一种日用陶瓷复合材料的制备方法与流程

本发明属于陶瓷材料的制备技术，特别是一种日用陶瓷复合材料的制备方法。

背景技术：

陶瓷材料是指用天然或合成化学物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料，具有熔点高、耐磨性好、耐腐蚀性强的特点，在建筑、电子器材、结构材料、刀具材料、日用陶瓷等诸多领域具有广泛应用。但是陶瓷材料也存在着一些缺陷，例如抗拉强度低、塑性低、韧性低、机械加工性能有待进一步提高。很多研究者致力于改善陶瓷材料的缺陷，以获得性能更优异的功能陶瓷，例如：cn105347781a报道了一种陶瓷材料及其制备方法。

随着人们生活水平的提高，对日用陶瓷的档次和质量的要求也逐步提高，质量轻、机械性能好、韧性高已经成为日用陶瓷领域需要迫切解决的问题，例如：cn104591707a报道了一种高石英日用陶瓷及其制备方法；cn108101571a报道了一种轻质多孔日用陶瓷。

因此，寻求质量轻、机械性能良好、韧性高、耐候性好的的日用陶瓷复合材料，已经成为陶瓷材料领域的研究热点。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种日用陶瓷复合材料的制备方法。该日用陶瓷复合材料复合了二氧化钛、氧化铝、氧化锆、二氧化硅、硫酸钙、海泡石、粉煤灰、凹凸棒土及高岭土，具有轻质、保温、机械强度高、耐侯性好等优点。

本发明的技术解决方案是：在一定量硫酸中，加入丁醇钛、氧化铝、氧氯化锆及九水合硅酸钠，搅拌一段时间，制得溶液a；在水浴条件下，向一定量水中，加入表面活性剂硬脂酸钠及聚乙烯醇，搅拌制得溶液b；将溶液b和溶液a混合，静置反应一段时间，加入一定量碳酸钙，搅拌至溶解后，加入液碱调节ph值至中性，制得改性剂c；向改性剂c中，加入海泡石、粉煤灰、凹凸棒土及高岭土，研磨搅拌制得浆料d；浆料d经干燥、热处理，制得日用陶瓷复合材料。

所述的溶液a中，丁醇钛水解，形成“-ti-o-”复合物，氧化铝、氧氯化锆及九水合硅酸钠在酸性条件下，形成al³⁺、zro²⁺及硅酸，搅拌条件下，反应形成“-ti-o-al-o-”及“-ti-o-zr-o-”及硅酸的复合物；所述的溶液b，阴离子表面活性剂硬脂酸钠及聚乙烯醇通过分子间力相互作用，形成复合物；两者通过静电作用,碳酸钙与酸反应，形成硫酸钙，经ph值调节，得到无机-有机改性剂c；随后，经搅拌混合，得到复合改性剂c、海泡石、粉煤灰、凹凸棒土及高岭土的浆料d，聚乙烯醇起了粘结作用；浆料d经干燥、热处理，有机组份表面活性剂硬脂酸钠及聚乙烯醇被煅烧，无机组份烧结成氧化物，最终形成多孔结构的日用陶瓷复合材料。

本发明与现有技术相比，该日用陶瓷复合材料复合了二氧化钛、氧化铝、氧化锆、二氧化硅、硫酸钙、海泡石、粉煤灰、凹凸棒土及高岭土，其内部具有均匀的多孔结构，具有多孔质轻、机械性能良好、韧性好、耐候性好等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。

实施例1：依以下步骤制备一种日用陶瓷复合材料。

步骤1：在100ml质量浓度为98%的硫酸h2so4中，加入100.2g正丁醇钛ti(oc4h9)4、4.5g氧化铝al2o3、9.5g八水合氧氯化锆zrocl2•8h2o及20.9g九水合硅酸钠na2sio3•9h2o，搅拌1.5h，制得溶液a；

