一種建筑復合陶瓷材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于陶瓷材料制備技術，特別是一種含氧化鋯、氧化鋁、氧化鎳及高嶺土的建筑復合陶瓷的制備方法。
【背景技術】
[0002]陶瓷材料具有諸多優點，如美觀大方、耐酸堿、耐高溫等，在日用品、建材、機械加工等眾多領域具有廣泛用途。氧化鋁和氧化鋯是陶瓷材料中常見的兩種組份，氧化鋁具有比重低、耐高溫等優異性能，在陶瓷材料領域具有廣泛應用，但其抗折強度和斷裂韌性較低；氧化鋯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。氧化鋯和氧化鋁兩者的有機結合，制備復合陶瓷材料技術受到了越來越多的重視。氧化鎳通常用作陶瓷材料的顏料。CN 103922705A報道了一種低溫燒結氧化鋯增韌氧化鋁材料及其制備方法，通過物理法混合氧化鋯和氧化鋁粉末。
[0003]化學合成制備技術是一種將有機和無機材料進行結合的一種方法，具有諸多優勢，例如:工廠化生產、不需要昂貴的儀器設備、可控制材料的結構及性質、價格低廉等優點，涉及無機材料、有機材料、復合材料等諸多領域。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。通過化學制備技術，制備結構有序、性能優異，含氧化鋯、氧化鋁、氧化鎳及高嶺土的建筑陶瓷。
[0005]本發明的技術解決方案是:鋯醇鹽、硝酸鋁及硝酸鎳溶于一定濃度的硝酸中，經攪拌，發生水解、聚合反應生成復合前驅體；在一定量去離子水中，加入木質素磺酸鈉、表面活性劑與分散劑，水浴控溫、攪拌得到改性劑溶液；將改性劑溶液與復合前驅體混合，自然冷卻、靜置反應得到復合膠體溶液，質量濃度30%的液堿溶液調節pH值至中性，加入高嶺土，經攪拌、過濾、干燥、熱處理得到結構有序的復合陶瓷材料。
[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、無機鋁鹽、鎳鹽經酸解、化學作用，形成穩定的鋯鋁鎳基前驅體，有助于形成氧化鋯、氧化鋁和氧化鎳復合陶瓷；其二、得到的陶瓷產品中，氧化鋯、氧化鋁、氧化鎳均勻分散于高嶺土中，具有良好的微觀結構；其三、該方法制備工藝可推廣用于制備多功能及組份陶瓷。
【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:依以下步驟制備復合陶瓷
步驟1:將10g正丁醇鋯、1g九水合硝酸鋁及5g硝酸鎳溶于200ml質量濃度60%的濃硝酸中，機械劇烈攪拌lh，得到澄清的復合前驅體溶液A ; 步驟2:在10ml去離子水中，加入1g木質素磺酸鈉、5g十二烷基磺酸鈉、2g聚乙二醇-2000，水浴升溫至30°C，機械攪拌lh，得到混合均勻的改性劑溶液B ;
步驟3:將改性劑溶液B與復合前驅體溶液A混合，自然冷卻、靜置12h，得到復合膠體溶液C ;
步驟4:采用30%液堿溶液調節復合膠體溶液C的pH值至中性，加入10g高嶺土，攪拌3h，得到復合溶液D ;
步驟5:復合溶液D經過濾、I10C干燥12h、600°C熱處理6h得到結構有序的復合陶瓷。
[0009]
實施例2:依以下步驟制備復合陶瓷
步驟1:將10g正丁醇鋯、20g九水合硝酸鋁及1g硝酸鎳溶于200ml質量濃度60%的濃硝酸中，機械攪拌2h，得到澄清的復合前驅體溶液A ；
步驟2:在10ml去離子水中，加入20g木質素磺酸鈉、1g十二烷基磺酸鈉、5g聚乙二醇-4000，水浴升溫至50°C，機械攪拌2h，得到混合均勻的改性劑溶液B ;
步驟3:將改性劑溶液B與復合前驅體溶液A混合，自然冷卻、靜置36h，得到復合膠體溶液C ;
步驟4:采用30%液堿溶液調節復合膠體溶液C的pH值至中性，加入300g高嶺土，攪拌6h，得到復合溶液D ;
步驟5:復合溶液D經過濾、150°C干燥8h、800°C熱處理3h得到結構有序的復合陶瓷。
[0010]
實施例3:依以下步驟制備復合陶瓷
