本发明涉及陶瓷制造技术领域，具体涉及一种耐冲击保温陶瓷材料及其制备方法。
背景技术：
陶瓷是陶器和瓷器的总称，是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。人们早在约8000年前的新石器时代就发明了陶器。瓷业是我国的传统工业，陶瓷产品是我国轻工行业的支柱产业和出口拳头产品。随着社会的发展，陶瓷在很多领域中占有重要地位，并且受到很多消费者的认可，使得陶瓷的应用范围也越来越广。目前已经广泛应用于化工、能源、冶金、生物医药、环境保护、航空航天等诸多领域。
目前，市场上现有的保温陶瓷材料易脆，耐冲击效果差，影响陶瓷材料的使用寿命，因此，研发一种耐冲击的保温陶瓷材料有很好市场价值。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种耐冲击保温陶瓷材料及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种耐冲击保温陶瓷材料，由以下重量份的原料组成：硅藻土20-30份、膨润土25-35份、改性白云石10-20份、蒙脱石10-15份、沸石5-15份、陶瓷微粉5-15份、钛酸钡10-20份、硅酸钠10-15份、氧化铝5-10份、氧化镁5-10份、三氧化二锑5-10份、二硼化锆2-8份、碳酸钙5-10份、吐温805-15份、硬脂酰胺10-15份、水100-150份。
一种耐冲击保温陶瓷材料，优选以下重量份的原料组成：硅藻土25份、膨润土30份、改性白云石15份、蒙脱石12份、沸石10份、陶瓷微粉10份、钛酸钡15份、硅酸钠12份、氧化铝8份、氧化镁7份、三氧化二锑7份、二硼化锆5份、碳酸钙8份、吐温8010份、硬脂酰胺12份、水120份。
所述膨润土使用前经过改性处理，其改性方法为：先将膨润土于400-500℃焙烧2-4h，自然冷却至室温，取出，加热至110-130℃，向其中加入聚异氰酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯，震荡10-30min，充分混合均匀，在此温度下恒温反应0.5-2h，反应结束后，静置0.5h，于3.5-5.0mpa条件下恒压反应1-3h，然后转入球磨机中球磨3-4h，即可。
所述膨润土、聚异氰酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯的重量比为5-10：0.5-2：0.5-2。
所述改性白云石的制备方法包括以下步骤：
(a)将白云石粉碎，过200-300目筛，于700-900℃焙烧2-4h，自然冷却至室温；
(b)向白云石粉中加入其重量份5-6倍的8-10％水杨酸溶液，混合搅拌1-2h，过滤，所得沉淀用水冲洗干净，然后将其加入到其重量份3-5倍的10-15％的氢氧化钠溶液中浸泡20-40min，过滤，所得沉淀用水冲洗干净，得到物料；
(c)将物料与缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷、单脂肪酸甘油酯、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、氧化锌、二氧化硅混合搅拌均匀，然后放入球磨机中，球磨3-5h，取出，置于400-500℃真空煅烧2-4h，自然冷却至室温，密封保存，即可。
所述白云石、缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷、单脂肪酸甘油酯、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、氧化锌、二氧化硅的重量比为60-70：0.5-1：1-3：2-5：25-35：2-8：8-15。
所述耐冲击保温陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硅藻土、膨润土、改性白云石、蒙脱石、沸石、陶瓷微粉混合搅拌均匀，粉碎，过200-300目筛，得到物料i；
(2)将钛酸钡、硅酸钠、氧化铝、氧化镁、三氧化二锑、二硼化锆、碳酸钙混合搅拌均匀，粉碎，过200-300目筛，置于500-600℃真空烧结1-3h，得到物料ii；
(3)将物料i和水于45-60℃搅拌1-3h，然后向其中加入物料ii、吐温80和硬脂酰胺，继续搅拌2-3h，接着送入球磨机中，球磨5-6h，得到混合粉料；
