一種建筑陶瓷材料的制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬于陶瓷材料制備技術，特別是一種含磷酸鋯、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂、氧化鋅、透輝石及高嶺土的建筑陶瓷材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]陶瓷作為一種優異的建筑材料，具有多種廣泛用途，如在生活用品、建筑材料、機械加工材料等。陶瓷材料具有諸多使用優點，如美觀大方、耐酸堿、耐高溫等。氧化鋯是陶瓷材料中常見的組份，具有良好的抗折強度，被譽為“陶瓷鋼”，但其比重較大，通常會增加成品的重量。磷酸鋯最為一種新型的陶瓷材料，具有高強度、耐高溫、致密穩定、低膨脹等特點，受到了陶瓷界越來越多的重視，但磷酸鋯陶瓷也存在一些缺陷，如燒結溫度高，通常1600T也很難燒結，力學強度較低等。CN 1844042A報道了一種磷酸鋯陶瓷的制備方法，采用氧化鎂、氧化鋁、氧化硅作為燒結助劑，與磷酸鋯粉體混合燒結。
[0003]化學制備技術是一種將有機材料與無機材料結合的一種有效方法，具有低成本、可調控多種復合材料功能及組份、適于批量生產等諸多優勢，涉及無機材料、有機材料、復合材料等眾多領域。CN 102351532A報道了氧化鋯和氧化鋁復合陶瓷的制備方法，通過自組裝技術合成復合物，經過低溫熱處理得到復合陶瓷材料。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于:提供一種建筑陶瓷的制備方法。結合化學制備技術，制備結構有序、性能優異的含氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、磷酸鋯、高嶺土及透輝石的建筑陶瓷。
[0005]本發明的技術解決方案是:鋯醇鹽及鈦醇鹽溶于一定濃度的硫酸中，攪拌同時依次緩慢加入硫酸鋁、硫酸鎂及硫酸鋅，經攪拌，發生水解、聚合反應生成復合前驅體A ;在復合前驅體溶液A中加入磷酸，攪拌一段時間后，加入質量濃度30%的液堿溶液調節pH值至中性，得到混合溶液B ;在混合溶液B中加入透輝石及高嶺土，經攪拌、過濾得到濕濾餅C ;濕濾餅經干燥、熱處理得到結構有序的陶瓷材料。
[0006]本發明與現有技術相比，其顯著優點:其一、在化學合成過程中，有機鋯醇鹽、鈦醇鹽、硫酸鋁、硫酸鎂及硫酸鋅經酸解、化學聚合，形成穩定的鋯鈦鋁鎂鋅基復合前驅體，有助于形成含氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、氧化鎂及氧化鋅的陶瓷材料；其二、得到的陶瓷材料中，磷酸鋯、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、氧化鎂及氧化鋅均勻分散于透輝石及高嶺土中，具有良好的微觀結構；其三、該化學制備技術可推廣用于制備其他多功能復合陶瓷。
【具體實施方式】
[0007]下面結合具體實施例進一步說明本發明的技術解決方案，這些實施例不能理解為是對技術解決方案的限制。
[0008]實施例1:依以下步驟制備陶瓷材料步驟1:將100g質量濃度為80%的正丁醇鋯Zr (0C4H9) 4及7g正丁醇鈦Ti (OC 4H9) 4溶于400g質量濃度80%的濃硫酸H2S04中，機械劇烈攪拌，依次緩慢加入7.2g無水硫酸鋁Al2 (S04) 3、2.6g七水合硫酸鎂MgS04.7H20和3.0g七水合硫酸鋅ZnS04.7H20，攪拌3h得到復合前驅體溶液A ；
步驟2:在復合前驅體溶液A中加入3g磷酸Η3Ρ04，攪拌2h后，加入質量濃度30%的液堿NaOH溶液調節pH值至中性，得到混合溶液B ;
步驟3:在混合溶液B中加入30g粉狀透輝石及60g高嶺土，攪拌6h后，過濾得到濕濾餅C ；
步驟4:濕濾餅C經110°C干燥12h，1000T熱處理8h得到結構有序的陶瓷材料。
[0009]實施例2:依以下步驟制備陶瓷材料
