一种高强度发泡陶瓷及其生产工艺的制作方法

本发明涉及建筑陶瓷领域，特别涉及一种高强度发泡陶瓷及其生产工艺。

背景技术：

1、发泡陶瓷是一种新型建筑材料，其内部具有大量的封闭气孔，具有轻质高强、保温隔音、防水阻燃、耐腐蚀、抗老化等优异特性，是一种与建筑同寿命的高性能无机保温墙体材料。

2、目前，发泡陶瓷多采用碳化硅或含有碳化硅的材料作为发泡剂，在高温下形成半熔融状态的悬浮熔体，发泡剂分解产生的气体被熔体包裹，形成封闭气孔，在降温阶段凝固形成闭气孔泡沫结构。因此，发泡陶瓷的力学性能与保温性能相互制约。目前生产的大部分发泡陶瓷产品均停留在500kg/m3以内的密度范围，受制于建筑物结构强度的要求，仅能使用发泡陶瓷作为内隔墙墙体材料，严重限制了发泡陶瓷的应用范围。

3、现有的应用中，并没利用发泡陶瓷表层凹凸不平的效果作为其产品肌理用于墙面装饰，通常需要在表层上施加釉质层后作为面层使用，耐磨性较差，轻微摩擦后就容易造成釉质层脱落从而露出底部的颜色单一不具有装饰效果的发泡陶瓷层。且密度500kg/m3左右范围的发泡陶瓷板材抗折强度通常在3.5mpa以内，抗压强度在7～9mpa范围以内，容易折断，不利于加工运输和安装，耐磨性差，更影响其作为装饰层使用。

4、鉴于此，亟需一种高强度发泡陶瓷的生产工艺，可以提高发泡陶瓷面层强度、装饰性、防污性和耐磨性，使其可以直接作为装饰层应用于建筑领域。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种具有较高的强度、抗冲击性和耐磨性的高强度发泡陶瓷。

2、为实现上述目的，本发明提出一种高强度发泡陶瓷，按重量份数计，至少包括以下一种配方体系：

3、组分一：钠砂5～15份、压榨泥40～65份、陶瓷纤维0～3份、煅烧滑石5～10份、熔块0～8份、钾长石8～18份、堇青石0～5份、硅灰石0～3份、发泡剂0.05～0.45份、氧化锰0.1～0.5份、液体解胶剂0.5～1.5份、坯体增强剂0～0.5份；

4、或，

5、组分二：砂0～10份、矿山尾料10～30份、压榨泥10～25份、玻璃尾料0～10份、废土10～22份、发泡陶瓷废料(黑)5～40份、镁质土4～6份、发泡剂0.05～0.45份、氧化锰0.1～0.5份、液体解胶剂0.5～1.5份、坯体增强剂0～0.5份。

6、本发明所述的高强度发泡陶瓷，通过对原料配方的调整，调节烧结过程中发泡陶瓷颗粒的硬度，使烧成后的发泡陶瓷密度在700～800kg/m3范围，表面莫氏硬度可以达到5级以上，抗折强度＞6mpa，抗压强度＞24mpa，具备较高的抗压抗折强度。

7、优选地，所述高强度发泡陶瓷的原料组分还包括耐磨料和/或公知的无机色料，所述耐磨料包括金属尾矿、建筑渣土、砂石尾料、陶瓷废料颗粒、陶瓷粉料颗粒、高温熔块颗粒、金属冶炼炉渣、无机非金属粉料中的至少一种；优选地，所述金属尾矿为钼尾矿、铜尾矿、铁尾矿、锂尾矿。

8、优选地，以所述高强度发泡陶瓷的原料总量为基准，所述耐磨料占10～35％。

9、通过采用金属尾矿、建筑渣土、熔块颗粒、金属冶炼炉渣等原料，在不影响高温熔体内气孔的形成和生长的同时，促进了基体内玻璃相的形成，继而提升了基体的强度，进一步提升发泡陶瓷的耐磨性和抗压、抗折强度。

