申请日2017.06.28
公开(公告)日2017.11.03
IPC分类号C04B41/86; C04B41/85; C03C8/14; C03C10/08
摘要
本发明公开了一种多孔石英陶瓷的防水处理方法，属于防水防潮技术领域。本发明取松节油与松油醇混合均匀得复合溶剂，再取碳酸钙、氧化铝、堇青石、钾长石、锂辉石，球磨过筛得复合粉料;与复合溶剂混合，再加入磷酸二氢铝搅拌得涂层釉浆，将多孔石英陶瓷干燥浸泡在涂层釉浆中，取出多孔石英陶瓷并干燥处理，得涂覆处理多孔石英陶瓷，再经烧结、冷却即可。本发明的有益效果是：本发明多孔石英陶瓷的防水处理方法处理后的多孔石英陶瓷表面气孔率降低，不易吸潮、吸潮率低，同时具有较好的力学性能，值得推广与使用。
权利要求书
1.一种多孔石英陶瓷的防水处理方法，其特征在于，具体操作步骤为：
(1)按体积比1:4，取松节油与松油醇混合均匀，得复合溶剂;
(2)取碳酸钙、氧化铝、堇青石、钾长石、锂辉石，球磨过筛得复合粉料;
(3)将复合粉料与复合溶剂按质量比1:2混合，再加入复合粉料质量12～20%的磷酸二氢铝，搅拌均匀后得涂层釉浆;
(4)将多孔石英陶瓷在60～80℃下干燥30～60min后浸泡在涂层釉浆中1～2h，取出多孔石英陶瓷，并转入真空干燥箱中干燥处理，得涂覆处理多孔石英陶瓷;
(5)将涂覆处理多孔石英陶瓷置于马弗炉中，在氮气氛围下烧结，冷却后即可。
2.如权利要求1所述的一种多孔石英陶瓷的防水处理方法，其特征在于，步骤(2)所述碳酸钙、氧化铝、堇青石、钾长石、锂辉石的重量份为20～25份碳酸钙，30～35份氧化铝，40～45份堇青石，4～5份钾长石，8～10份锂辉石。
3.如权利要求1所述的一种多孔石英陶瓷的防水处理方法，其特征在于，步骤(2)所述球磨过筛过程为以180～240r/min球磨1～2h，过200目筛。
4.如权利要求1所述的一种多孔石英陶瓷的防水处理方法，其特征在于，步骤(4)所述干燥处理过程为置于真空干燥箱中，在10～20kPa下，升温至50～60℃，保温3～4h，再抽真空至1～5kPa，继续升温至80～100℃，保温2～3h。
5.如权利要求1所述的一种多孔石英陶瓷的防水处理方法，其特征在于，步骤(5)所述烧结过程为置于马弗炉中，以5℃/min速率程序升温至500～600℃，保温处理2～3h，再升温至1050～1150℃，保温处理2～3h。
说明书
一种多孔石英陶瓷的防水处理方法
技术领域
本发明涉及一种多孔石英陶瓷的防水处理方法，属于防水防潮技术领域。
背景技术
石英陶瓷有两种，一种是用晶态石英(石英砂或水晶)1600度生产的，另一种是用石英玻璃粉碎后1200度生产的石英玻璃陶瓷。
石英陶瓷的制备一般是将石英玻璃管破碎至一定尺寸，放入氧化铝的球磨罐中，采用氧化铝球球磨，得到石英陶瓷料浆，再将酚醛粉末与石英粉末进行造粒，得到一定尺寸的造粒粉末，将造粒粉末加入到料浆中，球磨混合，并抽真空陈化混合，将混合料浆浇注到石膏模中，并加压成型、脱模干燥、烧结制得。但存在气孔分布不均匀，气孔率低的问题。
