专利名称：一种轻质高强微晶陶瓷保温板及其制备方法
技术领域：
本发明涉及建筑保温材料的技术领域，特别是一种轻质高强微晶陶瓷保温板及其 制备方法。
背景技术：
当前，从我国多年实施节能建筑政策的实践过程来看，在取得重大经济效应和社 会效益的同时，也暴露出令人十分担忧的问题，其中最突出的当属墙体节能材料。以聚苯 板、聚氨酯为代表的有机类外墙保温材料，因其易燃、易老化和有毒等问题直接危及到人的 生命安全和社会稳定。无机类墙体保温材料与有机类保温材料相比在耐火性、耐腐蚀性、稳 定性和节能环保等方面的优势十分突出，正逐渐用于替代有机类保温材料(王美君.建筑 中最常用的保温隔热材料[J].砖瓦世界，2005(1) :48)。中国专利申请CN 101597178A提出利用粉煤灰制备泡沫陶瓷保温板，将过筛后的 粉煤灰除铁，与钾长石、高岭土和氧化铈湿磨混勻、干燥，压坯后放入电炉内烧结即制得制 品。中国专利申请CN 101139200A公开了一种新型墙体轻质保温材料，其将氧化镁或氢氧 化镁、珍珠岩、粉煤灰或碳酸钙等原料中加入硫酸亚铁等改性剂，制得保温性能好、含水率 小的保温材料。此类陶瓷保温板虽然具有气孔率高、导热系数低的特点，但是其陶瓷的晶化程度 低，导致制品的机械强度偏低，吸水率高，耐磨性差，严重影响到制品的应用场合和使用寿 命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻质高强微晶陶瓷保温板及其制备方法。实现本发明目的的技术解决方案为一种轻质高强微晶陶瓷保温板，化学组分及 含量为Si02 (30% 75% )、Al2O3 (5% 20 % )、CaO (1 % 20 % )、MgO (1 % 15 % )、 Fe203+Fe0(l%~ 10% )、Na20+K20+Li20(l % 10% )、晶核剂(1% 8% )，所有百分数为
重量百分比。—种制备轻质高强微晶陶瓷保温板的方法，是将废矿物、发泡剂、烧结改性剂混合 破碎，与晶核剂混合，经球磨、压滤、造粒、陈腐后，直接将粉料铺满耐火模具并刮平入窑；经 高温烧结、快速冷却、核化处理、快速升温与晶化处理，之后再次冷却、退火处理制得制品。本发明与现有技术相比，其显著优点1)采用该方法制备的微晶陶瓷保温板不 仅具有防火保温、隔热隔音、抗冻抗渗等综合特性，而且其抗压强度高，耐磨、耐腐蚀，可用 于建筑外墙整体防水、阻火、保温工程。2)本发明轻质高强微晶陶瓷保温板的平均粒径 在0.5-5um，晶粒密集、分布均勻、发育良好。与同密度玻化陶瓷板相比，其抗压强度提高 15-35%，耐磨性提高10-30%，吸水性大幅度降低，具有良好的综合性能和使用性能，广泛 应用于化工、电力、冶金、建筑等行业，取代进口产品。
具体实施例方式本发明的一种轻质高强微晶陶瓷保温板，化学组分及含量为=SiO2 (30% 75%)、 Al2O3 (5 % 20 % )、CaO (1 % 20 % )、MgO (1 % 15 % )、Fe203+Fe0 (1 % 10 % )、 Na2CHK2CHLi2O(1% 10%)、晶核剂(1 % 8% )，所有百分数为重量百分比。上述晶核剂 为贵金属氧化物、氟化物、磷酸盐中的一种或两种及以上的混合。一种制备轻质高强微晶陶瓷保温板的方法是将废矿物、发泡剂、烧结改性剂混合 破碎，与晶核剂混合，经球磨、压滤、造粒、陈腐后，直接将粉料铺满耐火模具并刮平入窑；经 高温烧结、快速冷却、核化处理、快速升温与晶化处理，之后再次冷却、退火处理制得制品。 该制品是以透辉石为主晶相，硅灰石为次晶相及少量其它杂相的轻质高强微晶陶瓷。上述废矿物的化学组分及含量为Si02(30 % 75% )、Al2O3(5% 20% )、 CaO(1% 20% )、MgO(l% 15% )、Fe203+Fe0(l% 10% )、Na20+K20+Li20(l% 10% )、 晶核剂(1% 8%)，所有百分数为重量百分比。上述晶核剂为贵金属氧化物、氟化物、磷酸 盐中的一种或两种及以上的混合。在高温烧结时，烧结最高温度为1100-1250°C，保温时间 20-120分钟。在快速冷却时冷却速度400°C /小时-MAX。核化处理温度为600-680°C，保 温20-90分钟。快速升温与晶化处理时是将核化处理后的熔融液迅速升温至720-800°C，升 温速度400°C /小时-MAX，保温20-90分钟。