本發明屬于高溫耐火材料技術領域，具體涉及一種高溫耐火陶瓷及其制備方法。
背景技術：
陶瓷磚是由粘土、石英砂以及其他無機非金屬原料，經配料、球磨、制粉、成型、燒結等工藝生產的板狀或塊狀陶瓷制品，廣泛應用于裝飾與保護建筑物、構筑物的墻面和地面。隨著房地產業的迅速發展，使得瓷磚的生產和消費都獲得了較大的發展。目前市場上的陶瓷磚耐火性較差，超過1000℃，容易出現脫落現象，無法使用于溫度較高的特殊場合。
技術實現要素：
本發明提供了一種高溫耐火陶瓷及其制備方法，解決了上述背景技術中的問題，本發明所述高溫耐火陶瓷具有耐高溫性能優異，耐火度高達1200℃以上，且強度高，收縮率低，耐酸堿腐蝕，耐老化，可以應用于溫度較高的特殊場合，市場前景廣闊。
為了解決現有技術存在的問題，采用如下技術方案：
一種高溫耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石15～25份、方鎂石20～40份、二氧化硅8～17份、瓷化粉4～9份、膨潤土5～10份、高嶺土7～12份、改性凹凸棒石粘土14～25份、碎玻璃3～12份、珍珠巖6～13份、石棉粉4～9份、納米氧化鋁3～9份、氧化鋯2～8份、骨料4～10份、聚酯纖維2～4份、聚甲基丙烯酸羥乙酯2～5份、固化劑10～20份。
優選的，所述高溫耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石18～22份、方鎂石25～35份、二氧化硅10～15份、瓷化粉5～8份、膨潤土7～9份、高嶺土8～11份、改性凹凸棒石粘土18～22份、碎玻璃6～10份、珍珠巖9～12份、石棉粉5～8份、納米氧化鋁5～7份、氧化鋯4～7份、骨料6～9份、聚酯纖維2.5～3.4份、聚甲基丙烯酸羥乙酯3～4份、固化劑13～18份。
優選的，所述高溫耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石20份、方鎂石30份、二氧化硅13份、瓷化粉7份、膨潤土8份、高嶺土10份、改性凹凸棒石粘土21份、碎玻璃7份、珍珠巖10份、石棉粉7份、納米氧化鋁6份、氧化鋯5份、骨料8份、聚酯纖維3.3份、聚甲基丙烯酸羥乙酯3.6份、固化劑14份。
優選的，所述固化劑為硅酸鋁、硫酸鋁中的任一種或兩種的混合物。
優選的，所述骨料選自碳化硅、氮化硅、碳氧化硅、碳氮氧化硅的任一種。
優選的，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：將凹凸棒石粘土粉碎至顆粒大小至粒徑≤1mm，然后浸沒到清水中，用電動攪拌機攪拌8～17min，轉速設定為350～450r/min，然后過濾將溶質浸沒到無機稀酸溶液中水浴熱處理100～150分鐘，溫度設定在75～95℃之間，再向酸化后的懸浮液中加入分散劑焦磷酸鈉充分攪拌，協同超聲水熱法處理2～3小時后，最后對其進行離心處理，離心之后，取上層懸浮液經過過濾、干燥后輸送到回轉式烘干爐內焙燒1～2小時即可，焙燒溫度為300～400℃。
一種制備所述高溫耐火陶瓷的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取白云石、方鎂石、二氧化硅、瓷化粉、膨潤土、高嶺土、改性凹凸棒石粘土、碎玻璃、珍珠巖、石棉粉、納米氧化鋁、氧化鋯、骨料、聚酯纖維、聚甲基丙烯酸羥乙酯、固化劑，備用；
