[發明專利]一種建筑陶瓷預應力增強用涂層漿料及其制備方法以及建筑陶瓷制品

有效

• 申請號: 201811371056.2
• 申請日: 2018-11-18
• 公開（公告）號: CN109336556B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 李月明;包亦望;孫熠
• 申請（專利權）人: 景德鎮陶瓷大學
• 主分類號: C04B33/16
• 分類號: C04B33/16;C04B33/13;C04B33/04;C04B41/81
• 代理公司: 廣州廣信知識產權代理有限公司 44261
• 代理人: 李玉峰

本發明公開了一種建筑陶瓷預應力增強用涂層漿料，由骨料和粘結劑按照重量比骨料∶粘結劑＝1∶4～8組成；所述骨料為Si、Al、Mg、Ca、Zn的氧化物、氫氧化物、含氧鹽中的組合，其化學成分為SiO₂ 50～75％、Al₂O₃ 10～30％、MgO 0～20％、CaO 0～25％、ZnO 0～10％；所述粘結劑為CMC、PVA、PVB、水玻璃中的一種或其組合。此外，還公開了上述建筑陶瓷預應力增強用涂層漿料的制備方法以及建筑陶瓷制品。本發明采用涂層漿料對建筑陶瓷坯體的表面進行全包覆，通過施加預壓應力以增加陶瓷坯體從受力到破壞的應變量，從而極大地提高了建筑陶瓷制品的強度及性能。本發明的制備及應用生產簡單易控、成本低，有助于推廣應用，具有很高的實用價值和應用前景。

技術領域

本發明涉及建筑陶瓷材料技術領域，尤其涉及一種用于增強建筑陶瓷材料強度的涂層漿料及其制備方法以及建筑陶瓷制品。

背景技術

我國建筑陶瓷年產量達到117億平方米，年銷售產值超過5000億元，但建筑陶瓷產業屬于高污染、高耗能、高資源消耗的“三高產業”。其中，陶瓷材料的薄型化是降低能耗的有效手段，但坯體減薄后，生坯強度和成瓷強度均會顯著下降，從而導致產品開裂或變形。因此，提高建筑陶瓷制品的機械強度是目前亟需解決的問題之一。

由于陶瓷具有脆性大和可靠性差的致命弱點，因此，研究改善陶瓷的脆性、提高其使用的可靠性一直是陶瓷材料的研究熱點，如提高陶瓷致密性、減小晶粒尺寸、應用相變機理改善其韌性、或者在陶瓷基體中加入晶須等增強體。然而，受工藝條件、作用尺度、添加量和可控程度等因素的影響，增韌效果不佳，例如，陶瓷基汽車發動機就因為其韌性較差、易開裂、可靠性差，迄今為止仍未發展起來。

預應力增強技術是一種全新的增強思路。為防止基體過早開裂，預先讓基體受到壓縮應力，當基體受到拉伸破壞之前首先要克服預加的壓縮應力，從而增加了基體受張力而開裂的應變量，達到提高構件整體的韌性、可靠性及耐久性的目的。目前，現有技術增強材料的預應力主要采用以下方法：

1、熱韌化處理，即通過一定加熱、冷卻制度在表面人為地引入殘余壓應力。這種技術已被廣泛應用于預應力玻璃（鋼化玻璃）行業。

2、化學強化，如離子置換法，在基體升溫時，將材料中小離子替換成大離子，當材料冷卻后，則大離子受到擠壓，給材料提供預壓力。

3、陶瓷/金屬復合材料，采用金屬熱噴涂沉積法、金屬熔覆法等，將金屬包裹陶瓷，利用金屬層與陶瓷基體材料的熱膨脹系數的差異及其金屬自身的抗拉性和韌性，給陶瓷提供預壓應力。

然而，上述方法均難以控制陶瓷材料受力的需求，尤其是針對量大面廣的建筑陶瓷材料，現有的預應力增強方法無法滿足建筑陶瓷材料的技術要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種建筑陶瓷預應力增強用涂層漿料，用以包覆在建筑陶瓷坯體表面形成具有較高彈性模量和較低熱膨脹系數的涂層，以此增強坯體的抗折強度，從而有利于形成強度高、薄型化、可靠性好的預應力建筑陶瓷材料。本發明的另一目的在于提供上述建筑陶瓷預應力增強用涂層漿料的制備方法以及建筑陶瓷制品。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

本發明提供的一種建筑陶瓷預應力增強用涂層漿料，由骨料和粘結劑按照重量比骨料∶粘結劑＝1∶4～8組成；所述骨料為Si、Al、Mg、Ca、Zn的氧化物、氫氧化物、含氧鹽中的組合，其化學成分為SiO₂ 50～75%、Al₂O₃ 10～30%、MgO 0～20%、CaO 0～25%、ZnO 0～10%；所述粘結劑為CMC、PVA、PVB、水玻璃中的一種或其組合。