本发明涉及材料领域，特别涉及到一种耐紫外耐候复合陶瓷材料及其制备方法。
背景技术：
：随着航空、冶金、电力等行业的飞速发展，越来越多的材料应用于高温环境中，而高温环境下材料的氧化、磨损较为严重。因此，研究和开发高温耐磨抗氧化材料具有重要的意义和应用价值。陶瓷材料由于自身具备耐高温、耐腐蚀、耐磨损、高硬度等一系列优点而备受关注，并作为最重要的高温耐磨损抗氧化材料加以研究。目前，国际上材料工作者对高温耐磨抗氧化陶瓷材料进行了广泛深入的研究，取得了较好的成果；国内学者也越来越重视这一领域的研究。进一步研究和开发高温耐磨抗氧化陶瓷材料对于整个社会经济的发展具有重要的意义。鉴于此，本发明致力于研究新型复合陶瓷材料，通过优化原料配方和工艺步骤，是传统的陶瓷材料在耐高温、耐磨损、抗氧化等性能上有了大幅度的提高，以期望能满足社会和市场的需求。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供一种耐紫外耐候复合陶瓷材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的耐紫外耐候复合陶瓷材料，其性能稳定、耐紫外耐候耐老化、强度大，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种耐紫外耐候复合陶瓷材料，由下列重量份的原料制成：陶瓷粉25-30份、高岭土5-8份、硅藻土5-8份、硼酸钙4-8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物2-5份、聚硅氧烷3-4份、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉1-3份、4-甲基-6-叔丁基苯酚1-2份、硫代二丙酸二月桂酸酯1-3份、正硅酸乙酯4-9份、甘油7-10份、钛酸铅1-4份、氧化铝1-3份、氧化镁2-4份、氧化钙2-6份、二氧化硅3-5份、三氧化二锑1-2份、抗氧化剂1-4份、稳定剂2-5份、偶联剂1-2份。优选地，所述抗氧化剂为2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、4-羟基十二烷酸酰替苯胺、4，4'-二叔辛基二苯胺、4-羟基十八烷酸酰替苯胺中的一种或几种。优选地，所述稳定剂为2-乙基乙酸铅、蓖麻酸钙、硬脂酸锌、丹桂酸钡中的任意一种。优选地，所述偶联剂选自三异硬酯酸钛酸异丙酯、异丙基三（二辛基焦磷酰基)钛酸酯、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯钛、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯中的任意一种或几种。所述的耐紫外耐候复合陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照重量份称取各原料；（2）将陶瓷粉、高岭土、硅藻土、硼酸钙加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为200-300目;（3）将聚硅氧烷、钛酸铅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、二氧化硅、三氧化二锑、抗氧化剂、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为500-660℃，高温烧结时间为30-60分钟；（4）将步骤（3）的陶瓷块、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甘油、正硅酸乙酯一起加入球磨机，料球比例为1：5，球磨时间为2-3小时；（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物；（6）将步骤（5）的过筛混合物、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、4-甲基-6-叔丁基苯酚、硫代二丙酸二月桂酸酯、稳定剂、偶联剂注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1000-1500转/分钟，压强为0.5-1MPa，混合搅拌10-20分钟；（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在4-10℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为860-920℃，真空压强为0.2-0.5Pa，真空烧结时间为60-90分钟；（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护2-4小时，即得成品。优选地，所述水淬的条件为：入水温度为10-15℃，水淬时间为45秒。优选地，所述筛孔径为200目。本发明与现有技术相比，其有益效果为：（1）本发明的耐紫外耐候复合陶瓷材料，以陶瓷粉、高岭土、硅藻土、硼酸钙、聚硅氧烷、钛酸铅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、二氧化硅、三氧化二锑为主要成分，通过加入乙烯-醋酸乙烯共聚物、甘油、正硅酸乙酯、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、4-甲基-6-叔丁基苯酚、硫代二丙酸二月桂酸酯、抗氧化剂、稳定剂、偶联剂，辅以机械粉碎、高温烧结、水淬处理、球磨分选、加压匀质、铸模固定、真空煅烧、去模脱蜡、养护成型等工艺，使得制备而成的耐紫外耐候复合陶瓷材料，其性能稳定、耐紫外耐候耐老化、强度大，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。（2）本发明的耐紫外耐候复合陶瓷材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。具体实施方式下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。实施例1（1）按照重量份称取陶瓷粉25份、高岭土5份、硅藻土5份、硼酸钙4份、乙烯-醋酸乙烯共聚物2份、聚硅氧烷3份、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉1份、4-甲基-6-叔丁基苯酚1份、硫代二丙酸二月桂酸酯1份、正硅酸乙酯4份、甘油7份、钛酸铅1份、氧化铝1份、氧化镁2份、氧化钙2份、二氧化硅3份、三氧化二锑1份、2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)1份、2-乙基乙酸铅2份、三异硬酯酸钛酸异丙酯1份；（2）将陶瓷粉、高岭土、硅藻土、硼酸钙加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为200目;（3）将聚硅氧烷、钛酸铅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、二氧化硅、三氧化二锑、2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为500℃，高温烧结时间为30分钟，水淬的入水温度为10℃，水淬时间为45秒；（4）将步骤（3）的陶瓷块、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甘油、正硅酸乙酯一起加入球磨机，料球比例为1：5，球磨时间为2小时；（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为200目；（6）将步骤（5）的过筛混合物、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、4-甲基-6-叔丁基苯酚、硫代二丙酸二月桂酸酯、2-乙基乙酸铅、三异硬酯酸钛酸异丙酯注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1000转/分钟，压强为0.5MPa，混合搅拌10分钟；（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在4℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为860℃，真空压强为0.2Pa，真空烧结时间为60分钟；（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护2小时，即得成品。