本发明属于高温耐火材料技术领域，具体涉及一种高温耐火陶瓷及其制备方法。
背景技术：
陶瓷砖是由粘土、石英砂以及其他无机非金属原料，经配料、球磨、制粉、成型、烧结等工艺生产的板状或块状陶瓷制品，广泛应用于装饰与保护建筑物、构筑物的墙面和地面。随着房地产业的迅速发展，使得瓷砖的生产和消费都获得了较大的发展。目前市场上的陶瓷砖耐火性较差，超过1000℃，容易出现脱落现象，无法使用于温度较高的特殊场合。
技术实现要素：
本发明提供了一种高温耐火陶瓷及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，本发明所述高温耐火陶瓷具有耐高温性能优异，耐火度高达1200℃以上，且强度高，收缩率低，耐酸碱腐蚀，耐老化，可以应用于温度较高的特殊场合，市场前景广阔。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种高温耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石15～25份、方镁石20～40份、二氧化硅8～17份、瓷化粉4～9份、膨润土5～10份、高岭土7～12份、改性凹凸棒石粘土14～25份、碎玻璃3～12份、珍珠岩6～13份、石棉粉4～9份、纳米氧化铝3～9份、氧化锆2～8份、骨料4～10份、聚酯纤维2～4份、聚甲基丙烯酸羟乙酯2～5份、固化剂10～20份。
优选的，所述高温耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石18～22份、方镁石25～35份、二氧化硅10～15份、瓷化粉5～8份、膨润土7～9份、高岭土8～11份、改性凹凸棒石粘土18～22份、碎玻璃6～10份、珍珠岩9～12份、石棉粉5～8份、纳米氧化铝5～7份、氧化锆4～7份、骨料6～9份、聚酯纤维2.5～3.4份、聚甲基丙烯酸羟乙酯3～4份、固化剂13～18份。
优选的，所述高温耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石20份、方镁石30份、二氧化硅13份、瓷化粉7份、膨润土8份、高岭土10份、改性凹凸棒石粘土21份、碎玻璃7份、珍珠岩10份、石棉粉7份、纳米氧化铝6份、氧化锆5份、骨料8份、聚酯纤维3.3份、聚甲基丙烯酸羟乙酯3.6份、固化剂14份。
优选的，所述固化剂为硅酸铝、硫酸铝中的任一种或两种的混合物。
优选的，所述骨料选自碳化硅、氮化硅、碳氧化硅、碳氮氧化硅的任一种。
优选的，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌8～17min，转速设定为350～450r/min，然后过滤将溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理100～150分钟，温度设定在75～95℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2～3小时后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧1～2小时即可，焙烧温度为300～400℃。
一种制备所述高温耐火陶瓷的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取白云石、方镁石、二氧化硅、瓷化粉、膨润土、高岭土、改性凹凸棒石粘土、碎玻璃、珍珠岩、石棉粉、纳米氧化铝、氧化锆、骨料、聚酯纤维、聚甲基丙烯酸羟乙酯、固化剂，备用；
（2）将白云石、方镁石、二氧化硅、碎玻璃及骨料混合均匀，粉碎，湿法球磨4～8小时，烘干后进行熔炼，待其完全熔化后，搅拌3～7分钟后进行快速水淬，得到破碎的颗粒，湿法球磨5～10小时，烘干，过100～200目筛，备用；
（3）将瓷化粉、膨润土、高岭土、改性凹凸棒石粘土及珍珠岩混合均匀，粉碎，湿法球磨3～6小时，过100～200目筛，静置5～8小时，喷雾干燥成含水量为4～8%的颗粒，备用；
（4）将步骤（2）制得的产物与步骤（3）所得的产物混合均匀，再加入剩余原料混合5～10分钟，得混合母料；
（5）将步骤（4）制得的混合母料置于成型机中压制成型，然后进行干燥，得干坯；
（6）将干坯以8～13℃/min的速率升温至800～900℃，保温2～3小时，再以3～6℃/min的速率升温至1100～1200℃，保温1～2小时，然后以10～20℃/min的速率降温至750～800℃，保温40～80分钟，冷却至常温，磨边，即得所述高温耐火陶瓷。