（2）將白云石、方鎂石、二氧化硅、碎玻璃及骨料混合均勻，粉碎，濕法球磨4～8小時，烘干后進行熔煉，待其完全熔化后，攪拌3～7分鐘后進行快速水淬，得到破碎的顆粒，濕法球磨5～10小時，烘干，過100～200目篩，備用；
（3）將瓷化粉、膨潤土、高嶺土、改性凹凸棒石粘土及珍珠巖混合均勻，粉碎，濕法球磨3～6小時，過100～200目篩，靜置5～8小時，噴霧干燥成含水量為4～8%的顆粒，備用；
（4）將步驟（2）制得的產物與步驟（3）所得的產物混合均勻，再加入剩余原料混合5～10分鐘，得混合母料；
（5）將步驟（4）制得的混合母料置于成型機中壓制成型，然后進行干燥，得干坯；
（6）將干坯以8～13℃/min的速率升溫至800～900℃，保溫2～3小時，再以3～6℃/min的速率升溫至1100～1200℃，保溫1～2小時，然后以10～20℃/min的速率降溫至750～800℃，保溫40～80分鐘，冷卻至常溫，磨邊，即得所述高溫耐火陶瓷。
優選的，所述步驟（5）中壓制成型的壓力為50～70mpa。
本發明與現有技術相比，其具有以下有益效果：
本發明所述的高溫耐火陶瓷采用白云石、方鎂石、二氧化硅、瓷化粉作為原料，原料中相互協同作用，制備出的高溫耐火陶瓷具有耐高溫性能優異，耐火度高達1200℃以上；本發明所述的高溫耐火陶瓷原料中還添加了改性凹凸棒石粘土，改性凹凸棒石粘土和其他原料相互配合，有效改善了所述高溫耐火陶瓷的耐酸耐腐蝕性和耐老化性，延長其使用壽命，擴大其使用場合。本發明所述的高溫耐火陶瓷具有孔徑細小、分布均勻的特點，在相同密度下，該材料具有更好的隔熱性、更高的強度、良好的抗侵蝕性以及，收縮率低，市場前景廣闊。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。
實施例1
本實施例涉及一種高溫耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石15份、方鎂石20份、二氧化硅8份、瓷化粉4份、膨潤土5份、高嶺土7份、改性凹凸棒石粘土14份、碎玻璃3份、珍珠巖6份、石棉粉4份、納米氧化鋁3份、氧化鋯2份、骨料4份、聚酯纖維2份、聚甲基丙烯酸羥乙酯2份、固化劑10份。
其中，所述固化劑為硅酸鋁。
其中，所述骨料選自碳化硅。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：將凹凸棒石粘土粉碎至顆粒大小至粒徑≤1mm，然后浸沒到清水中，用電動攪拌機攪拌8min，轉速設定為350r/min，然后過濾將溶質浸沒到無機稀酸溶液中水浴熱處理100分鐘，溫度設定在75℃之間，再向酸化后的懸浮液中加入分散劑焦磷酸鈉充分攪拌，協同超聲水熱法處理2小時后，最后對其進行離心處理，離心之后，取上層懸浮液經過過濾、干燥后輸送到回轉式烘干爐內焙燒1小時即可，焙燒溫度為300℃。
一種制備所述高溫耐火陶瓷的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取白云石、方鎂石、二氧化硅、瓷化粉、膨潤土、高嶺土、改性凹凸棒石粘土、碎玻璃、珍珠巖、石棉粉、納米氧化鋁、氧化鋯、骨料、聚酯纖維、聚甲基丙烯酸羥乙酯、固化劑，備用；
（2）將白云石、方鎂石、二氧化硅、碎玻璃及骨料混合均勻，粉碎，濕法球磨4小時，烘干后進行熔煉，待其完全熔化后，攪拌3分鐘后進行快速水淬，得到破碎的顆粒，濕法球磨5小時，烘干，過100～200目篩，備用；