制得的耐紫外耐候复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。实施例2（1）按照重量份称取陶瓷粉26份、高岭土6份、硅藻土6份、硼酸钙5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3份、聚硅氧烷3份、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉2份、4-甲基-6-叔丁基苯酚1份、硫代二丙酸二月桂酸酯1份、正硅酸乙酯6份、甘油8份、钛酸铅2份、氧化铝2份、氧化镁3份、氧化钙4份、二氧化硅3份、三氧化二锑1份、4-羟基十二烷酸酰替苯胺2份、蓖麻酸钙3份、异丙基三（二辛基焦磷酰基)钛酸酯1份；（2）将陶瓷粉、高岭土、硅藻土、硼酸钙加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为250目;（3）将聚硅氧烷、钛酸铅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、二氧化硅、三氧化二锑、4-羟基十二烷酸酰替苯胺、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为550℃，高温烧结时间为40分钟，水淬的入水温度为12℃，水淬时间为45秒；（4）将步骤（3）的陶瓷块、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甘油、正硅酸乙酯一起加入球磨机，料球比例为1：5，球磨时间为2.3小时；（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为200目；（6）将步骤（5）的过筛混合物、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、4-甲基-6-叔丁基苯酚、硫代二丙酸二月桂酸酯、蓖麻酸钙、异丙基三（二辛基焦磷酰基)钛酸酯注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1200转/分钟，压强为0.7MPa，混合搅拌12分钟；（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在6℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为880℃，真空压强为0.3Pa，真空烧结时间为70分钟；（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护2.5小时，即得成品。制得的耐紫外耐候复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。实施例3（1）按照重量份称取陶瓷粉28份、高岭土7份、硅藻土7份、硼酸钙7份、乙烯-醋酸乙烯共聚物4份、聚硅氧烷4份、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉2份、4-甲基-6-叔丁基苯酚2份、硫代二丙酸二月桂酸酯2份、正硅酸乙酯8份、甘油9份、钛酸铅3份、氧化铝2份、氧化镁3份、氧化钙5份、二氧化硅4份、三氧化二锑2份、4，4'-二叔辛基二苯胺3份、硬脂酸锌4份、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯钛2份；（2）将陶瓷粉、高岭土、硅藻土、硼酸钙加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为250目;（3）将聚硅氧烷、钛酸铅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、二氧化硅、三氧化二锑、4，4'-二叔辛基二苯胺、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为600℃，高温烧结时间为50分钟，水淬的入水温度为14℃，水淬时间为45秒；（4）将步骤（3）的陶瓷块、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甘油、正硅酸乙酯一起加入球磨机，料球比例为1：5，球磨时间为2.7小时；（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为200目；（6）将步骤（5）的过筛混合物、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、4-甲基-6-叔丁基苯酚、硫代二丙酸二月桂酸酯、硬脂酸锌、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯钛注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1400转/分钟，压强为0.9MPa，混合搅拌17分钟；（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在8℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为900℃，真空压强为0.4Pa，真空烧结时间为80分钟；（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护3小时，即得成品。制得的耐紫外耐候复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。实施例4（1）按照重量份称取陶瓷粉30份、高岭土8份、硅藻土8份、硼酸钙8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、聚硅氧烷4份、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉3份、4-甲基-6-叔丁基苯酚2份、硫代二丙酸二月桂酸酯3份、正硅酸乙酯9份、甘油10份、钛酸铅4份、氧化铝3份、氧化镁4份、氧化钙6份、二氧化硅5份、三氧化二锑2份、4-羟基十八烷酸酰替苯胺4份、丹桂酸钡5份、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯2份；（2）将陶瓷粉、高岭土、硅藻土、硼酸钙加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为300目;（3）将聚硅氧烷、钛酸铅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、二氧化硅、三氧化二锑、4-羟基十八烷酸酰替苯胺、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为660℃，高温烧结时间为60分钟，水淬的入水温度为15℃，水淬时间为45秒；（4）将步骤（3）的陶瓷块