10、另一方面，本发明还提供一种高强度发泡陶瓷的生产工艺，包括如下步骤：

11、(1)制备高强度发泡陶瓷粉料：按比例将发泡陶瓷原料混合后球磨制浆、喷雾造粒，获得高强度发泡陶瓷粉料；

12、(2)在耐火窑具中根据预设厚度布撒所述高强度发泡陶瓷粉料，刮平；

13、(3)送入窑炉烧成，烧成温度为1160～1170℃，烧成周期为8～13.5h；

14、(4)冷却出窑后拆除耐火窑具，即得到所述高强度发泡陶瓷。

15、采用微发泡工艺，在较低的烧成温度下，获得高耐磨、高强度的发泡陶瓷。

16、优选地，在上述生产工艺中，以所述高强度发泡陶瓷粉料的总量为基准，所述高强度发泡陶瓷粉料还包括5～10％装饰料；所述装饰料以质量份数计，包括如下组分：9033锆白熔块65～85份、煅烧滑石5～10份、钾长石10～20份、膨润土3～8份、坯体增强剂0～0.5份、发泡剂0.05～0.3份。

17、采用上述配方组分烧后可以形成贝壳状大泡，使发泡陶瓷具有贝壳状装饰效果，同时良好的力学性能使其可以直接用作表面装饰材料。

18、优选地，在上述生产工艺中，以所述高强度发泡陶瓷粉料的总量为基准，所述高强度发泡陶瓷粉料还包括35～100％功能料；所述功能料中含有凹凸棒土，以质量百分比计，所述凹凸棒土占所述功能料总重量的25～50％。

19、优选地，所述功能料以质量份数计，包括如下组分：压榨泥30～60份、钠砂8～12份、发泡陶瓷废料(白)0～40份、钾长石5～15份、zr-14增白剂0～5份、凹凸棒土25～45份、废陶瓷纤维纸0～2份、液体解胶剂0.5～1.5份、氧化锰0～0.3份。

20、配方中引入棒状结构的凹凸棒土作为主要材料调试配方，可进一步提升烧后制品的抗压、抗折强度。

21、优选地，在上述生产工艺中，以所述高强度发泡陶瓷粉料的总量为基准，所述高强度发泡陶瓷粉料还包括15～30％防污料；所述防污料为低温釉粉、熔块干粒、玻璃粉中的至少一种。

22、通过引入防污料可以改善发泡陶瓷因自身凹凸不平的特性所带来的防污效果差的问题。

23、优选地，在上述生产工艺中，在所述步骤(2)中，布撒高强度发泡陶瓷粉料前先布撒一层常规发泡陶瓷粉料。

24、可以一次烧成具有两种不同效果的发泡陶瓷，经过切割加工后可以获得两种产品，提升窑炉利用率。同时也可调整作为面层装饰层发泡陶瓷的厚度，使得底层采用常规发泡陶瓷材料，面层采用具有装饰效果的发泡陶瓷材料，节约生产成本。

25、优选地，在上述生产工艺中，所述高强度发泡陶瓷粉料的工艺参数：粉料含水率为5.5～6.0％，容重0.87～0.88g/ml，20目以上和100目以下的粉料颗粒分别≤1.5％，通过上述条件的控制，可使粉料生坯强度≥1.3mpa。

26、通过调控粉料颗粒均匀性、颗粒强度、颗粒级配和粉料容重，保证发泡过程的稳定性，确保布料厚度与出窑成品厚度的高度一致。

27、与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下有益效果：

28、1、本发明所述的高强度发泡陶瓷，通过对原料配方的调整，烧后获得的发泡陶瓷体积密度在700～1000kg/m3范围，表面莫氏硬度≥5级，抗折强度最高可以达到15mpa，抗压强度最高可以达到45mpa，具有高耐磨高强度的特性，可以应用于表面装饰层，极大地拓宽了发泡陶瓷的应用范围；

29、2、通过添加特殊配方的装饰料，能够模拟出贝壳状的装饰效果，是发泡陶瓷在保证其高耐磨高强度的特性下同时具备贝壳状装饰效果，能够应用于特殊的装饰环境；

30、3、通过引入防污料，可以改善发泡陶瓷由于其表面凹凸不平的自身特性导致的防污效果差的问题。