一种具有调节湿度功能的高强度陶瓷砖及其生产方法_2

文档序号:8406047阅读:来源:国知局
氯化铵、乙醇胺、三乙醇胺、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等进行改性,可达到增加原料吸附性、阳离子交换性能和较大的内、外比表面积,同时能够和许多客体物质进行层间复合或插入反应;之后再加入控制好颗粒级配的硅藻页岩、蛭石、铝钒土混合料,在烧制之后就可得到调湿容量大、调湿响应率高的陶瓷砖。
[0023]4、使用纳米针状磷灰石进行增韧,与具有层链结构凹凸棒石配合,使其获得较高强度,克服因烧结度较低致使强度较低带来的缺陷。
【具体实施方式】
[0024]本发明提供一种具有调节湿度功能的高强度陶瓷砖及其生产方法,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0025]本发明提供的陶瓷砖,其组分重量百分比为:刘家山粘土 8?21份、阳泉高岭土7?17份、黑龙港粘土 8?20份、娃藻页岩15?36份、輕石7?15份、销帆土8?16份、凹凸棒石5?15份、改性剂0.3?1.5份、分散剂0.5?2.0份、纳米针状磷灰石0.5-1.5份。
[0026]下面对本发明中的各组分进行详细说明。
[0027]所述刘家山粘土、阳泉高岭土、黑龙港粘土的烧失量均大于10.5wt %。
[0028]所述刘家山粘土,化学重量百分组成为Si02:58.43%、A1203: 30.00%、Fe203:
0.31%、CaO:5 0.47%、MgO:0.42%、K20:0.12%、Na20:0.12%、灼减:10.64%。
[0029]所述阳泉高岭土,化学重量百分组成为Si02:58.53%、A1203: 27.24%、Fe203:
1.25%、Ti02:0.97%、CaO:0.40%、MgO:0.25%、K20:1.17%、Na20:0.21%、灼减:10.54%。
[0030]所述黑龙港粘土,化学重量百分组成为Si02:57.07%、A1203: 28.28%、Fe203:
1.61%、Ti02:1.04%、CaO:0.20%、MgO:0.24%、K20:0.50%、Na20:0.20%、灼减:12.03%。
[0031]所述娃藻页岩,密度为0.47g/cm3,比表面积100m2/g,孔隙集中于40-80纳米之间。
[0032]所述硅藻页岩,颗粒直径分布为0-20纳米:9%、21-40纳米:28%、40_80纳米:47%、80纳米以上:16%o
[0033]所述蛭石为膨胀蛭石,化学重量百分组成为Si02:42.13%, Al203: 18.07%、Fe203:8.06%、CaO:0.82%、MgO:26.74%、K20:7.24%,pH 值为 8.15。
[0034]所述销I凡土,密度为3.94g/cm3 ;所述凹凸棒石,密度为2.25 g/cm3。
[0035]所述改性剂,为十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、乙醇胺、三乙醇胺、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或几种混合。
[0036]专利所述的一种陶瓷砖,其特征在于该陶瓷砖含有高烧失塑性泥土与硅藻页岩、蛭石、铝矾土、凹凸棒石烧结后留下的可调湿的亚微米孔;该陶瓷砖经低温烧成,玻璃相未生成,没有堵住孔洞,并且由于各种原料之间膨胀系数不匹配,在亚微米吸湿孔上产生细小微裂纹,增强产品吸放湿能力,同时,使用纳米针状磷灰石进行增韧,与具有层链结构凹凸棒石配合,使其获得较高强度,克服因烧结度较低致使强度较低带来的缺陷。
[0037]硅藻页岩是含有杂质的硅藻土受到来自地球内部核热能的作用逐渐演变进化形成的一种页岩类矿物,娃藻页岩中大部分是以晶体形式存在。娃藻页岩的密度为0.47g/cm3,比表面积在100m2/g左右,是娃藻土的4倍(吉林娃藻土、云南娃藻土比表面积为20-30m2/g),吸附容积是硅藻土的5倍。目前制备调湿材料常用的吉林硅藻土孔隙集中于4501-6000纳米之间,云南硅藻土空隙分布集中于1801-3000纳米之间,而硅藻页岩的孔隙集中于40-80纳米之间。人体最佳湿度是在45%-65%,根据摩根定律可以算出,最佳湿度对应的吸湿材料半径应为45-62纳米,硅藻页岩的孔径集中分布在40-80纳米左右,在调湿所需半径范围内,吸湿效果优于硅藻土。
