一种建筑复合陶瓷材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于陶瓷材料制备技术，特别是一种含氧化锆、氧化铝、氧化镍及高岭土的建筑复合陶瓷的制备方法。
【背景技术】
[0002]陶瓷材料具有诸多优点，如美观大方、耐酸碱、耐高温等，在日用品、建材、机械加工等众多领域具有广泛用途。氧化铝和氧化锆是陶瓷材料中常见的两种组份，氧化铝具有比重低、耐高温等优异性能，在陶瓷材料领域具有广泛应用，但其抗折强度和断裂韧性较低；氧化锆具有良好的抗折强度，被誉为“陶瓷钢”，但其比重较大，通常会增加成品的重量。氧化锆和氧化铝两者的有机结合，制备复合陶瓷材料技术受到了越来越多的重视。氧化镍通常用作陶瓷材料的颜料。CN 103922705A报道了一种低温烧结氧化锆增韧氧化铝材料及其制备方法，通过物理法混合氧化锆和氧化铝粉末。
[0003]化学合成制备技术是一种将有机和无机材料进行结合的一种方法，具有诸多优势，例如:工厂化生产、不需要昂贵的仪器设备、可控制材料的结构及性质、价格低廉等优点，涉及无机材料、有机材料、复合材料等诸多领域。CN 102351532A报道了氧化锆和氧化铝复合陶瓷的制备方法，通过自组装技术合成复合物，经过低温热处理得到复合陶瓷材料。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于:提供一种建筑陶瓷的制备方法。通过化学制备技术，制备结构有序、性能优异，含氧化锆、氧化铝、氧化镍及高岭土的建筑陶瓷。
[0005]本发明的技术解决方案是:锆醇盐、硝酸铝及硝酸镍溶于一定浓度的硝酸中，经搅拌，发生水解、聚合反应生成复合前驱体；在一定量去离子水中，加入木质素磺酸钠、表面活性剂与分散剂，水浴控温、搅拌得到改性剂溶液；将改性剂溶液与复合前驱体混合，自然冷却、静置反应得到复合胶体溶液，质量浓度30%的液碱溶液调节pH值至中性，加入高岭土，经搅拌、过滤、干燥、热处理得到结构有序的复合陶瓷材料。
[0006]本发明与现有技术相比，其显著优点:其一、在化学合成过程中，有机锆醇盐、无机铝盐、镍盐经酸解、化学作用，形成稳定的锆铝镍基前驱体，有助于形成氧化锆、氧化铝和氧化镍复合陶瓷；其二、得到的陶瓷产品中，氧化锆、氧化铝、氧化镍均匀分散于高岭土中，具有良好的微观结构；其三、该方法制备工艺可推广用于制备多功能及组份陶瓷。
【具体实施方式】
[0007]下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。
[0008]实施例1:依以下步骤制备复合陶瓷
步骤1:将10g正丁醇锆、1g九水合硝酸铝及5g硝酸镍溶于200ml质量浓度60%的浓硝酸中，机械剧烈搅拌lh，得到澄清的复合前驱体溶液A ; 步骤2:在10ml去离子水中，加入1g木质素磺酸钠、5g十二烷基磺酸钠、2g聚乙二醇-2000，水浴升温至30°C，机械搅拌lh，得到混合均匀的改性剂溶液B ;
步骤3:将改性剂溶液B与复合前驱体溶液A混合，自然冷却、静置12h，得到复合胶体溶液C ;
步骤4:采用30%液碱溶液调节复合胶体溶液C的pH值至中性，加入10g高岭土，搅拌3h，得到复合溶液D ;
步骤5:复合溶液D经过滤、I10C干燥12h、600°C热处理6h得到结构有序的复合陶瓷。
[0009]
实施例2:依以下步骤制备复合陶瓷
步骤1:将10g正丁醇锆、20g九水合硝酸铝及1g硝酸镍溶于200ml质量浓度60%的浓硝酸中，机械搅拌2h，得到澄清的复合前驱体溶液A ；
步骤2:在10ml去离子水中，加入20g木质素磺酸钠、1g十二烷基磺酸钠、5g聚乙二醇-4000，水浴升温至50°C，机械搅拌2h，得到混合均匀的改性剂溶液B ;
步骤3:将改性剂溶液B与复合前驱体溶液A混合，自然冷却、静置36h，得到复合胶体溶液C ;
步骤4:采用30%液碱溶液调节复合胶体溶液C的pH值至中性，加入300g高岭土，搅拌6h，得到复合溶液D ;
步骤5:复合溶液D经过滤、150°C干燥8h、800°C热处理3h得到结构有序的复合陶瓷。
[0010]
实施例3:依以下步骤制备复合陶瓷