（3）將瓷化粉、膨潤土、高嶺土、改性凹凸棒石粘土及珍珠巖混合均勻，粉碎，濕法球磨3小時，過100～200目篩，靜置5小時，噴霧干燥成含水量為4%的顆粒，備用；
（4）將步驟（2）制得的產物與步驟（3）所得的產物混合均勻，再加入剩余原料混合5分鐘，得混合母料；
（5）將步驟（4）制得的混合母料置于成型機中壓制成型，然后進行干燥，得干坯；
（6）將干坯以8℃/min的速率升溫至800℃，保溫2小時，再以3℃/min的速率升溫至1100℃，保溫1小時，然后以10℃/min的速率降溫至750℃，保溫40分鐘，冷卻至常溫，磨邊，即得所述高溫耐火陶瓷。
其中，所述步驟（5）中壓制成型的壓力為50mpa。
實施例2
本實施例涉及一種高溫耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石25份、方鎂石40份、二氧化硅17份、瓷化粉9份、膨潤土10份、高嶺土12份、改性凹凸棒石粘土25份、碎玻璃12份、珍珠巖13份、石棉粉9份、納米氧化鋁9份、氧化鋯8份、骨料10份、聚酯纖維4份、聚甲基丙烯酸羥乙酯5份、固化劑20份。
其中，所述固化劑為硫酸鋁。
其中，所述骨料選自氮化硅。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：將凹凸棒石粘土粉碎至顆粒大小至粒徑≤1mm，然后浸沒到清水中，用電動攪拌機攪拌17min，轉速設定為450r/min，然后過濾將溶質浸沒到無機稀酸溶液中水浴熱處理150分鐘，溫度設定在95℃之間，再向酸化后的懸浮液中加入分散劑焦磷酸鈉充分攪拌，協同超聲水熱法處理3小時后，最后對其進行離心處理，離心之后，取上層懸浮液經過過濾、干燥后輸送到回轉式烘干爐內焙燒2小時即可，焙燒溫度為400℃。
一種制備所述高溫耐火陶瓷的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取白云石、方鎂石、二氧化硅、瓷化粉、膨潤土、高嶺土、改性凹凸棒石粘土、碎玻璃、珍珠巖、石棉粉、納米氧化鋁、氧化鋯、骨料、聚酯纖維、聚甲基丙烯酸羥乙酯、固化劑，備用；
（2）將白云石、方鎂石、二氧化硅、碎玻璃及骨料混合均勻，粉碎，濕法球磨8小時，烘干后進行熔煉，待其完全熔化后，攪拌7分鐘后進行快速水淬，得到破碎的顆粒，濕法球磨10小時，烘干，過100～200目篩，備用；
（3）將瓷化粉、膨潤土、高嶺土、改性凹凸棒石粘土及珍珠巖混合均勻，粉碎，濕法球磨6小時，過100～200目篩，靜置8小時，噴霧干燥成含水量為8%的顆粒，備用；
（4）將步驟（2）制得的產物與步驟（3）所得的產物混合均勻，再加入剩余原料混合10分鐘，得混合母料；
（5）將步驟（4）制得的混合母料置于成型機中壓制成型，然后進行干燥，得干坯；
（6）將干坯以13℃/min的速率升溫至900℃，保溫3小時，再以6℃/min的速率升溫至1200℃，保溫2小時，然后以20℃/min的速率降溫至800℃，保溫80分鐘，冷卻至常溫，磨邊，即得所述高溫耐火陶瓷。
其中，所述步驟（5）中壓制成型的壓力為70mpa。
實施例3
本實施例涉及一種高溫耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石18份、方鎂石25份、二氧化硅10份、瓷化粉5份、膨潤土7份、高嶺土8份、改性凹凸棒石粘土18份、碎玻璃6份、珍珠巖9份、石棉粉5份、納米氧化鋁5份、氧化鋯4份、骨料6份、聚酯纖維2.5份、聚甲基丙烯酸羥乙酯3份、固化劑13份。