复合石英陶瓷是由石英纤维编织体作增强体，硅溶胶经凝胶转化的颗粒作为基体的复合体系。石英纤维经仿形编织成预制件，处理后与硅溶胶进行浸渍复合，经干燥，硅溶胶凝胶化，转化为二氧化硅颗粒，产生结合力，形成复合陶瓷材料的多孔毛坯，又经多轮浸渍、干燥、热处理，材质致密化。在后期浸渍过程中，材料表面形成致密层，导致浸渍困难，所以需对表面进行打磨或加工处理，除去表面致密层。但因为该材料气孔率为20%，孔表面具有亲水性能，易吸潮，从而影响材料介电性能，并使材料力学性能变差。所以，开发一种不易吸潮，力学性能好的石英陶瓷，对相关领域具有必要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对传统石英陶瓷易吸潮，力学性能较差的弊端，提供了一种多孔石英陶瓷的防水处理方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
(1)按体积比1:4，取松节油与松油醇混合均匀，得复合溶剂;
(2)取碳酸钙、氧化铝、堇青石、钾长石、锂辉石，球磨过筛得复合粉料;
(3)将复合粉料与复合溶剂按质量比1:2混合，再加入复合粉料质量12～20%的磷酸二氢铝，搅拌均匀后得涂层釉浆;
(4)将多孔石英陶瓷在60～80℃下干燥30～60min后浸泡在涂层釉浆中1～2h，取出多孔石英陶瓷，并转入真空干燥箱中干燥处理，得涂覆处理多孔石英陶瓷;
(5)将涂覆处理多孔石英陶瓷置于马弗炉中，在氮气氛围下烧结，冷却后即可。
步骤(2)所述碳酸钙、氧化铝、堇青石、钾长石、锂辉石的重量份为20～25份碳酸钙，30～35份氧化铝，40～45份堇青石，4～5份钾长石，8～10份锂辉石。
步骤(2)所述球磨过筛过程为以180～240r/min球磨1～2h，过200目筛。
步骤(4)所述干燥处理过程为置于真空干燥箱中，在10～20kPa下，升温至50～60℃，保温3～4h，再抽真空至1～5kPa，继续升温至80～100℃，保温2～3h。
步骤(5)所述烧结过程为置于马弗炉中，以5℃/min速率程序升温至500～600℃，保温处理2～3h，再升温至1050～1150℃，保温处理2～3h。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
(1)本发明通过在石英陶瓷表面涂覆一层微晶玻璃涂层，封闭石英陶瓷表面气孔，使陶瓷表面致密无气孔，涂层内部有孤立的闭气孔，达到防水防潮的目的;
(2)本发明通过松节油与松油醇使复合粉料附着于基体表面，同时使涂层釉浆紧密粘结，避免空气进入，烧结后形成气孔，加强涂层釉浆与基体的结合力，同时涂层釉浆进入基体的表面孔隙中，在烧结过程中进一步与基体紧密结合，形成牢固的复合体，不易产生裂纹，有效改善石英陶瓷的力学性能。
具体实施方式
首先取100～120mL松节油，400～480mL松油醇装入烧杯中，以300～400r/min搅拌20～30min，得复合溶剂;再称取20～25g碳酸钙，30～35g氧化铝，40～45g堇青石，4～5g钾长石，8～10g锂辉石，装入球磨机中，以180～240r/min球磨1～2h，过200目筛，得复合粉料;然后取80～100g复合粉料与160～200g复合溶剂混合，以300～400r/min搅拌1～2h，再加入12～15g磷酸二氢铝，继续搅拌1～2h，得涂层釉浆;将多孔石英陶瓷装入干燥箱中，在60～80℃下干燥30～60min，得预处理多孔石英陶瓷;再将预处理多孔石英陶瓷浸泡在涂层釉浆中1～2h，取出多孔石英陶瓷，并转入真空干燥箱中，在10～20kPa下，升温至50～60℃，保温3～4h，再抽真空至1～5kPa，继续升温至80～100℃，保温2～3h，得涂覆处理多孔石英陶瓷;最后将涂覆处理多孔石英陶瓷置于马弗炉中，以5℃/min速率程序升温至500～600℃，保温处理2～3h，再升温至1050～1150℃，保温处理2～3h，冷却至室温后即可。
