一种固废基复合发泡陶瓷保温装饰材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及保温装饰一体板，尤其涉及一种固废基复合发泡陶瓷保温装饰材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、利用固体废弃物作为轻质陶瓷的主要原料，是发泡陶瓷产业可持续发展的一个重要方向，不仅可以大量消耗工业固体废弃物、变废为宝，全面提高固废综合利用水平，又能节约土地、降低企业废渣维护成本，并大大降低有毒有害物质浸出对环境造成的污染，社会、经济、环境效益显著。

2、发泡陶瓷是一种以各种粘土矿物或固体废弃物为原料，通过加入发泡剂，经高温焙烧而成的具有三维空间网架结构的高气孔率陶瓷材料。发泡陶瓷板具有质量轻、防水性好、防火阻燃、变形系数小、抗老化、机械强度高、化学稳定性好等特点，与墙基层和抹面层相容性好，安全稳固性好，能克服有机材料怕明火、易老化的致命弱点。

3、目前建筑外装饰要求越来越高，需求量非常巨大，但是装饰成本却逐渐走高，装饰寿命越来越短。目前外墙外保温装饰方案有：以涂料装饰的水泥板复合保温材料(无机岩棉板、有机改性防火eps板等)制成的一体板是主要选择，在发泡陶瓷表面涂装仿石涂料(应用极少)，但是均存在装饰档次低、耐候性差，易失火造成环境污染等问题。将尾矿、煤矸石、粉煤灰、矿渣等固废制备发泡陶瓷保温装饰一体板，把城市建筑节能发展和保护生态环境、固废资源化利用有机结合起来，具有广阔的应用前景。目前，固废制备的发泡陶瓷板存在气孔性能差、强度低、体积密度大、固废利用率低、耐候性差、成本高等缺陷。

4、因此，研究得到一种提高固废利用率，并且提高气孔结构均匀性和强度，降低体积密度和导热系数，施工方便的固废基复合发泡陶瓷保温装饰一体板，具有重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种固废基复合发泡陶瓷保温装饰材料及其制备方法和应用。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种固废基复合发泡陶瓷保温装饰材料，固废基复合发泡陶瓷保温装饰材料包含发泡陶瓷材料和饰面材料；

4、发泡陶瓷材料包含如下质量份的制备原料：铁尾矿30～40份、钨尾矿15～25份、粉煤灰15～25份、硼泥20～30份、发泡剂0.5～1.5份、稳泡剂1～2份；

5、饰面材料包含如下质量份的制备原料：煤矸石25～35份、锰冶炼渣20～30份、成分调节剂1～2份；

6、发泡陶瓷材料和饰面材料的质量比为2～4：1。

7、作为优选，所述发泡剂包含碳酸盐、废石膏和氧化铁中的两种或多种，所述碳酸盐为碳酸钙或碳酸钠。

8、作为优选，所述稳泡剂包含硬脂酸钙和/或六偏磷酸钠。

9、作为优选，所述成分调节剂包含碱土金属氧化物和/或碳酸盐，所述碱土金属氧化物为氧化镁或氧化钙，碳酸盐为碳酸镁或碳酸钙。

10、本发明还提供了所述的固废基复合发泡陶瓷保温装饰材料的制备方法，包含如下步骤：

11、1)将铁尾矿、钨尾矿、粉煤灰、硼泥、发泡剂、稳泡剂和水混合后进行湿法球磨，得到浆料；

12、2)浆料顺次进行干燥、烧结，得到保温材料；

13、3)将煤矸石、锰冶炼渣和成分调节剂混合，得到粉体，粉体铺设于保温材料表面进行二次烧结后冷却，得到固废基复合发泡陶瓷保温装饰材料。

14、作为优选，步骤1)所述浆料的含水率为35～40％；所述湿法球磨的转速为700～1000r/min，湿法球磨的时间为15～30min；步骤2)所述干燥的温度为150～200℃，干燥的时间为1～2h。

15、作为优选，步骤2)所述烧结为分阶段烧结，第一烧结温度为650～850℃，第一烧结时间为15～25min，第二烧结温度为1000～1100℃，第二烧结时间为50～70min；