、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甘油、正硅酸乙酯一起加入球磨机，料球比例为1：5，球磨时间为3小时；（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为200目；（6）将步骤（5）的过筛混合物、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、4-甲基-6-叔丁基苯酚、硫代二丙酸二月桂酸酯、丹桂酸钡、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1500转/分钟，压强为1MPa，混合搅拌20分钟；（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在10℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为920℃，真空压强为0.5Pa，真空烧结时间为90分钟；（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护4小时，即得成品。制得的耐紫外耐候复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。对比例1（1）按照重量份称取陶瓷粉25份、高岭土5份、硅藻土5份、硼酸钙4份、聚硅氧烷3份、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉1份、4-甲基-6-叔丁基苯酚1份、硫代二丙酸二月桂酸酯1份、正硅酸乙酯4份、甘油7份、钛酸铅1份、氧化铝1份、氧化镁2份、氧化钙2份、三氧化二锑1份、2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)1份、2-乙基乙酸铅2份、三异硬酯酸钛酸异丙酯1份；（2）将陶瓷粉、高岭土、硅藻土、硼酸钙加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为200目;（3）将聚硅氧烷、钛酸铅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、三氧化二锑、2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为500℃，高温烧结时间为30分钟，水淬的入水温度为10℃，水淬时间为45秒；（4）将步骤（3）的陶瓷块、甘油、正硅酸乙酯一起加入球磨机，料球比例为1：5，球磨时间为2小时；（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为200目；（6）将步骤（5）的过筛混合物、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、4-甲基-6-叔丁基苯酚、硫代二丙酸二月桂酸酯、2-乙基乙酸铅、三异硬酯酸钛酸异丙酯注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1000转/分钟，压强为0.5MPa，混合搅拌10分钟；（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在4℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为860℃，真空压强为0.2Pa，真空烧结时间为60分钟；（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护2小时，即得成品。制得的耐紫外耐候复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。对比例2（1）按照重量份称取陶瓷粉30份、高岭土8份、硅藻土8份、硼酸钙8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉3份、4-甲基-6-叔丁基苯酚2份、硫代二丙酸二月桂酸酯3份、正硅酸乙酯9份、甘油10份、钛酸铅4份、氧化铝3份、氧化镁4份、二氧化硅5份、三氧化二锑2份、4-羟基十八烷酸酰替苯胺4份、丹桂酸钡5份、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯2份；（2）将陶瓷粉、高岭土、硅藻土、硼酸钙加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为300目;（3）将钛酸铅、氧化铝、氧化镁、二氧化硅、三氧化二锑、4-羟基十八烷酸酰替苯胺、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为660℃，高温烧结时间为60分钟，水淬的入水温度为15℃，水淬时间为45秒；（4）将步骤（3）的陶瓷块、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甘油、正硅酸乙酯一起加入球磨机，料球比例为1：5，球磨时间为3小时；（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为200目；（6）将步骤（5）的过筛混合物、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、4-甲基-6-叔丁基苯酚、硫代二丙酸二月桂酸酯、丹桂酸钡、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1500转/分钟，压强为1MPa，混合搅拌20分钟；（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在10℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为920℃，真空压强为0.5Pa，真空烧结时间为90分钟；（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护4小时，即得成品。制得的耐紫外耐候复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。将实施例1-4和对比例1-2的制得的耐紫外耐候复合陶瓷材料进行表面摩擦系数、抗弯强度、硬度、热膨胀系数这几项性能测试。表1 表面摩擦系数抗弯强度，Mpa硬度，HV热膨胀系数（10-6/K）实施例10.449102423828.32实施例20.479106623318.25实施例30.459103523628.17实施例40.499104523938.34对比例11.178659176111.21对比例21.29775219069.96本发明的耐紫外耐候复合陶瓷材料，以陶瓷粉、高岭土、硅藻土、硼酸钙、聚硅氧烷、钛酸铅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、二氧化硅、三氧化二锑为主要成分，通过加入乙烯-醋酸乙烯共聚物、甘油、正硅酸乙酯、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、4-甲基-6-叔丁基苯酚、硫代二丙酸二月桂酸酯、抗氧化剂、稳定剂、偶联剂，辅以机械粉碎、高温烧结、水淬处理、球磨分选、加压匀质、铸模固定、真空煅烧、去模脱蜡、养护成型等工艺，使得制备而成的耐紫外耐候复合陶瓷材料，其性能稳定、耐紫外耐候耐老化、强度大，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的耐紫外耐候复合陶瓷材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3