其中，所述固化劑為硅酸鋁和硫酸鋁的混合物。
其中，所述骨料選自碳氧化硅。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：將凹凸棒石粘土粉碎至顆粒大小至粒徑≤1mm，然后浸沒到清水中，用電動攪拌機攪拌10min，轉速設定為380r/min，然后過濾將溶質浸沒到無機稀酸溶液中水浴熱處理110分鐘，溫度設定在77℃之間，再向酸化后的懸浮液中加入分散劑焦磷酸鈉充分攪拌，協同超聲水熱法處理2.3小時后，最后對其進行離心處理，離心之后，取上層懸浮液經過過濾、干燥后輸送到回轉式烘干爐內焙燒1.2小時即可，焙燒溫度為330℃。
一種制備所述高溫耐火陶瓷的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取白云石、方鎂石、二氧化硅、瓷化粉、膨潤土、高嶺土、改性凹凸棒石粘土、碎玻璃、珍珠巖、石棉粉、納米氧化鋁、氧化鋯、骨料、聚酯纖維、聚甲基丙烯酸羥乙酯、固化劑，備用；
（2）將白云石、方鎂石、二氧化硅、碎玻璃及骨料混合均勻，粉碎，濕法球磨5小時，烘干后進行熔煉，待其完全熔化后，攪拌4分鐘后進行快速水淬，得到破碎的顆粒，濕法球磨6小時，烘干，過100～200目篩，備用；
（3）將瓷化粉、膨潤土、高嶺土、改性凹凸棒石粘土及珍珠巖混合均勻，粉碎，濕法球磨3.5小時，過100～200目篩，靜置5～8小時，噴霧干燥成含水量為5%的顆粒，備用；
（4）將步驟（2）制得的產物與步驟（3）所得的產物混合均勻，再加入剩余原料混合6分鐘，得混合母料；
（5）將步驟（4）制得的混合母料置于成型機中壓制成型，然后進行干燥，得干坯；
（6）將干坯以9℃/min的速率升溫至820℃，保溫2.2小時，再以4℃/min的速率升溫至1110℃，保溫1.3小時，然后以11℃/min的速率降溫至760℃，保溫45分鐘，冷卻至常溫，磨邊，即得所述高溫耐火陶瓷。
其中，所述步驟（5）中壓制成型的壓力為55mpa。
實施例4
本實施例涉及一種高溫耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石22份、方鎂石35份、二氧化硅15份、瓷化粉8份、膨潤土9份、高嶺土11份、改性凹凸棒石粘土22份、碎玻璃10份、珍珠巖12份、石棉粉8份、納米氧化鋁7份、氧化鋯7份、骨料9份、聚酯纖維3.4份、聚甲基丙烯酸羥乙酯4份、固化劑18份。
其中，所述固化劑為硅酸鋁、硫酸鋁的混合物。
其中，所述骨料選自碳氮氧化硅。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：將凹凸棒石粘土粉碎至顆粒大小至粒徑≤1mm，然后浸沒到清水中，用電動攪拌機攪拌12min，轉速設定為400r/min，然后過濾將溶質浸沒到無機稀酸溶液中水浴熱處理125分鐘，溫度設定在85℃之間，再向酸化后的懸浮液中加入分散劑焦磷酸鈉充分攪拌，協同超聲水熱法處理2.5小時后，最后對其進行離心處理，離心之后，取上層懸浮液經過過濾、干燥后輸送到回轉式烘干爐內焙燒1.5小時即可，焙燒溫度為350℃。
一種制備所述高溫耐火陶瓷的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取白云石、方鎂石、二氧化硅、瓷化粉、膨潤土、高嶺土、改性凹凸棒石粘土、碎玻璃、珍珠巖、石棉粉、納米氧化鋁、氧化鋯、骨料、聚酯纖維、聚甲基丙烯酸羥乙酯、固化劑，備用；