16、升温至第一烧结温度的升温速率为6～8℃/min，升温至第二烧结温度的升温速率为3～5℃/min。

17、作为优选，步骤3)所述二次烧结的温度为950～1050℃，二次烧结的时间为60～90min，升温至二次烧结温度的升温速率为4～7℃/min；

18、冷却的工艺为以10～15℃/min的速率冷却至500～600℃，再自然冷却至室温。

19、本发明还提供了所述的固废基复合发泡陶瓷保温装饰材料在固废基复合发泡陶瓷保温装饰一体板中的应用。

20、本发明的有益效果包括以下几点：

21、1)本发明的固废原料铁尾矿、钨尾矿、粉煤灰、煤矸石和锰冶炼渣中含有的二氧化硅和三氧化二铝在高温熔融时反应生成具有莫来石相的独特结构，作为材料的骨架，能够稠化烧结时产生的液相；锰冶炼渣中含有二氧化锰，在高温烧结下会分解释放氧气，促进发泡剂的分解，减少发泡剂的掺量，从而降低成本；硼泥中残留的部分b2o3为良好的助熔剂，能够在降低体系熔点的同时促进发泡剂发泡，使烧结的成品更易获得尺寸分布均匀且大小适中的泡孔结构，提高材料的抗压强度，降低其导热系数。

22、2)本发明通过合理选择固废原料、发泡剂、稳泡剂、成分调节剂，控制烧结工艺和冷却速率，得到的发泡陶瓷保温装饰一体板孔结构饱满、均匀，闭气孔率高，导热系数低，吸水率低，保温性能好、饰面耐紫外老化性能好；并且均匀的孔结构使其承压时受力均匀，提高其机械性能，在达到高孔隙率的同时可以获得较好的抗压强度。本发明的保温装饰一体板有效解决了固废材料的堆存及土地占用的问题，并且节省成本，施工方便。

技术特征：

1.一种固废基复合发泡陶瓷保温装饰材料，其特征在于，固废基复合发泡陶瓷保温装饰材料包含发泡陶瓷材料和饰面材料；

2.根据权利要求1所述的保温装饰材料，其特征在于，所述发泡剂包含碳酸盐、废石膏和氧化铁中的两种或多种，所述碳酸盐为碳酸钙或碳酸钠。

3.根据权利要求1或2所述的保温装饰材料，其特征在于，所述稳泡剂包含硬脂酸钙和/或六偏磷酸钠。

4.根据权利要求3所述的保温装饰材料，其特征在于，所述成分调节剂包含碱土金属氧化物和/或碳酸盐，所述碱土金属氧化物为氧化镁或氧化钙，碳酸盐为碳酸镁或碳酸钙。

5.权利要求1～4任一项所述的固废基复合发泡陶瓷保温装饰材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述浆料的含水率为35～40％；所述湿法球磨的转速为700～1000r/min，湿法球磨的时间为15～30min；步骤2)所述干燥的温度为150～200℃，干燥的时间为1～2h。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2)所述烧结为分阶段烧结，第一烧结温度为650～850℃，第一烧结时间为15～25min，第二烧结温度为1000～1100℃，第二烧结时间为50～70min；

8.根据权利要求5～7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)所述二次烧结的温度为950～1050℃，二次烧结的时间为60～90min，升温至二次烧结温度的升温速率为4～7℃/min；

9.权利要求1～4任一项所述的固废基复合发泡陶瓷保温装饰材料在固废基复合发泡陶瓷保温装饰一体板中的应用。

技术总结本发明属于保温装饰一体板技术领域，提供了一种固废基复合发泡陶瓷保温装饰材料及其制备方法和应用。本发明的固废基复合发泡陶瓷保温装饰材料包含发泡陶瓷材料和饰面材料；发泡陶瓷材料包含铁尾矿、钨尾矿、粉煤灰、硼泥、发泡剂、稳泡剂；饰面材料包含煤矸石、锰冶炼渣、成分调节剂。本发明的发泡陶瓷保温装饰一体板孔结构饱满、均匀，闭气孔率高，导热系数低，吸水率低，保温性能好、饰面耐紫外老化性能好；并且均匀的孔结构使其承压时受力均匀，提高其机械性能，在达到高孔隙率的同时可以获得较好的抗压强度。本发明的保温装饰一体板有效解决了固废材料的堆存及土地占用的问题，并且节省成本，施工方便。技术研发人员：史达,郝挺宇,任雪梅,张润,黄明君受保护的技术使用者：中冶建筑研究总院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20