步驟1:將10g正丙醇鋯、15g九水合硝酸鋁及8g硝酸鎳溶于200ml質量濃度60%的濃硝酸中，機械攪拌1.5h，得到澄清的復合前驅體溶液A ;
步驟2:在10ml去離子水中，加入15g木質素磺酸鈉、Sg十二烷基磺酸鈉、3g聚乙二醇-6000，水浴升溫至40°C，機械攪拌1.5h,得到混合均勻的改性劑溶液B ;
步驟3:將改性劑溶液B與復合前驅體溶液A混合，自然冷卻、靜置24h，得到復合膠體溶液C ;
步驟4:采用30%液堿溶液調節復合膠體溶液C的pH值至中性，加入200g高嶺土，攪拌4h，得到復合溶液D ；
步驟5:復合溶液D經過濾、120°C干燥10h、700°C熱處理5h得到結構有序的復合陶瓷。
[0011]
實施例4:依以下步驟制備復合陶瓷步驟1:同實施例1中的步驟I ;
步驟2:在10ml去離子水中，加入12g木質素磺酸鈉、6g十二烷基硫酸鈉、4g聚乙二醇-8000，水浴升溫至40°C，機械攪拌1.5h,得到混合均勻的改性劑溶液B ;
步驟3:同實施例1中的步驟I ;
步驟4:同實施例1中的步驟I ;
步驟5:同實施例1中的步驟I。
[0012]
實施例5:依以下步驟制備復合陶瓷步驟1:同實施例2中的步驟I ;
步驟2:在10ml去離子水中，加入18g木質素磺酸鈉、7g十二燒基苯磺酸鈉、3.5g聚乙二醇-2000，水浴升溫至60°C，機械攪拌2h，得到混合均勻的改性劑溶液B ;
步驟3:同實施例2中的步驟2 ；
步驟4:同實施例2中的步驟2 ；
步驟5:同實施例2中的步驟2。
【主權項】
1.一種建筑復合陶瓷材料及其制備方法，其特征在于:該復合陶瓷材料配方主要原料為有機鋯醇鹽、硝酸鋁及硝酸鎳，其相應質量比例為1:10%-20%:5%-10% ;木質素磺酸鈉、表面活性劑、分散劑聚乙二醇、高嶺土，其占鋯醇鹽質量比例分別為:10%-20%:5%-10%:2%-5%:1-3 ； 一種建筑復合陶瓷材料及其制備方法，其特征在于，該制備方法是: a.復合前驅體制備:鋯醇鹽、硝酸鋁及硝酸鎳溶于質量濃度60%的硝酸中，經攪拌，發生水解、聚合反應生成復合前驅體； b.改性劑溶液制備:在一定量去離子水中，加入木質素磺酸鈉、表面活性劑與分散劑，水浴控溫、攪拌得到改性劑溶液； c.復合陶瓷材料制備:將改性劑溶液與復合前驅體混合，自然冷卻、靜置反應得到復合膠體溶液，質量濃度30%液堿溶液調節pH值至中性，加入高嶺土，經攪拌、過濾、干燥、熱處理得到結構有序的復合陶瓷材料。2.根據權利要求1所述的一種建筑復合陶瓷及其制備方法，其特征在于:所述的鋯醇鹽可選正丁醇鋯、正丙醇鋯中的一種；表面活性劑選用十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種；分散劑選用聚乙二醇，分子量為2000，4000，6000，8000中的一種。3.根據權利要求1所述的一種建筑復合陶瓷及其制備方法，其特征在于:該制備方法的步驟a中，攪拌時間控制lh-2h ;步驟b中，水浴控溫30°C-50°C，攪拌時間控制lh_2h ;步驟c中，靜置反應時間控制12h-36h，干燥溫度控制110°C-150°C，時間控制8h_12h，熱處理溫度控制600°C -800°C，時間控制3h-6h0
【專利摘要】本發明公開了一種建筑復合陶瓷材料的制備方法，該制備方法是：鋯醇鹽、硝酸鋁及硝酸鎳溶于一定濃度的硝酸中，經攪拌，發生水解、聚合反應生成復合前驅體；在一定量去離子水中，加入木質素磺酸鈉、表面活性劑與分散劑，水浴控溫、攪拌得到改性劑溶液；將改性劑溶液與復合前驅體混合，自然冷卻、靜置反應得到復合膠體溶液，液堿溶液調節pH值至中性，加入高嶺土，經攪拌、過濾、干燥、熱處理得到結構有序的復合陶瓷材料。本發明通過化學合成技術，制備了結構有序、性能優異的建筑復合陶瓷，該制備工藝可推廣用于制備多組份的功能陶瓷材料。
【IPC分類】C04B33/22, C04B33/24
【公開號】CN105174912
【申請號】
【發明人】季紅軍
【申請人】季紅軍
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月16日