[發(fā)明專利]一種多功能耐污隔熱陶瓷材料及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110103357.2 | 申請日： | 2021-01-26 |
| 公開（公告）號： | CN112851393B | 公開（公告）日： | 2023-05-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉正芳 | 申請（專利權(quán)）人： | 劉正芳 |
| 主分類號： | C04B38/06 | 分類號： | C04B38/06;C04B35/622;C04B33/132;C04B33/13;C04B41/87 |
| 代理公司： | 深圳華屹智林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44785 | 代理人： | 華江瑞 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 多功能 隔熱 陶瓷材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種多功能耐污隔熱陶瓷材料，其特征在于：包括以下重量份原料：建筑垃圾粉碎料50-60份、聚氨酯泡沫15-20份、粘結(jié)劑4-6份、分散劑20-30份、消泡劑2-4份、耐污涂層粉料20-28份、保溫材料10-16份；
其中，粘結(jié)劑為改性聚乙烯醇，分散劑為聚丙烯酸銨，消泡劑為無水乙醇，保溫材料為改性聚苯乙烯泡沫塑料；
該多功能耐污隔熱陶瓷材料的制備方法包括以下步驟:
第一步：將建筑垃圾粉碎料加入到球磨機(jī)中球磨4-5h；然后再依次加入改性聚乙烯醇、聚丙烯酸銨、無水乙醇和改性聚苯乙烯泡沫塑料，并繼續(xù)球磨4-5h，得到陶瓷材料漿料；控制建筑垃圾粉碎料、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸銨、無水乙醇和改性聚苯乙烯泡沫塑料的重量比為50-60：4-6：20-30：2-4：10-16；
第二步：將聚氨酯泡沫加入到質(zhì)量濃度為20-40％的氫氧化鈉溶液中混合并得到有機(jī)泡沫體；控制聚氨酯泡沫和氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為15-20：100-150；
第三步：將陶瓷材料漿料加入到有機(jī)泡沫體中進(jìn)行混合，待漿料充滿泡沫體時，擠出多余漿料，然后在室溫干燥24h，再在60℃干燥箱內(nèi)干燥24h，得到多孔陶瓷坯體；
第四步：對多孔陶瓷坯體進(jìn)行真空燒結(jié)、二次升溫，從而得到隔熱陶瓷材料本體；在200℃-400℃范圍內(nèi)升溫速率1℃/min，400℃保溫30min，保證有機(jī)泡沫在分解過程中不導(dǎo)致坯體的破壞；400℃-1500℃升溫速率5-8℃/min，1500℃保溫1-2h后燒結(jié)成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的陶瓷骨架；
第五步：將制備得到的耐污涂層粉料通過等離子噴涂附著在隔熱陶瓷材料的表面，形成耐污隔熱陶瓷材料；
建筑垃圾粉碎料的制備工藝包括以下步驟：收集建筑垃圾再依次進(jìn)行清洗、干燥處理后，通過粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，得到建筑垃圾粉碎粗料；再將建筑垃圾粉碎粗料加入到球磨機(jī)進(jìn)行?球磨，在轉(zhuǎn)速350r/min的條件下，球磨40-45ｈ后，取200目篩下物料得到建筑垃圾粉碎料；
改性聚乙烯醇的制備工藝包括以下步驟;
第一步：稱取膨潤土、高嶺土、云母，并加入到水溶液中攪拌50-60min，得到粘土分散液，再將粘土分散液進(jìn)行超聲處理10-15min，然后對粘土分散液進(jìn)行加熱至80-90℃后，添加聚乙烯醇水凝膠，并在溫度120-130℃的條件下攪拌2-3h，得到混合溶液；膨潤土、高嶺土、云母和聚乙烯醇水凝膠的重量比為1-3：1-3：2-5：80-90；
第二步：將混合溶液倒入到培養(yǎng)皿中澆筑成型，然后將裝有混合溶液的培養(yǎng)皿放入-15--20℃的條件下冷卻8-10h，取出在室溫下融化，從而得到改性聚乙烯醇；
