一种轻质保温陶瓷砖及其制备方法.pdf

本发明公开了一种轻质保温陶瓷砖，其由下列重量百分比的原料制成：陶瓷砖生料60.0-90.0％、添加剂2.0％-10.0％、造孔剂10-20％和发泡剂0.01％-2％。重量轻、不吸水，耐热防火、无毒无害，耐化学腐蚀、不霉变。导热系数小、性能稳定，机械强度高。成本低廉，工艺简单。施工便捷，装饰效果好。

权利要求书
1.  一种轻质保温陶瓷砖，其特征在于，其由下列重量百分比的原料制成：
陶瓷砖生料60.0-90.0％
添加剂2.0％-10.0％
造孔剂10-20％
发泡剂0.01％-2％。

2.  根据权利要求1所述的轻质保温陶瓷砖，其特征在于，所述陶瓷砖生料重量百分比组分为：65.0-77.0％SiO2、11.0-17.0％Al2O3、1.0-2.0％CaO、1.0-3.0％MgO、1.0-4.5％K2O和1.0-3.5％Na2O。

3.  根据权利要求1或2所述的轻质保温陶瓷砖，其特征在于，所述添加剂包括膨润土、水玻璃、萤石中的一种或一种以上，其各组分之间的重量份比为(0-5)∶(0-5)∶(0-5)。

4.  根据权利要求3所述的轻质保温陶瓷砖，其特征在于，所述添加剂包括膨润土、水玻璃、萤石中的一种以上，其各组分之间的重量份比为(0.1-5)∶(0.1-5)∶(0.1-5)。

5.  根据权利要求3所述的轻质保温陶瓷砖，其特征在于，所述造孔剂包括硅藻土、石粉、珍珠岩、锯末中的一种或一种以上，其各组分之间的重量比是(0-10)∶(0-15)∶(0-5)∶(0-10)。

6.  根据权利要求4或5所述的轻质保温陶瓷砖，其特征在于，所述发泡剂为石膏、硫酸钡和SiC细粉中的一种或多种，各组分之间的重量比是(0-5)∶(0-5)∶(0-2)。

7.  根据权利要求6所述的轻质保温陶瓷砖，其特征在于，所述发泡剂为石膏、硫酸钡和SiC细粉中的一种或多种，各组分之间的重量比是(0.1-5)∶(0.1-5)∶(0.01-2)。

8.  一种权利要求1所述的轻质保温陶瓷砖的制备方法，其特征在于，所述步骤如下：
将陶瓷砖生料、添加剂、造孔剂和发泡剂均匀混合，球磨制成微细粉料浆；然后造粒干燥，再模压成型；生坯经烘干后在辊道窑或梭式窑中烧成，烧成温度为1150-1220℃，烧成时间为25-90min；烧成后坯体膨胀10％-30％，内部形成闭孔泡沫结构，外表面因瓷化保持光滑。

9.  根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述球磨是向配好的原料中加入50％原料重量的水进行球磨，得到粉料粒度小于200目的料浆。