(4)将混合粉料送入模具中进行压制成型；
(5)启模取件，然后将其于700-800℃预烧4-6h，接着将其于1000-1300℃低温烧结8-10h，得到成品。
所述步骤(5)中预烧升温过程为：由室温以40-50℃/h的速度升温至700-800℃，低温烧结的升温过程为：由室温以60-70℃/h的速度升温至1000-1300℃。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提出的保温陶瓷材料在原料中使用了改性白云石，使得所制得的陶瓷材料硬度高，耐磨性好，耐冲击性高，从而增加陶瓷材料的使用寿命；
(2)本发明提出的保温陶瓷材料的原料中膨润土在使用前经过改性处理，使其活性增加，改性处理的作用是在高温条件对膨润土进行焙烧，使其层间水和其他杂质减少，从而使通道增大，与此同时，向其中加入交联剂，通过交联反应使膨润土结构更加复杂，从而提升陶瓷材料的性能；
(3)本发明提出的保温陶瓷材料细腻度高，光泽度好，硬度高，耐冲击力高，且耐高温，耐腐蚀，并且其表面耐磨能力也较高，降低其磨损，增加其使用寿命，原料来源广泛，工艺简单易操作，适合工业化生产，而且应用前景广阔，经济效益高。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种耐冲击保温陶瓷材料，由以下重量份的原料组成：硅藻土20份、膨润土35份、改性白云石10份、蒙脱石15份、沸石5份、陶瓷微粉15份、钛酸钡10份、硅酸钠15份、氧化铝5份、氧化镁10份、三氧化二锑5份、二硼化锆8份、碳酸钙5份、吐温8015份、硬脂酰胺10份、水150份。
膨润土使用前经过改性处理，其改性方法为：先将膨润土35份于400℃焙烧2h，自然冷却至室温，取出，加热至110℃，向其中加入聚异氰酸酯3.5份、甲基丙烯酸羟乙酯3.5份，震荡10min，充分混合均匀，在此温度下恒温反应1h，反应结束后，静置0.5h，于3.5mpa条件下恒压反应1h，然后转入球磨机中球磨3h，即可。
改性白云石的制备方法包括以下步骤：
(a)将白云石20份粉碎，过300目筛，于700℃焙烧2h，自然冷却至室温；
(b)向白云石粉中加入其重量份5倍的8％水杨酸溶液，混合搅拌1h，过滤，所得沉淀用水冲洗干净，然后将其加入到其重量份3倍的10％的氢氧化钠溶液中浸泡20min，过滤，所得沉淀用水冲洗干净，得到物料；
(c)将物料与缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷0.2份、单脂肪酸甘油酯1份、聚乙二醇0.7份、羧甲基纤维素钠8份、氧化锌1份、二氧化硅3份混合搅拌均匀，然后放入球磨机中，球磨3h，取出，置于400℃真空煅烧2h，自然冷却至室温，密封保存，即可。
一种耐冲击保温陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硅藻土、膨润土、改性白云石、蒙脱石、沸石、陶瓷微粉混合搅拌均匀，粉碎，过300目筛，得到物料i；
(2)将钛酸钡、硅酸钠、氧化铝、氧化镁、三氧化二锑、二硼化锆、碳酸钙混合搅拌均匀，粉碎，过200目筛，置于500℃真空烧结1h，得到物料ii；
(3)将物料i和水于45℃搅拌1h，然后向其中加入物料ii、吐温80和硬脂酰胺，继续搅拌2h，接着送入球磨机中，球磨5h，得到混合粉料；
(4)将混合粉料送入模具中进行压制成型；
(5)启模取件，然后将其于700℃预烧4h，接着将其于1000℃低温烧结8h，得到成品。
步骤(5)中预烧升温过程为：由室温以40℃/h的速度升温至700℃，低温烧结的升温过程为：由室温以60℃/h的速度升温至1000℃。
实施例2
一种耐冲击保温陶瓷材料，由以下重量份的原料组成：硅藻土25份、膨润土30份、改性白云石15份、蒙脱石12份、沸石10份、陶瓷微粉10份、钛酸钡15份、硅酸钠12份、氧化铝8份、氧化镁7份、三氧化二锑7份、二硼化锆5份、碳酸钙8份、吐温8010份、硬脂酰胺12份、水120份。
膨润土使用前经过改性处理，其改性方法为：先将膨润土35份于450℃焙烧3h，自然冷却至室温，取出，加热至120℃，向其中加入聚异氰酸酯5份、甲基丙烯酸羟乙酯3份，震荡30min，充分混合均匀，在此温度下恒温反应2h，反应结束后，静置0.5h，于4.5mpa条件下恒压反应3h，然后转入球磨机中球磨4h，即可。
改性白云石的制备方法包括以下步骤：
(a)将白云石20份粉碎，过300目筛，于800℃焙烧3h，自然冷却至室温；