聚乙烯醇水凝膠的制備工藝包括以下步驟：對質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的聚乙烯醇水溶液在溫度80-90℃條件下加熱2-3h，得到高溫聚乙烯醇水溶液，再將二分之一的高溫聚乙烯醇水溶液加入到培養(yǎng)皿中澆注成型，另外二分之一的高溫聚乙烯醇水溶液加入到離心管中澆注成型，然后放置到-20℃的溫度下冷卻12h后，再取出放置到室溫解凍12h，冷卻和解凍重復(fù)三次，得到聚乙烯醇水凝膠；
改性聚苯乙烯泡沫塑料的制備工藝包括以下步驟：回收廢舊聚苯乙烯泡沫塑料，并用清水進(jìn)行沖洗，去除表面灰塵雜質(zhì)；再將清洗后的廢舊聚苯乙烯泡沫塑料烘干；
將烘干后的廢舊聚苯乙烯泡沫塑料通過粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，并得到廢舊聚苯乙烯泡沫塑料；
將廢舊聚苯乙烯泡沫塑料顆粒加入到裝有溶劑的反應(yīng)罐中，并在溫度50-60℃的條件下攪拌溶解，并將得到混合液；
向混合液中添加纖維素醚，并在溫度30-50℃條件下攪拌1-2h后，冷卻至室溫得到改性聚苯乙烯泡沫塑料；
控制纖維素醚與混合液的重量比為4-6∶25-30；溶劑為乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、丙酮中的一種，廢舊聚苯乙烯泡沫塑料顆粒與溶劑的重量比為10-15∶10-15；
耐污涂層粉料的制備工藝包括以下步驟：
第一步：將Cr2O3、TiO2、SiO2進(jìn)行混合得到復(fù)合粉末；將復(fù)合粉末與凝散劑、懸浮劑、粘結(jié)劑混合并加入到蒸餾水中，攪拌混合制成料漿，再將料漿倒入膠體磨中以水為介質(zhì)進(jìn)行濕磨混合，得到磨料，然后對磨料進(jìn)行噴霧干燥造粒，得到球形團(tuán)聚粉，噴霧造粒塔的工藝參數(shù)為：進(jìn)風(fēng)口溫度150-160℃，出風(fēng)口溫度30-40℃，柱塞泵轉(zhuǎn)速750r/min，霧化盤轉(zhuǎn)速15000-18000r/min；
第二步:將球形團(tuán)聚粉置于干燥箱120℃中干燥1h，再放入到加熱爐中520℃加熱30min后，取出冷卻，然后進(jìn)行粉碎，得到耐污涂層粉末；
Cr2O3、TiO2、SiO2的重量比為90-92:2-4:4-6；凝散劑為液體石蠟，懸浮劑為硅膠、粘結(jié)劑為橡膠；控制復(fù)合粉末、凝散劑、懸浮劑、粘結(jié)劑的質(zhì)量比為60-80：2-5：2-5：2-5。
2.一種如權(quán)利要求1所述的多功能耐污隔熱陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
第一步：將建筑垃圾粉碎料加入到球磨機(jī)中球磨4-5h；然后再依次加入改性聚乙烯醇、聚丙烯酸銨、無水乙醇和改性聚苯乙烯泡沫塑料，并繼續(xù)球磨4-5h，得到陶瓷材料漿料；控制建筑垃圾粉碎料、改性聚乙烯醇、聚丙烯酸銨、無水乙醇和改性聚苯乙烯泡沫塑料的重量比為50-60：4-6：20-30：2-4：20-28：10-16；
第二步：將聚氨酯泡沫加入到質(zhì)量濃度為20～40％的氫氧化鈉溶液中混合并得到有機(jī)泡沫體；控制聚氨酯泡沫和氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為15-20：100-150；
第三步：將陶瓷材料漿料加入到有機(jī)泡沫體中進(jìn)行混合，待漿料充滿泡沫體時，擠出多余漿料，然后在室溫干燥24h，再在60℃干燥箱內(nèi)干燥24h，得到多孔陶瓷坯體；
第四步：對多孔陶瓷坯體進(jìn)行真空燒結(jié)、二次升溫，從而得到隔熱陶瓷材料本體；在200℃-400℃范圍內(nèi)升溫速率1℃/min，400℃保溫30min，保證有機(jī)泡沫在分解過程中不導(dǎo)致坯體的破壞；400℃-1500℃升溫速率5-8℃/min，1500℃保溫1-2h后燒結(jié)成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的陶瓷骨架；
第五步：將制備得到的耐污涂層粉料通過等離子噴涂附著在隔熱陶瓷材料的表面，形成耐污隔熱陶瓷材料。
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