10.  根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述烧成温度为1150-1220℃。

说明书一种轻质保温陶瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种轻质保温瓷砖及其制备方法，目的在于制备一种集保温、隔热、防水、防潮、装饰于一体的轻质保温瓷砖。
背景技术
目前我国建筑能耗已占到总能耗的30％，建筑节能已成为节能减排的重点。开发新型保温节能墙体材料，提高外墙的保温性能对实现建筑节能具有重要意义。大量工程实践证明，墙体保温技术是实现建筑节能保温的最佳途径。
现有的陶瓷面砖密度为2.5g/cm3左右，致密的面砖增加了墙体的重量。本发明以陶瓷砖生料为主要原料，通过在陶瓷面砖中引入气孔，制备轻质保温瓷砖。既降低瓷砖密度，又因大量气孔的存在，降低瓷砖导热系数，获得较好的墙体保温效果。
本发明所得轻质保温砖，以闭孔结构为特征，具有隔热、节能等功效。本发明通过合理的原料配比，解决了闭孔气泡形成过程中，瓷砖先收缩、后膨胀所导致产品变形扭曲，所得瓷砖外形规则平整。
本发明对现有瓷砖生产线不需做较大改动，可充分利用现有生产线的生产能力，生产过程清洁、能耗小，可有效降低保温陶瓷的生产成本。
发明内容
本发明是在高温发泡技术的基础上发展起来的，以陶瓷砖生料为主要成分制备轻质保温瓷砖。其技术方案是，首先将原料按比例混合，加水后球磨制成均匀料浆，然后喷雾干燥，在压机上压制成型，经干燥、烧成、退火得到轻质瓷砖。调整陶瓷原料和添加剂的比例、以及发泡剂的种类和用量，可制得不同的泡孔结构，达到保温、隔音隔热的目的。
为了实现上述目的，本发明的发明思路为：本发明同时使用发泡剂和造孔剂，抑制轻质瓷砖烧成过程中的体积变化，从而保持泡沫瓷砖的规则外形。其独创性在于，造孔剂在模压成型过程中使坯体含有疏松结构，或者在烧成过程中部分挥发消失，使坯体留下空洞；发泡剂在烧成过程中产生的气体一部分进入造孔剂产生的空洞中，一部分排开其周围的基体形成封闭气泡。两者共同作用，抑制烧成过程中体积变化及由此带来的变形。
具体实施方式及制备技术的工艺流程如下：
(1)配料：根据成分配比精确称量原材料；主要成分为生产陶瓷砖生料，实用烧成温度约1150-1220℃，加入量为60-90％；添加剂包括膨润土、水玻璃、萤石等，重量比是(0-5)∶(0-5)∶(0-5)，取其中一种或一种以上；造孔剂包括硅藻土、珍珠岩、锯末、石粉(主要成分CaCO3)等，取其中的一种或多种，总加入量为10-20％，若造孔剂为一种以上，则各主要原料之间的重量比是(0-10)∶(0-15)∶(0-5)∶(0-10)；发泡剂采用石膏、硫酸钡、SiC细粉等，取其中的一种或一种以上，总加入量为0.01％-2％，各原料之间的重量比是(0-5)∶(0-5)∶(0.01-2)。
(2)球磨：向配制好的原材料中加入相当于原材料重量50％的水进行球磨，得到粉料粒度小于200目的料浆；
(3)造粒：球磨好的料浆进入干燥塔进行喷雾造粒干燥，得到的颗粒粉料从干燥塔的出料口卸出。
(4)模压成型：将出塔颗粒粉料输入到模具中进行模压成型，得到陶瓷生坯。
(5)入窑烧成：陶瓷生坯烘干后进入烧成窑(可以是辊道窑、梭式窑等)，最高烧成温度为1150-1220℃，一般烧成时间为20-90min，得到轻质保温瓷砖成品。
本发明的有益效果和优点在于：
(1)重量轻、不吸水，耐热防火、无毒无害，耐化学腐蚀、不霉变
采用无机材料制成，耐酸碱腐蚀，不会产生有毒气体，密度≤0.99g/cm3，是对人体完全无害的防火建材。
(2)导热系数小、性能稳定，机械强度高
导热系数≤0.155W/m·K(0℃)，膨胀收缩率接近水泥和钢铁，抗压强度超过5MPa，适合水泥及彩钢建筑物的保温材料。
(3)成本低廉，工艺简单
使用陶瓷砖生料作为主要成分，可在陶瓷辊道窑上迅速烧成，对现有陶瓷生产线改动较小，可充分利用现有生产能力。
(4)施工便捷，装饰效果好
易与水泥等墙体粘接材料结合，与传统的粘贴瓷砖的施工方法基本相同。颜色丰富，表面光洁，也可根据实际需要表面压制花纹。本发明用于建筑物外墙，可起到较好的保温隔热效果，也可减轻外墙表面的重量，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面以实施例具体地描述本发明，本发明的范围不受实施例的限制。
实施例1
配方比例如下：陶瓷砖生料80％，珍珠岩10％，水玻璃0.03％，膨润土5％，石粉5％，碳化硅0.15％。其中，陶瓷砖生料成分为：72.0％SiO2、14.0％Al2O3、1.3％CaO、1.6％MgO、3.7％K2O和2.7％Na2O，灼烧减量3.7％。按比例配好原料，放入球磨机充分研磨，然后喷雾干燥。在普通外墙砖生产线上压制成型，干燥后进入辊道窑烧成。烧成总时间35min，烧成温度1200℃，其中升至1000℃用时约12min，1000℃至1200℃用时约8min。所得产品表观密度0.98g/cm3，平均泡径约0.5mm，导热系数为0.153W/m·K。
实施例2
配方比例如下：陶瓷砖生料70％，珍珠岩20％，膨润土5％，石膏3％，锯末2％，碳化硅0.2％。陶瓷砖生料成分为：69.3％SiO2、16.2％Al2O3、1.7％CaO、1.1％MgO、2.6％K2O和1.4％Na2O，灼烧减量7.7％。按比例配好原料，放入行星式球磨机充分研磨，干燥后压制成型。烧成总时间60min，烧成温度1180℃，其中升至1000℃用时约20min，1000℃至1180℃用时约15min，保温约5min。所得产品表观密度0.92g/cm3，平均泡径约1mm。
实施例3
配方比例如下：陶瓷砖生料60％，珍珠岩20％，硅藻土10％，膨润土5％，萤石3％，硫酸钡2％，碳化硅0.1％。陶瓷砖生料成分为：76.0％SiO2、12.0％Al2O3、1.2％CaO、2.3％MgO、2.5％K2O和2.0％Na2O，灼烧减量4.0％。按比例配好原料，放入行星式球磨机充分研磨，干燥后压制成型。烧成总时间90min，烧成温度1180℃，其中升至1000℃用时约60min，1000℃至1180℃用时约20min，保温约10min。所得产品表观密度0.88g/cm3，平均泡径约1mm，导热系数为0.14W/m·K。