(b)向白云石粉中加入其重量份6倍的9％水杨酸溶液，混合搅拌2h，过滤，所得沉淀用水冲洗干净，然后将其加入到其重量份4倍的12％的氢氧化钠溶液中浸泡30min，过滤，所得沉淀用水冲洗干净，得到物料；
(c)将物料与缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷0.2份、单脂肪酸甘油酯0.6份、聚乙二醇1份、羧甲基纤维素钠10份、氧化锌1.5份、二氧化硅3份混合搅拌均匀，然后放入球磨机中，球磨4h，取出，置于450℃真空煅烧4h，自然冷却至室温，密封保存，即可。
一种耐冲击保温陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硅藻土、膨润土、改性白云石、蒙脱石、沸石、陶瓷微粉混合搅拌均匀，粉碎，过300目筛，得到物料i；
(2)将钛酸钡、硅酸钠、氧化铝、氧化镁、三氧化二锑、二硼化锆、碳酸钙混合搅拌均匀，粉碎，过200目筛，置于550℃真空烧结2h，得到物料ii；
(3)将物料i和水于55℃搅拌2h，然后向其中加入物料ii、吐温80和硬脂酰胺，继续搅拌3h，接着送入球磨机中，球磨6h，得到混合粉料；
(4)将混合粉料送入模具中进行压制成型；
(5)启模取件，然后将其于800℃预烧5h，接着将其于1200℃低温烧结9h，得到成品。
步骤(5)中预烧升温过程为：由室温以45℃/h的速度升温至800℃，低温烧结的升温过程为：由室温以65℃/h的速度升温至1200℃。
实施例3
一种耐冲击保温陶瓷材料，由以下重量份的原料组成：硅藻土30份、膨润土25份、改性白云石20份、蒙脱石10份、沸石15份、陶瓷微粉5份、钛酸钡20份、硅酸钠10份、氧化铝10份、氧化镁5份、三氧化二锑10份、二硼化锆2份、碳酸钙10份、吐温805份、硬脂酰胺15份、水100份。
膨润土使用前经过改性处理，其改性方法为：先将膨润土35份于500℃焙烧3h，自然冷却至室温，取出，加热至130℃，向其中加入聚异氰酸酯8份、甲基丙烯酸羟乙酯7份，震荡20min，充分混合均匀，在此温度下恒温反应1.5h，反应结束后，静置0.5h，于5.0mpa条件下恒压反应3h，然后转入球磨机中球磨4h，即可。
改性白云石的制备方法包括以下步骤：
(a)将白云石70份粉碎，过300目筛，于900℃焙烧3h，自然冷却至室温；
(b)向白云石粉中加入其重量份6倍的10％水杨酸溶液，混合搅拌1.5h，过滤，所得沉淀用水冲洗干净，然后将其加入到其重量份5倍的15％的氢氧化钠溶液中浸泡40min，过滤，所得沉淀用水冲洗干净，得到物料；
(c)将物料与缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷0.25份、单脂肪酸甘油酯0.8份、聚乙二醇1.5份、羧甲基纤维素钠10份、氧化锌2份、二氧化硅4份混合搅拌均匀，然后放入球磨机中，球磨5h，取出，置于500℃真空煅烧3h，自然冷却至室温，密封保存，即可。
一种耐冲击保温陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硅藻土、膨润土、改性白云石、蒙脱石、沸石、陶瓷微粉混合搅拌均匀，粉碎，过300目筛，得到物料i；
(2)将钛酸钡、硅酸钠、氧化铝、氧化镁、三氧化二锑、二硼化锆、碳酸钙混合搅拌均匀，粉碎，过200目筛，置于600℃真空烧结3h，得到物料ii；
(3)将物料i和水于60℃搅拌3h，然后向其中加入物料ii、吐温80和硬脂酰胺，继续搅拌3h，接着送入球磨机中，球磨5.5h，得到混合粉料；
(4)将混合粉料送入模具中进行压制成型；
(5)启模取件，然后将其于800℃预烧6h，接着将其于1300℃低温烧结10h，得到成品。
步骤(5)中预烧升温过程为：由室温以50℃/h的速度升温至800℃，低温烧结的升温过程为：由室温以70℃/h的速度升温至1300℃。
对照例1
以实施例2为基础，区别在于使用未经过改性处理的膨润土。
对照例2
以实施例2为基础，区别在于使用未经改性的白云石。
利用实施例1-3、对照例1-2所制得的耐冲击保温陶瓷材料进行性能测试，结果如下表。
从表中数据可知，本发明提出的保温陶瓷材料硬度好，耐冲击力强，其他力学性能好，综合竞争力好，具有很好的市场价值。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。