（2）將白云石、方鎂石、二氧化硅、碎玻璃及骨料混合均勻，粉碎，濕法球磨6小時，烘干后進行熔煉，待其完全熔化后，攪拌5分鐘后進行快速水淬，得到破碎的顆粒，濕法球磨8小時，烘干，過100～200目篩，備用；
（3）將瓷化粉、膨潤土、高嶺土、改性凹凸棒石粘土及珍珠巖混合均勻，粉碎，濕法球磨5小時，過100～200目篩，靜置6小時，噴霧干燥成含水量為6%的顆粒，備用；
（4）將步驟（2）制得的產物與步驟（3）所得的產物混合均勻，再加入剩余原料混合7分鐘，得混合母料；
（5）將步驟（4）制得的混合母料置于成型機中壓制成型，然后進行干燥，得干坯；
（6）將干坯以11℃/min的速率升溫至850℃，保溫2.5小時，再以5℃/min的速率升溫至1150℃，保溫1.5小時，然后以15℃/min的速率降溫至780℃，保溫60分鐘，冷卻至常溫，磨邊，即得所述高溫耐火陶瓷。
其中，所述步驟（5）中壓制成型的壓力為62mpa。
實施例5
本實施例涉及一種高溫耐火陶瓷，包括如下重量份的原料：白云石20份、方鎂石30份、二氧化硅13份、瓷化粉7份、膨潤土8份、高嶺土10份、改性凹凸棒石粘土21份、碎玻璃7份、珍珠巖10份、石棉粉7份、納米氧化鋁6份、氧化鋯5份、骨料8份、聚酯纖維3.3份、聚甲基丙烯酸羥乙酯3.6份、固化劑14份。
其中，所述固化劑為硅酸鋁、硫酸鋁的混合物。
其中，所述骨料選自碳氧化硅。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：將凹凸棒石粘土粉碎至顆粒大小至粒徑≤1mm，然后浸沒到清水中，用電動攪拌機攪拌14min，轉速設定為420r/min，然后過濾將溶質浸沒到無機稀酸溶液中水浴熱處理140分鐘，溫度設定在90℃之間，再向酸化后的懸浮液中加入分散劑焦磷酸鈉充分攪拌，協同超聲水熱法處理2.7小時后，最后對其進行離心處理，離心之后，取上層懸浮液經過過濾、干燥后輸送到回轉式烘干爐內焙燒1.8小時即可，焙燒溫度為370℃。
一種制備所述高溫耐火陶瓷的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取白云石、方鎂石、二氧化硅、瓷化粉、膨潤土、高嶺土、改性凹凸棒石粘土、碎玻璃、珍珠巖、石棉粉、納米氧化鋁、氧化鋯、骨料、聚酯纖維、聚甲基丙烯酸羥乙酯、固化劑，備用；
（2）將白云石、方鎂石、二氧化硅、碎玻璃及骨料混合均勻，粉碎，濕法球磨7小時，烘干后進行熔煉，待其完全熔化后，攪拌6分鐘后進行快速水淬，得到破碎的顆粒，濕法球磨8小時，烘干，過100～200目篩，備用；
（3）將瓷化粉、膨潤土、高嶺土、改性凹凸棒石粘土及珍珠巖混合均勻，粉碎，濕法球磨5小時，過100～200目篩，靜置7小時，噴霧干燥成含水量為7%的顆粒，備用；
（4）將步驟（2）制得的產物與步驟（3）所得的產物混合均勻，再加入剩余原料混合9分鐘，得混合母料；
（5）將步驟（4）制得的混合母料置于成型機中壓制成型，然后進行干燥，得干坯；
（6）將干坯以12℃/min的速率升溫至890℃，保溫2.8小時，再以5℃/min的速率升溫至1180℃，保溫1.8小時，然后以19℃/min的速率降溫至790℃，保溫70分鐘，冷卻至常溫，磨邊，即得所述高溫耐火陶瓷。
其中，所述步驟（5）中壓制成型的壓力為65mpa。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。