再次冷却是将晶化后熔融的玻璃液需迅速冷 却至450-550°C，冷却速度200°C /小时-MAX。上述窑炉可以是隧道窑、辊道窑、倒焰窑、多 孔推板窑等中的任一种。下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述。实施例一按化学成分:Si02(32%) ,A1203(20%) ,Ca0(10%) ,Mg0(10%) ,Fe203+Fe0(10%), Na2CHK2CHLi20 (10 % )、选取废矿物、发泡剂、烧结改性剂混合破碎，与晶核剂TiO2 (8 % ) 混合、经球磨、压滤、造粒、陈腐，放入耐火模具铺满刮平，经高温烧结，烧结最高温度为 1110-1130°C，保温时间30分钟；迅速转入600-630°C窑炉进行核化处理，冷却速度500°C / 小时，核化温度为600-630°C，保温40分钟；迅速升温至720-750°C进行晶化处理，升温速度 5000C /小时，保温50分钟，再次冷却至450-550°C，冷却速度200°C /小时，最后随炉冷却 制得轻质高强微晶陶瓷保温板。与同密度玻化陶瓷板相比，制品平均粒径2. 5um，抗压强度 提高16%，耐磨性提高15%，吸水性降低10%。实施例二按化学成分=SiO2(56% )、Al2O3 (10% )、CaO (8% Mg0(5% )、Fe203+Fe0(6% )、 Na2CHK2CHLi2O (10 % )、选取废矿物、发泡剂、烧结改性剂混合破碎，与晶核剂CaF2 (5 % ) 混合、经球磨、压滤、造粒、陈腐，放入耐火模具铺满刮平，经高温烧结，烧结最高温度为 1140-1180°C，保温时间30分钟；迅速转入630_660°C窑炉进行核化处理，冷却速度550°C / 小时，核化温度为640-670°C，保温60分钟；迅速升温至750-780°C进行晶化处理，升温速 度550°C /小时，晶化温度为750-780°C，保温60分钟，再次冷却至450-550°C，冷却速度 300°C /小时，最后随炉冷却制得轻质高强微晶陶瓷保温板。与同密度玻化陶瓷板相比，制 品平均粒径4. Ium,抗压强度提高23%，耐磨性提高20%，吸水性降低15%。实施例三按化学成分=SiO2(60% )、Al2O3 (18% )、CaO (5% Mg0(3% )、Fe203+Fe0(6% )、
4Na2CHK2CHLi2O(6 % )、选取废矿物、发泡剂、烧结改性剂混合破碎，与晶核剂 TiO2 (1. 5% )+ZrO2 (2% )混合、经球磨、压滤、造粒、陈腐，放入耐火模具铺满刮平，经高温烧 结，烧结最高温度为1200-1250°C，保温时间25分钟；迅速转入620_650°C窑炉进行核化处 理，冷却速度450°C /小时，核化温度为620-650°C，保温50分钟；迅速升温至740_760°C 进行晶化处理，升温速度600°C /小时，晶化温度为740-760°C，保温45分钟，再次冷却至 450-550°C，冷却速度400°C /小时，最后随炉冷却制得轻质高强微晶陶瓷保温板。与同密度 玻化陶瓷板相比，制品平均粒径3. 2um,抗压强度提高25%，耐磨性提高19 %，吸水性降低 17%。实施例四按化学成分=SiO2(65% )、Al2O3 (15% )、CaO (6% Mg0(2% )、Fe203+Fe0(2% )、 Na2CHK2CHLi2O (6 % )、选取废矿物、发泡剂、烧结改性剂混合破碎，与晶核剂TiO2 (4 % ) 混合、经球磨、压滤、造粒、陈腐，放入耐火模具铺满刮平，经高温烧结，烧结最高温度为 1130-1150°C，保温时间30分钟；迅速转入600-630°C窑炉进行核化处理，冷却速度500°C / 小时，核化温度为600-630°C，保温40分钟；迅速升温至720-750°C进行晶化处理，升温速 度500°C /小时，晶化温度为720-800°C，保温50分钟，再次冷却至450-550°C，冷却速度 450°C /小时，最后随炉冷却制得轻质高强微晶陶瓷保温板。与同密度玻化陶瓷板相比，制 品平均粒径2. 5um，抗压强度提高18%，耐磨性提高21 %，吸水性降低14%。