优选的，所述步骤（5）中压制成型的压力为50～70mpa。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述的高温耐火陶瓷采用白云石、方镁石、二氧化硅、瓷化粉作为原料，原料中相互协同作用，制备出的高温耐火陶瓷具有耐高温性能优异，耐火度高达1200℃以上；本发明所述的高温耐火陶瓷原料中还添加了改性凹凸棒石粘土，改性凹凸棒石粘土和其他原料相互配合，有效改善了所述高温耐火陶瓷的耐酸耐腐蚀性和耐老化性，延长其使用寿命，扩大其使用场合。本发明所述的高温耐火陶瓷具有孔径细小、分布均匀的特点，在相同密度下，该材料具有更好的隔热性、更高的强度、良好的抗侵蚀性以及，收缩率低，市场前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种高温耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石15份、方镁石20份、二氧化硅8份、瓷化粉4份、膨润土5份、高岭土7份、改性凹凸棒石粘土14份、碎玻璃3份、珍珠岩6份、石棉粉4份、纳米氧化铝3份、氧化锆2份、骨料4份、聚酯纤维2份、聚甲基丙烯酸羟乙酯2份、固化剂10份。
其中，所述固化剂为硅酸铝。
其中，所述骨料选自碳化硅。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌8min，转速设定为350r/min，然后过滤将溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理100分钟，温度设定在75℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2小时后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧1小时即可，焙烧温度为300℃。
一种制备所述高温耐火陶瓷的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取白云石、方镁石、二氧化硅、瓷化粉、膨润土、高岭土、改性凹凸棒石粘土、碎玻璃、珍珠岩、石棉粉、纳米氧化铝、氧化锆、骨料、聚酯纤维、聚甲基丙烯酸羟乙酯、固化剂，备用；
（2）将白云石、方镁石、二氧化硅、碎玻璃及骨料混合均匀，粉碎，湿法球磨4小时，烘干后进行熔炼，待其完全熔化后，搅拌3分钟后进行快速水淬，得到破碎的颗粒，湿法球磨5小时，烘干，过100～200目筛，备用；
（3）将瓷化粉、膨润土、高岭土、改性凹凸棒石粘土及珍珠岩混合均匀，粉碎，湿法球磨3小时，过100～200目筛，静置5小时，喷雾干燥成含水量为4%的颗粒，备用；
（4）将步骤（2）制得的产物与步骤（3）所得的产物混合均匀，再加入剩余原料混合5分钟，得混合母料；
（5）将步骤（4）制得的混合母料置于成型机中压制成型，然后进行干燥，得干坯；
（6）将干坯以8℃/min的速率升温至800℃，保温2小时，再以3℃/min的速率升温至1100℃，保温1小时，然后以10℃/min的速率降温至750℃，保温40分钟，冷却至常温，磨边，即得所述高温耐火陶瓷。
其中，所述步骤（5）中压制成型的压力为50mpa。
实施例2
本实施例涉及一种高温耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石25份、方镁石40份、二氧化硅17份、瓷化粉9份、膨润土10份、高岭土12份、改性凹凸棒石粘土25份、碎玻璃12份、珍珠岩13份、石棉粉9份、纳米氧化铝9份、氧化锆8份、骨料10份、聚酯纤维4份、聚甲基丙烯酸羟乙酯5份、固化剂20份。
其中，所述固化剂为硫酸铝。
其中，所述骨料选自氮化硅。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌17min，转速设定为450r/min，然后过滤将溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理150分钟，温度设定在95℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理3小时后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧2小时即可，焙烧温度为400℃。