实例1
首先取100mL松节油，400mL松油醇装入烧杯中，以300r/min搅拌20min，得复合溶剂;再称取20g碳酸钙，30g氧化铝，40g堇青石，4g钾长石，8g锂辉石，装入球磨机中，以180r/min球磨1h，过200目筛，得复合粉料;然后取100g复合粉料与160g复合溶剂混合，以300r/min搅拌1h，再加入12g磷酸二氢铝，继续搅拌1h，得涂层釉浆;将多孔石英陶瓷装入干燥箱中，在60℃下干燥30min，得预处理多孔石英陶瓷;再将预处理多孔石英陶瓷浸泡在涂层釉浆中1h，取出多孔石英陶瓷，并转入真空干燥箱中，在10kPa下，升温至50℃，保温3h，再抽真空至1kPa，继续升温至80℃，保温2h，得涂覆处理多孔石英陶瓷;最后将涂覆处理多孔石英陶瓷置于马弗炉中，以5℃/min速率程序升温至500℃，保温处理2h，再升温至1050℃，保温处理2h，冷却至室温后即可。
实例2
首先取110mL松节油，440mL松油醇装入烧杯中，以350r/min搅拌25min，得复合溶剂;再称取23g碳酸钙，33g氧化铝，43g堇青石，5g钾长石，9g锂辉石，装入球磨机中，以210r/min球磨2h，过200目筛，得复合粉料;然后取90g复合粉料与180g复合溶剂混合，以350r/min搅拌2h，再加入13.5g磷酸二氢铝，继续搅拌2h，得涂层釉浆;将多孔石英陶瓷装入干燥箱中，在70℃下干燥45min，得预处理多孔石英陶瓷;再将预处理多孔石英陶瓷浸泡在涂层釉浆中2h，取出多孔石英陶瓷，并转入真空干燥箱中，在15kPa下，升温至55℃，保温4h，再抽真空至3kPa，继续升温至90℃，保温3h，得涂覆处理多孔石英陶瓷;最后将涂覆处理多孔石英陶瓷置于马弗炉中，以5℃/min速率程序升温至550℃，保温处理3h，再升温至1100℃，保温处理2h，冷却至室温后即可。
实例3
首先取120mL松节油，480mL松油醇装入烧杯中，以400r/min搅拌30min，得复合溶剂;再称取25g碳酸钙，35g氧化铝，45g堇青石，5g钾长石，10g锂辉石，装入球磨机中，以240r/min球磨2h，过200目筛，得复合粉料;然后取80g复合粉料与200g复合溶剂混合，以400r/min搅拌2h，再加入14.4g磷酸二氢铝，继续搅拌2h，得涂层釉浆;将多孔石英陶瓷装入干燥箱中，在80℃下干燥45min，得预处理多孔石英陶瓷;再将预处理多孔石英陶瓷浸泡在涂层釉浆中2h，取出多孔石英陶瓷，并转入真空干燥箱中，在15kPa下，升温至55℃，保温4h，再抽真空至3kPa，继续升温至90℃，保温3h，得涂覆处理多孔石英陶瓷;最后将涂覆处理多孔石英陶瓷置于马弗炉中，以5℃/min速率程序升温至550℃，保温处理3h，再升温至1150℃，保温处理3h，冷却至室温后即可。
对照例：中国专利申请号CN201410522850.8公开的多孔复合石英陶瓷材料的防潮方法。
将上述实施例处理后的多孔石英陶瓷与对照例处理后的多孔石英陶瓷进行检测，具体检测如下：
1、表面气孔率：采用煮沸法测定;
2、常温抗弯强度：按照GB/T4741-1999进行测定;
3、常温耐压强度：按照GB/T5072-2008进行测定。
由可知，本发明多孔石英陶瓷的防水处理方法处理后的多孔石英陶瓷表面气孔率降低，不易吸潮、吸潮率低，同时具有较好的力学性能，对相关领域具有积极的意义。