步骤1:将10g正丙醇锆、15g九水合硝酸铝及8g硝酸镍溶于200ml质量浓度60%的浓硝酸中，机械搅拌1.5h，得到澄清的复合前驱体溶液A ;
步骤2:在10ml去离子水中，加入15g木质素磺酸钠、Sg十二烷基磺酸钠、3g聚乙二醇-6000，水浴升温至40°C，机械搅拌1.5h,得到混合均匀的改性剂溶液B ;
步骤3:将改性剂溶液B与复合前驱体溶液A混合，自然冷却、静置24h，得到复合胶体溶液C ;
步骤4:采用30%液碱溶液调节复合胶体溶液C的pH值至中性，加入200g高岭土，搅拌4h，得到复合溶液D ；
步骤5:复合溶液D经过滤、120°C干燥10h、700°C热处理5h得到结构有序的复合陶瓷。
[0011]
实施例4:依以下步骤制备复合陶瓷步骤1:同实施例1中的步骤I ;
步骤2:在10ml去离子水中，加入12g木质素磺酸钠、6g十二烷基硫酸钠、4g聚乙二醇-8000，水浴升温至40°C，机械搅拌1.5h,得到混合均匀的改性剂溶液B ;
步骤3:同实施例1中的步骤I ;
步骤4:同实施例1中的步骤I ;
步骤5:同实施例1中的步骤I。
[0012]
实施例5:依以下步骤制备复合陶瓷步骤1:同实施例2中的步骤I ;
步骤2:在10ml去离子水中，加入18g木质素磺酸钠、7g十二烧基苯磺酸钠、3.5g聚乙二醇-2000，水浴升温至60°C，机械搅拌2h，得到混合均匀的改性剂溶液B ;
步骤3:同实施例2中的步骤2 ；
步骤4:同实施例2中的步骤2 ；
步骤5:同实施例2中的步骤2。
【主权项】
1.一种建筑复合陶瓷材料及其制备方法，其特征在于:该复合陶瓷材料配方主要原料为有机锆醇盐、硝酸铝及硝酸镍，其相应质量比例为1:10%-20%:5%-10% ;木质素磺酸钠、表面活性剂、分散剂聚乙二醇、高岭土，其占锆醇盐质量比例分别为:10%-20%:5%-10%:2%-5%:1-3 ； 一种建筑复合陶瓷材料及其制备方法，其特征在于，该制备方法是: a.复合前驱体制备:锆醇盐、硝酸铝及硝酸镍溶于质量浓度60%的硝酸中，经搅拌，发生水解、聚合反应生成复合前驱体； b.改性剂溶液制备:在一定量去离子水中，加入木质素磺酸钠、表面活性剂与分散剂，水浴控温、搅拌得到改性剂溶液； c.复合陶瓷材料制备:将改性剂溶液与复合前驱体混合，自然冷却、静置反应得到复合胶体溶液，质量浓度30%液碱溶液调节pH值至中性，加入高岭土，经搅拌、过滤、干燥、热处理得到结构有序的复合陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的一种建筑复合陶瓷及其制备方法，其特征在于:所述的锆醇盐可选正丁醇锆、正丙醇锆中的一种；表面活性剂选用十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种；分散剂选用聚乙二醇，分子量为2000，4000，6000，8000中的一种。3.根据权利要求1所述的一种建筑复合陶瓷及其制备方法，其特征在于:该制备方法的步骤a中，搅拌时间控制lh-2h ;步骤b中，水浴控温30°C-50°C，搅拌时间控制lh_2h ;步骤c中，静置反应时间控制12h-36h，干燥温度控制110°C-150°C，时间控制8h_12h，热处理温度控制600°C -800°C，时间控制3h-6h0
【专利摘要】本发明公开了一种建筑复合陶瓷材料的制备方法，该制备方法是：锆醇盐、硝酸铝及硝酸镍溶于一定浓度的硝酸中，经搅拌，发生水解、聚合反应生成复合前驱体；在一定量去离子水中，加入木质素磺酸钠、表面活性剂与分散剂，水浴控温、搅拌得到改性剂溶液；将改性剂溶液与复合前驱体混合，自然冷却、静置反应得到复合胶体溶液，液碱溶液调节pH值至中性，加入高岭土，经搅拌、过滤、干燥、热处理得到结构有序的复合陶瓷材料。本发明通过化学合成技术，制备了结构有序、性能优异的建筑复合陶瓷，该制备工艺可推广用于制备多组份的功能陶瓷材料。
【IPC分类】C04B33/22, C04B33/24
【公开号】CN105174912
【申请号】
【发明人】季红军
【申请人】季红军
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月16日