一种制备所述高温耐火陶瓷的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取白云石、方镁石、二氧化硅、瓷化粉、膨润土、高岭土、改性凹凸棒石粘土、碎玻璃、珍珠岩、石棉粉、纳米氧化铝、氧化锆、骨料、聚酯纤维、聚甲基丙烯酸羟乙酯、固化剂，备用；
（2）将白云石、方镁石、二氧化硅、碎玻璃及骨料混合均匀，粉碎，湿法球磨8小时，烘干后进行熔炼，待其完全熔化后，搅拌7分钟后进行快速水淬，得到破碎的颗粒，湿法球磨10小时，烘干，过100～200目筛，备用；
（3）将瓷化粉、膨润土、高岭土、改性凹凸棒石粘土及珍珠岩混合均匀，粉碎，湿法球磨6小时，过100～200目筛，静置8小时，喷雾干燥成含水量为8%的颗粒，备用；
（4）将步骤（2）制得的产物与步骤（3）所得的产物混合均匀，再加入剩余原料混合10分钟，得混合母料；
（5）将步骤（4）制得的混合母料置于成型机中压制成型，然后进行干燥，得干坯；
（6）将干坯以13℃/min的速率升温至900℃，保温3小时，再以6℃/min的速率升温至1200℃，保温2小时，然后以20℃/min的速率降温至800℃，保温80分钟，冷却至常温，磨边，即得所述高温耐火陶瓷。
其中，所述步骤（5）中压制成型的压力为70mpa。
实施例3
本实施例涉及一种高温耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石18份、方镁石25份、二氧化硅10份、瓷化粉5份、膨润土7份、高岭土8份、改性凹凸棒石粘土18份、碎玻璃6份、珍珠岩9份、石棉粉5份、纳米氧化铝5份、氧化锆4份、骨料6份、聚酯纤维2.5份、聚甲基丙烯酸羟乙酯3份、固化剂13份。
其中，所述固化剂为硅酸铝和硫酸铝的混合物。
其中，所述骨料选自碳氧化硅。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌10min，转速设定为380r/min，然后过滤将溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理110分钟，温度设定在77℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2.3小时后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧1.2小时即可，焙烧温度为330℃。
一种制备所述高温耐火陶瓷的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取白云石、方镁石、二氧化硅、瓷化粉、膨润土、高岭土、改性凹凸棒石粘土、碎玻璃、珍珠岩、石棉粉、纳米氧化铝、氧化锆、骨料、聚酯纤维、聚甲基丙烯酸羟乙酯、固化剂，备用；
（2）将白云石、方镁石、二氧化硅、碎玻璃及骨料混合均匀，粉碎，湿法球磨5小时，烘干后进行熔炼，待其完全熔化后，搅拌4分钟后进行快速水淬，得到破碎的颗粒，湿法球磨6小时，烘干，过100～200目筛，备用；
（3）将瓷化粉、膨润土、高岭土、改性凹凸棒石粘土及珍珠岩混合均匀，粉碎，湿法球磨3.5小时，过100～200目筛，静置5～8小时，喷雾干燥成含水量为5%的颗粒，备用；
（4）将步骤（2）制得的产物与步骤（3）所得的产物混合均匀，再加入剩余原料混合6分钟，得混合母料；
（5）将步骤（4）制得的混合母料置于成型机中压制成型，然后进行干燥，得干坯；
（6）将干坯以9℃/min的速率升温至820℃，保温2.2小时，再以4℃/min的速率升温至1110℃，保温1.3小时，然后以11℃/min的速率降温至760℃，保温45分钟，冷却至常温，磨边，即得所述高温耐火陶瓷。
其中，所述步骤（5）中压制成型的压力为55mpa。
实施例4
本实施例涉及一种高温耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石22份、方镁石35份、二氧化硅15份、瓷化粉8份、膨润土9份、高岭土11份、改性凹凸棒石粘土22份、碎玻璃10份、珍珠岩12份、石棉粉8份、纳米氧化铝7份、氧化锆7份、骨料9份、聚酯纤维3.4份、聚甲基丙烯酸羟乙酯4份、固化剂18份。
其中，所述固化剂为硅酸铝、硫酸铝的混合物。