[0038]刘家山粘土、阳泉高岭土、黑龙港粘土的烧失量均大于10.5wt %,且三种泥料的膨胀系数不匹配;除此之外,配方中的膨胀蛭石有独特的构造特性(层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物)和表面性质(灼烧时能急剧膨胀),这几种矿物一起使用,在配方中可以起到增加亚微米吸湿孔上的细小微裂纹,增强产品吸湿性能。
[0039]将泥料混合过筛后加入十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、乙醇胺、三乙醇胺、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等进行改性,可达到增加原料吸附性、阳离子交换性能和较大的内、外比表面积,同时能够和许多客体物质进行层间复合或插入反应;之后再加入控制好颗粒级配的硅藻页岩、蛭石、铝钒土混合料,在烧制之后就可得到调湿容量大、调湿响应率高的陶瓷砖。
[0040]为利用原料之间膨胀系数的不匹配增加亚微米吸湿孔上的细小微裂纹,增强产品吸湿性能,专利所述的一种陶瓷砖可采取以下工艺制备:
(1)将刘家山粘土8?21份、阳泉高岭土 7?17份、黑龙港粘土 8?20份称量混合,加入分散剂0.5?2.0份湿法球磨,球磨后浆料细度为250目筛余0.5%?0.8%,烘干后过100目筛,其中,分散剂为陶瓷常用分散剂;
(2)过筛后的粉料加入改性剂0.3?1.5份,加水3-5%造粒,采用四角混料法混合均匀,其中,改性剂为十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、乙醇胺、三乙醇胺、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或几种混合; (3)将娃藻页岩15?36份、輕石7?15份、销帆土8?16份、凹凸棒石5?15份称量混合,干法球磨,过筛使其颗粒级配为80目以下:10%、80目-100目:25%、100目-200目:35%、200 目以上:30% ;
(4)将改性后的粉料与硅藻页岩、蛭石、铝钒土混合料、0.5-1.5份纳米针状磷灰石干法混合均匀;
(5)采用干压成型,成型后的坯体干燥后入窑烧成,烧成温度为880-1070°C。
[0041]下面以具体的实施例来对本发明进行具体说明。
[0042]实施例1:
(1)将刘家山粘土12.6份、阳泉高岭土 7.5份、黑龙港粘土 8.3份称量混合,加入分散剂0.6份湿法球磨,球磨后楽料细度为250目筛筛余0.8%,烘干后过100目筛,其中,分散剂为陶瓷常用分散剂;
(2)过筛后的粉料加入改性剂0.4份,加水3.0%造粒,采用四角混料法混合均匀,其中,改性剂为十二烷基三甲基氯化铵、乙醇胺、三乙醇胺、硅烷偶联剂混合;
(3)将硅藻页岩34.6份、蛭石10.9份、铝矾土 15.8份,凹凸棒石9.3份称量混合,干法球磨,过筛使其颗粒级配为80目以下:10%、80目-100目:25%、100目-200目:35%、200目以上:30% ;
(4)将改性后的粉料与硅藻页岩、蛭石、铝钒土混合料、0.5份500-800纳米长的针状磷灰石干法混合均匀;
(5)采用干压成型,成型压力为21MPa,成型后的坯体干燥后入窑烧成,烧成温度为880°C,烧成时间为3.5小时。
[0043]测试烧后制品的吸湿为358g/m2;放湿为183g/m2;抗折强度为16MPa。
[0044]对比实施例1
在对比实施例1中与实施例1的区别为未使用纳米针状磷灰石,烧后制品的吸湿与放湿与实施例1基本相同,但抗折强度仅为lOMPa,特别容易出现破损。
[0045]实施例2:
(1)将刘家山粘土16.2份、阳泉高岭土 12.0份、黑龙港粘土 14.1份称量混合,加入分散剂1.3份湿法球磨,球磨后楽料细度为250目筛筛余0.6%,烘干后过100目筛,其中,分散剂为陶瓷常用分散剂;
(2)过筛后的粉料加入改性剂0.9份,加水4.0%造粒,采用四角混料法混合均匀,其中,改性剂
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