步骤2：在70^oc水浴条件下，向200ml水中，加入15.0g表面活性剂硬脂酸钠及6.0g聚乙烯醇，搅拌1h,制得溶液b；

步骤3：将溶液b和溶液a混合，静置反应12h，加入24.0g碳酸钙caco3，搅拌至溶解后，加入392.5g质量浓度为30%的液碱溶液调节ph值至中性，制得改性剂c；

步骤4：向改性剂c中，加入22.6g海泡石、45.2g粉煤灰、37.6g凹凸棒土及113g高岭土，研磨搅拌6h,制得浆料d；

步骤5：浆料d经110^oc干燥15h、950^oc热处理15h，制得日用陶瓷复合材料。

实施例2：依以下步骤制备一种日用陶瓷复合材料。

步骤1：在100ml质量浓度为98%的硫酸h2so4中，加入100.2g异丁醇钛ti(oc4h9)4、7.5g氧化铝al2o3、19.0g八水合氧氯化锆zrocl2•8h2o及41.8g九水合硅酸钠na2sio3•9h2o，搅拌3h，制得溶液a；

步骤2：在80^oc水浴条件下，向200ml水中，加入25.0g表面活性剂硬脂酸钠及10.0g聚乙烯醇，搅拌1.5h,制得溶液b；

步骤3：将溶液b和溶液a混合，静置反应18h，加入36.0g碳酸钙caco3，搅拌至溶解后，加入355.2g质量浓度为30%的液碱溶液调节ph值至中性，制得改性剂c；

步骤4：向改性剂c中，加入46.5g海泡石、93.0g粉煤灰、77.5g凹凸棒土及193.8g高岭土，研磨搅拌10h,制得浆料d；

步骤5：浆料d经150^oc干燥10h、1050^oc热处理10h，制得日用陶瓷复合材料。

实施例3：依以下步骤制备一种日用陶瓷复合材料。

步骤1：在100ml质量浓度为98%的硫酸h2so4中，加入100.2g异丁醇钛ti(oc4h9)4、6.0g氧化铝al2o3、14.2g八水合氧氯化锆zrocl2•8h2o及31.4g九水合硅酸钠na2sio3•9h2o，搅拌2.5h，制得溶液a；

步骤2：在75^oc水浴条件下，向200ml水中，加入20.0g表面活性剂硬脂酸钠及8.0g聚乙烯醇，搅拌1.2h,制得溶液b；

步骤3：将溶液b和溶液a混合，静置反应15h，加入30.0g碳酸钙caco3，搅拌至溶解后，加入373.9g质量浓度为30%的液碱溶液调节ph值至中性，制得改性剂c；

步骤4：向改性剂c中，加入34.5g海泡石、69.1g粉煤灰、57.6g凹凸棒土及153.4g高岭土，研磨搅拌8h,制得浆料d；

步骤5：浆料d经130^oc干燥12h、1000^oc热处理12h，制得日用陶瓷复合材料。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种日用陶瓷复合材料的制备方法，该制备方法是：在一定量硫酸中，加入丁醇钛、氧化铝、氧氯化锆及九水合硅酸钠，搅拌一段时间，制得溶液A；在水浴条件下，向一定量水中，加入表面活性剂硬脂酸钠及聚乙烯醇，搅拌制得溶液B；将溶液B和溶液A混合，静置反应一段时间，加入一定量碳酸钙，搅拌至溶解后，加入液碱调节pH值至中性，制得改性剂C；向改性剂C中，加入海泡石、粉煤灰、凹凸棒土及高岭土，研磨搅拌制得浆料D；浆料D经干燥、热处理，制得日用陶瓷复合材料。该日用陶瓷复合材料内部具有均匀的多孔结构，具有多孔质轻、机械性能良好、韧性好、耐候性好等优点。

技术研发人员：龚娟
受保护的技术使用者：龚娟
技术研发日：2018.09.13
技术公布日：2018.12.07