步驟1:將100g質量濃度為80%的正丁醇鋯Zr (0切9)4及3.5g正丁醇鈦Ti (0C 4H9)4溶于300g質量濃度80%的濃硫酸H2S04*，機械劇烈攪拌，依次緩慢加入3.6g無水硫酸鋁Al2 (S04) 3,0.5g七水合硫酸鎂MgS04.7H20和0.6g七水合硫酸鋅ZnS04.7H20，攪拌1.5h得到復合前驅體溶液A;
步驟2:在復合前驅體溶液A中加入5g磷酸Η3Ρ04，攪拌lh后，加入質量濃度30%的液堿NaOH溶液調節pH值至中性，得到混合溶液B ;
步驟3:在混合溶液B中加入10g粉狀透輝石及30g高嶺土，攪拌3h后，過濾得到濕濾餅C ；
步驟4:濕濾餅C經150°C干燥8h，800°C熱處理12h得到結構有序的陶瓷材料。
[0010]實施例3:依以下步驟制備陶瓷材料
步驟1:將100g質量濃度為80%的正丁醇鋯Zr (0C4H9)4及5.0g正丁醇鈦Ti (0C 4H9)4溶于350g質量濃度80%的濃硫酸H2S04*，機械劇烈攪拌，依次緩慢加入5.0g無水硫酸鋁A12(S04)3、1.25g七水合硫酸鎂MgS04.7H20和1.5g七水合硫酸鋅ZnS04.7H20，攪拌2h得到復合前驅體溶液A;
步驟2:在復合前驅體溶液A中加入4g磷酸Η3Ρ04，攪拌1.5h后，加入質量濃度30%的液堿NaOH溶液調節pH值至中性，得到混合溶液B ;
步驟3:在混合溶液B中加入20g粉狀透輝石及50g高嶺土，攪拌4h后，過濾得到濕濾餅C ；
步驟4:濕濾餅C經130°C干燥10h，900°C熱處理10h得到結構有序的陶瓷材料。
【主權項】
1.一種建筑陶瓷材料的制備方法，其特征在于:該制備方法是:將一定量質量濃度80%的正丁醇鋯Zr (0C4H9)4及正丁醇鈦Ti (OC 4氏)4溶于一定量質量濃度為80%的濃硫酸H 2S04中，機械劇烈攪拌，依次緩慢加入無水硫酸鋁Al2 (S04) 3、七水合硫酸鎂MgS04.7Η20和七水合硫酸鋅ZnS04.7H20，攪拌1.5h-3h，得到復合前驅體溶液A ;在復合前驅體溶液A中加入一定量磷酸H3P04，攪拌lh-2h后，加入質量濃度30%的液堿NaOH溶液調節pH值至中性，得到混合溶液B ;在混合溶液B中加入粉狀透輝石及高嶺土，攪拌lh-3h、過濾得到濕濾餅C ;濕濾餅C經干燥、熱處理后得到結構有序的陶瓷材料。2.根據權利要求1所述的一種建筑陶瓷的制備方法，其特征在于:所述的復合前驅體溶液A中Zr(0C4H9)4的質量與質量濃度為80%濃硫酸的質量比為1:3-1:4 ;所述的Ti (0C4H9)4、A12(S04)3、MgS04.7H20 及 ZnS04.7H20 分別占 Zr (0C4H9) 4的摩爾比為 5%_10%、5%-10%、1%-5%、1%-5%。3.根據權利要求1所述的一種建筑陶瓷的制備方法，其特征在于:所述的h3po4AZr (0C4H9)4的質量比例為3%-5%。4.根據權利要求1所述的一種建筑陶瓷的制備方法，其特征在于:所述的溶液B中透輝石及高嶺土分別占Zr (0C4H9)4的質量比例為10%-30%和30%_60%。5.根據權利要求1所述的一種建筑陶瓷的制備方法，其特征在于:所述的濕濾餅干燥溫度控制110°C-150°C，時間控制8h-12h，熱處理溫度控制800°C -1000T,時間控制8h_12h。
【專利摘要】本發明公開了一種建筑陶瓷材料的制備方法，該制備方法是：鋯醇鹽及鈦醇鹽溶于一定濃度的硫酸中，攪拌同時依次緩慢加入硫酸鋁、硫酸鎂及硫酸鋅，經攪拌，發生水解、聚合反應生成復合前驅體A；在復合前驅體溶液A中加入磷酸，攪拌一段時間后，加入質量濃度30%的液堿溶液調節pH值至中性，得到混合溶液B；在混合溶液B中加入透輝石及高嶺土，經攪拌、過濾得到濕濾餅C；濕濾餅經干燥、熱處理得到結構有序的陶瓷材料。本發明結合化學制備技術，制備了鋯鈦鋁鎂鋅基復合前驅體，經熱處理得到的陶瓷材料具有良好的微觀結構及優異性能，本發明采用的化學制備技術可推廣用于制備其他多功能復合陶瓷。
【IPC分類】C04B35/00, C04B35/622
【公開號】CN105254282
【申請號】CN201510771290
【發明人】季紅軍
【申請人】季紅軍
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月12日