实施例五按化学成分=SiO2(75% )、Al2O3 (15% )、CaO (2% Mg0(2% )、Fe203+Fe0 (1 % )、 Na2CHK2CHLi2O (4 % )、选取废矿物、发泡剂、烧结改性剂混合破碎，与晶核剂TiO2 (1 % ) 混合、经球磨、压滤、造粒、陈腐，放入耐火模具铺满刮平，经高温烧结，烧结最高温度为 1150-1170°C，保温时间30分钟；迅速转入600_630°C窑炉进行核化处理，冷却速度500°C / 小时，核化温度为600-630°C，保温40分钟；迅速升温至720-750°C进行晶化处理，升温速 度500°C /小时，晶化温度为720-800°C，保温50分钟，再次冷却至450-550°C，冷却速度 350°C /小时，最后随炉冷却制得轻质高强微晶陶瓷保温板。与同密度玻化陶瓷板相比，制 品平均粒径2. 5um,抗压强度提高16%，耐磨性提高19%，吸水性降低16%。
权利要求
一种轻质高强微晶陶瓷保温板，其特征在于，化学组分及含量为SiO2(30％～75％)、Al2O3(5％～20％)、CaO(1％～20％)、MgO(1％～15％)、Fe2O3+FeO(1％～10％)、Na2O+K2O+Li2O(1％～10％)、晶核剂(1％～8％)，所有百分数为重量百分比。
2.根据权利要求1所述的轻质高强微晶陶瓷保温板，其特征在于，晶核剂为贵金属氧 化物、氟化物、磷酸盐中的一种或两种及以上的混合。
3.一种制备权利要求1所述轻质高强微晶陶瓷保温板的方法，其特征在于，将废矿物、 发泡剂、烧结改性剂混合破碎，与晶核剂混合，经球磨、压滤、造粒、陈腐后，直接将粉料铺满 耐火模具并刮平入窑；经高温烧结、快速冷却、核化处理、快速升温与晶化处理，之后再次冷 却、退火处理制得制品。
4.根据权利要求3所述的制备轻质高强微晶陶瓷保温板的方法，其特征在于，废 矿物的化学组分及含量为=SiO2 (30% 75% )、Al203(5 % 20% )、Ca0(l% 20% )、 Mg0(l% 15% )、Fe203+Fe0(l% 10% ), Na20+K20+Li20 (1 % 10% )、晶核剂(1% 8% )，所有百分数为重量百分比。
5.根据权利要求3所述的制备轻质高强微晶陶瓷保温板的方法，其特征在于，晶核剂 为贵金属氧化物、氟化物、磷酸盐中的一种或两种及以上的混合。
6.根据权利要求3所述的制备轻质高强微晶陶瓷保温板的方法，其特征在于，在高温 烧结时，烧结最高温度为1100-1250°C，保温时间20-120分钟。
7.根据权利要求3所述的制备轻质高强微晶陶瓷保温板的方法，其特征在于，在快速 冷却时冷却速度400°C /小时-MAX。
8.根据权利要求3所述的制备轻质高强微晶陶瓷保温板的方法，其特征在于，核化处 理温度为600-680°C，保温20-90分钟。
9.根据权利要求3所述的制备轻质高强微晶陶瓷保温板的方法，其特征在于，快速 升温与晶化处理时是将核化处理后的熔融液迅速升温至720-800°C，升温速度400°C /小 时-MAX，保温20-90分钟。
10.根据权利要求3所述的制备轻质高强微晶陶瓷保温板的方法，其特征在于，再次冷 却是将晶化后熔融的玻璃液需迅速冷却至450-550°C，冷却速度200°C /小时-MAX。
全文摘要
本发明公开了一种轻质高强微晶陶瓷保温板，化学组分及含量为SiO2(30％～75％)、Al2O3(5％～20％)、CaO(1％～20％)、MgO(1％～15％)、Fe2O3+FeO(1％～10％)、Na2O+K2O+Li2O(1％～10％)、晶核剂(1％～8％)，所有百分数为重量百分比。该保温板在制备的时候先将废矿物、发泡剂、烧结改性剂混合破碎，与晶核剂混合，经球磨、压滤、造粒、陈腐后，直接将粉料铺满耐火模具并刮平入窑；经高温烧结、快速冷却、核化处理、快速升温与晶化处理，之后再次冷却、退火处理制得制品。本发明轻质高强微晶陶瓷保温板的平均粒径在0.5-5um，晶粒密集、分布均匀、发育良好。
文档编号C03C10/06GK101962266SQ20101015047
公开日2011年2月2日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者崔崇, 张士华, 彭东文, 石晓琴, 赖建中, 陈 光 申请人:无锡南理工科技发展有限公司