一種泡沫陶瓷材料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種泡沫陶瓷材料的制備方法，屬于陶瓷材料領域。
【背景技術】
[0002] 泡沫陶瓷是一種造型上像泡沫狀的多孔陶瓷。它具有三維連通孔道，同時其形狀、 孔尺寸、滲透性、表面積及化學性能均可進行適度調整變化。泡沫陶瓷因具有特殊的性能： 如高比表面積、高滲透性、低容重、低熱導率等而日益引起各方面的重視。這些優異的性能 使其在催化劑載體、熔融金屬過濾、高溫氣體過濾、耐火材料、生物材料等領域得到廣泛應 用。
[0003] 泡沫陶瓷材質由最初的普通粘土質發展到耐高溫、耐腐蝕、耐熱沖擊性材質（如碳 化硅、氧化鋁、鈦酸鋁、莫來石等)。在這些材料中氧化鋁或高鋁質陶瓷材料因具有原料來源 廣泛、價格低廉、優良的耐酸堿腐蝕性、機械強度高等優點，使其在有色金屬高溫熔體過濾、 高溫氣體過濾、催化及耐火材料等應用領域有較明顯的優勢。
[0004] 自保溫材料發展以來，有機保溫材料一直是主流材料，在整個行業中處于重要位 置，有機類保溫材料主要來源于石油副產品，有機保溫材料最大的優點是質輕、保溫、隔熱 性好，造價也低，最大缺陷是安全性差，易老化、易燃燒、防火性能低，并且燃燒的煙霧大、毒 性大。
[0005] 無機保溫材料中，巖棉和玻璃棉在國際市場被廣泛采用，巖棉的最高使用溫度能 達到650°C，玻璃棉也可以達到300°C。但是巖棉也存在著吸濕性大、保溫效果差的缺點，而 且巖棉是天然礦物，屬于不可再生資源。總體而言，無機保溫材料防火性能好，但也存在著 密度較大，導熱系數較高，與有機材料相比，其保溫節能效果較差。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種泡沫陶瓷材料的制備方法，具有輕質、隔熱、保溫、耐腐 蝕、機械強度高的特點，滿足人們對建筑外墻保溫材料的各種性能要求。
[0007] 實現本發明目的的技術方案為：一種泡沫陶瓷材料的制備方法，制備步驟為： 一種泡沫陶瓷材料的制備方法，制備步驟如下： 步驟1 :將陶瓷廢料、粉煤灰、粘土粉碎后，加入含有硅烷偶聯劑的水溶液中，攪拌均 勻，得粘性液體； 步驟2 :所制得的粘性液體中加入無機保溫砂漿材料，高速攪拌分散，制得混合漿液； 步驟3 :將所得的混合漿液進行球磨和造粒，制得混合顆粒； 步驟4 :將制得的混合顆粒，發泡陶瓷坯料和發泡劑加入球磨機中球磨，然后進行高溫 燒結，制得泡沫陶瓷材料。. 進一步地，在步驟1)中，所述的陶瓷廢料、粉煤灰和粘土的質量比為I : (1?3): (1? 2)，所述的陶瓷廢料和硅烷偶聯劑水溶液的質量體積比為Ig : (5?10)mL，所述的硅烷偶聯 劑水溶液的質量分數為1%?5% ; 步驟2)中，所述的無機保溫砂漿與陶瓷廢料的質量比為（2?4) :1 ; 步驟4)中，所述的發泡陶瓷坯料與陶瓷廢料的質量比為（8?15) :1，所述的發泡劑與 發泡陶瓷坯料的質量比為1 : (30?50)，球磨時間為4?6小時，高溫燒結條件為：先升溫 至300°C?400°C，保溫1?2小時，繼續升溫至800?KKKTC，保溫1?3小時。
[0008] 更進一步地，本發明所述的無機保溫砂漿材料，以質量百分數計，包括水泥40%? 60%、膨脹玻化微珠10%?30%、硫酸鈉5%?15%、羥甲基纖維素5%?15%和鋁粉5%?15%。
[0009] 特別地，所述的無機保溫砂漿材料，其制備方法為： 1) 按重量百分比，稱取水泥、膨脹玻化微珠、硫酸鈉和鋁粉，經混合、研磨，制得混合粉 料； 2) 將羥甲基纖維素溶于水中，用質量濃度為5%?15%的堿性溶液調節體系pH值為 8?10,再將體系升溫至60°C?80°C，加入所制得的混合粉料，保溫攪拌1?3小時，抽濾、 脫水，制得無機保溫砂漿材料，其中羥甲基纖維素與水的質量比為0.01?0.05 : 1，混合粉 料與羥甲基纖維素的質量比為（5?15) : 1。
[0010] 進一步優選地，本發明步驟4)所述的發泡劑，按質量百分比表示，由白云石35%? 50%、碳酸鈣26%?34%、水玻璃5?15%和碳粉12%?16%組成，所述的發泡劑為顆粒狀，粒 徑為40?80 μ m。
[0011] 所述的發泡劑由下述方法制得： (1) 混料：對白云石和碳酸鈣進行配料，用振動球磨機混合0. 5?2小時后得到粉料，； (2) 砂磨：將上述粉料放入砂磨機中，同時加入碳粉和水玻璃，砂磨0. 5?2小時得漿 料； (3) 造粒：將上述砂磨后的漿料通過噴霧造粒機進行造粒。
[0012] 本發明與現有技術相比，具有的優點在于：1)本發明通過在陶瓷配料中加入無機 保溫砂漿材料以及發泡劑中添加的水玻璃，高溫下材料基體與發泡劑相互共熔，材料內部 呈現密集的閉孔氣孔，可獲得多孔性、輕質的保溫材料結構；2)本發明選用的粉煤灰具有反 應活性，能夠激發水泥活性，提高泡沫陶瓷材料的粘結強度，并降低產品密度。3)發泡劑中 的白云石，可分解出大量氣體，選用的碳粉作為調節劑，不但調節發泡劑的發泡性能，而且 增強了泡沫陶瓷的耐溫性能。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合實施例對本發明做進一步地說明，但本發明不限于這些實施例。
[0014] 實施例1 1) 將陶瓷廢料100克、粉煤灰100克、粘土 100克混合粉碎后，分散于500克硅烷偶聯 劑KH-550的水溶液中，該硅烷偶聯劑KH-550水溶液的質量分數為1%，攪拌均勻，得粘性液 體； 2) 在步驟1)所制得的粘性液體中加入200克無機保溫砂漿材料，高速攪拌分散10分 鐘，制得無機保溫砂漿分散液； 3) 將步驟2)所制得的無機保溫砂漿分散液進行球磨和造粒，得混合顆粒； 4) 將步驟3)制得的混合顆粒，800克發泡陶瓷坯料和16克發泡劑加入球磨機中球磨 4小時，然后進行高溫燒結，燒結爐先升溫至300°C，保溫1小時，繼續升溫至800°C，保溫1 小時，制得泡沫陶瓷保溫材料。
[0015] 實施例2 1) 將陶瓷廢料100克、粉煤灰300克、粘土 200克混合粉碎后，分散于1000克硅烷偶 聯劑A-151的水溶液中，該硅烷偶聯劑A-151水溶液的質量分數為5%，攪拌均勻，得粘