其中，所述骨料选自碳氮氧化硅。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌12min，转速设定为400r/min，然后过滤将溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理125分钟，温度设定在85℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2.5小时后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧1.5小时即可，焙烧温度为350℃。
一种制备所述高温耐火陶瓷的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取白云石、方镁石、二氧化硅、瓷化粉、膨润土、高岭土、改性凹凸棒石粘土、碎玻璃、珍珠岩、石棉粉、纳米氧化铝、氧化锆、骨料、聚酯纤维、聚甲基丙烯酸羟乙酯、固化剂，备用；
（2）将白云石、方镁石、二氧化硅、碎玻璃及骨料混合均匀，粉碎，湿法球磨6小时，烘干后进行熔炼，待其完全熔化后，搅拌5分钟后进行快速水淬，得到破碎的颗粒，湿法球磨8小时，烘干，过100～200目筛，备用；
（3）将瓷化粉、膨润土、高岭土、改性凹凸棒石粘土及珍珠岩混合均匀，粉碎，湿法球磨5小时，过100～200目筛，静置6小时，喷雾干燥成含水量为6%的颗粒，备用；
（4）将步骤（2）制得的产物与步骤（3）所得的产物混合均匀，再加入剩余原料混合7分钟，得混合母料；
（5）将步骤（4）制得的混合母料置于成型机中压制成型，然后进行干燥，得干坯；
（6）将干坯以11℃/min的速率升温至850℃，保温2.5小时，再以5℃/min的速率升温至1150℃，保温1.5小时，然后以15℃/min的速率降温至780℃，保温60分钟，冷却至常温，磨边，即得所述高温耐火陶瓷。
其中，所述步骤（5）中压制成型的压力为62mpa。
实施例5
本实施例涉及一种高温耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石20份、方镁石30份、二氧化硅13份、瓷化粉7份、膨润土8份、高岭土10份、改性凹凸棒石粘土21份、碎玻璃7份、珍珠岩10份、石棉粉7份、纳米氧化铝6份、氧化锆5份、骨料8份、聚酯纤维3.3份、聚甲基丙烯酸羟乙酯3.6份、固化剂14份。
其中，所述固化剂为硅酸铝、硫酸铝的混合物。
其中，所述骨料选自碳氧化硅。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌14min，转速设定为420r/min，然后过滤将溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理140分钟，温度设定在90℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2.7小时后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧1.8小时即可，焙烧温度为370℃。
一种制备所述高温耐火陶瓷的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取白云石、方镁石、二氧化硅、瓷化粉、膨润土、高岭土、改性凹凸棒石粘土、碎玻璃、珍珠岩、石棉粉、纳米氧化铝、氧化锆、骨料、聚酯纤维、聚甲基丙烯酸羟乙酯、固化剂，备用；
（2）将白云石、方镁石、二氧化硅、碎玻璃及骨料混合均匀，粉碎，湿法球磨7小时，烘干后进行熔炼，待其完全熔化后，搅拌6分钟后进行快速水淬，得到破碎的颗粒，湿法球磨8小时，烘干，过100～200目筛，备用；
（3）将瓷化粉、膨润土、高岭土、改性凹凸棒石粘土及珍珠岩混合均匀，粉碎，湿法球磨5小时，过100～200目筛，静置7小时，喷雾干燥成含水量为7%的颗粒，备用；
（4）将步骤（2）制得的产物与步骤（3）所得的产物混合均匀，再加入剩余原料混合9分钟，得混合母料；
（5）将步骤（4）制得的混合母料置于成型机中压制成型，然后进行干燥，得干坯；
（6）将干坯以12℃/min的速率升温至890℃，保温2.8小时，再以5℃/min的速率升温至1180℃，保温1.8小时，然后以19℃/min的速率降温至790℃，保温70分钟，冷却至常温，磨边，即得所述高温耐火陶瓷。
其中，所述步骤（5）中压制成型的压力为65mpa。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。