一种高质密性镁质复合材料及制作方法
阅读说明：本技术 一种高质密性镁质复合材料及制作方法 (High-tightness magnesium composite material and manufacturing method thereof ) 是由 王宅文 刘小龙 于 2020-05-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高质密性镁质复合材料及制作方法,涉及镁质复合材料技术领域；为了解决密度大,易变形问题；一种高质密性镁质复合材料,包括以下原料按重量份配比组成：镁砂石55份、石英粉10份、滑石15份、蛇纹石15份和高岭土5份；一种高质密性镁质复合材料的制作方法,包括如下步骤：按重量比例分别取镁砂石、滑石、蛇纹石和高岭土材料。本发明通过混合、压制、干燥、烧成等步骤,最终得到纳米级产品,生产工艺简单,无须特殊设备,可生产出即具有足够的强度和高密度的材料,白度90以上,热导率≥30W/m·k,氧化铝ΑL<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>热导率27w/m·k,相比氧化铝ΑL<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>热导率较高,耐碱性＞93,使用时间长。(The invention discloses a high-quality magnesium composite material and a manufacturing method thereof, relating to the technical field of magnesium composite materials; the problem of high density and easy deformation is solved; a high-density magnesium composite material comprises the following raw materials in parts by weight: 55 parts of magnesia, 10 parts of quartz powder, 15 parts of talc, 15 parts of serpentine and 5 parts of kaolin; a method for manufacturing a high-density magnesium composite material comprises the following steps: respectively taking magnesite, talcum, serpentine and kaolin materials according to the weight proportion. The invention finally obtains the nano-grade product through the steps of mixing, pressing, drying, sintering and the like, has simple production process, does not need special equipment, can produce the material with enough strength and high density, has the whiteness of more than 90, the heat conductivity of more than or equal to 30W/m.k, and the alumina alpha L 2 O 3 Thermal conductivity 27 w/m.k, comparative alumina ALPHA L 2 O 3 High thermal conductivity, alkali resistance greater than 93, and long service life.)
技术领域
本发明涉及镁质复合材料技术领域，尤其涉及一种高质密性镁质复合材料及制作方法。
背景技术
目前，可用于建筑、交通、土工、市政、农业、水利等工程领域的无机化学建筑材料，不外乎下列几种，即钢筋混凝土、石材、木料、钢材、铝合金及塑料，这些材料都有各自不同的缺点，例如：钢筋混凝土和石材比较笨重，同时无法进行锯、刨、钉、拧螺丝等；木材价较高，另外还怕火、怕湿、怕虫、防盗性能差；铝合金价格太贵，铝和钢易导热，保温隔热性能差；塑料易老化，使用寿命短，同时防火性能差，为了克服上述材料的缺点，节约资源，保护生态平衡，优化自然环境，提高建筑物使用功能，近年来各种镁质复合材料层出不穷，但这些复合材料又难以解决耐水性差、易变形、易返卤、易老化的技术问题。
经检索，中国专利申请号为CN94226590.4的专利，公开了一种镁质复合材料板材，包括氢氧化铝与硅酸铝构成的铝表面结构层与网格织物层、网格织物层之间及网格织物层与氢氧化铝与硅酸铝构成的底渗夹有发泡物、木屑、短丝纤维、镁质复合材料。上述专利中的镁质复合材料板材存在以下不足：如在石油焦燃料中硫、钒含量的急剧增加的特殊环境中，存在密度大、易膨胀变形的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高质密性镁质复合材料及制作方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高质密性镁质复合材料，包括以下原料按重量份配比组成：镁砂石55份、石英粉10份、滑石15份、蛇纹石15份和高岭土5份，所述镁砂石要求含镁量在80％以上；所述蛇纹石原料为蛇纹岩、蛇纹石尾矿或温石棉尾矿。
一种高质密性镁质复合材料的制作方法，包括如下步骤：
S1：按重量比例分别取镁砂石、滑石、蛇纹石和高岭土材料，依次制成镁砂石剂粉、滑石剂粉、蛇纹石剂粉和高岭土剂粉；
S2：混练，在搅拌机中加入镁砂石剂粉干混4min，然后加入高岭土剂粉，混合4min，最后加入石英粉、滑石剂粉、蛇纹石剂粉，混合均匀，混合时间12min，出料；
S3：压制成型，利用630t压砖机成型，布料均匀，成型压力不低于150MPa/cm2，制得板坯；
S4：检查合格的板坯进行干燥；
S5：干燥窑干燥10h，入口温度110℃；
S6：烧成，控制烧成温度1380℃，保温时间不低于4h；
S7：出窑后，对产品进行拣选；
S8：验收及包装按国家标准执行。
优选地：所述镁砂石制成剂粉的方法，包括如下步骤：
S21：细磨；以重量份计，将97份轻烧氧化镁粉细磨至200目以上；
S22：混合；将细磨后的轻烧氧化镁粉置入搅拌机中，再将5份浓度为0.35～1mol/L的Mg(OH)2溶胶分5次加入到搅拌机中，混合20min；
S23：压球；将混合后的物料，放入压球机中压球，压球压力为6Mpa，所得镁砂球直径为50mm；
S24：一次煅烧；将镁砂球于1250℃的竖窑中煅烧1.5h；
S25：溶胶浸渍；将煅烧后的镁砂球，先于Mg(OH)2溶胶中真空浸渍45分钟，真空度为0.6Mpa，再置于干燥箱中110℃干燥12小时，并重复8次；
S26：干燥；将溶胶浸渍后的镁砂球于110℃干燥15小时，至镁砂球水分含量小于1％；
S27：二次煅烧；将干燥后的镁砂球，置于1600℃环境中煅烧3.5h，即得到颗粒状60nm的高致密中档烧结镁砂。
优选地：所述S21中轻烧氧化镁粉为采用多层炉、悬浮窑、反射窑、回转窑或闪速窑其中一种窑炉类型所生产的轻烧氧化镁，轻烧氧化镁中MgO含量95％。
优选地：所述S25中Mg(OH)2溶胶浓度与S22中Mg(OH)2溶胶浓度相同，以氯化镁和工业氨水为原料制备，氯化镁纯度≥99％。
优选地：所述滑石制成剂粉的方法，包括如下步骤：
S31：将天然滑石原料经初破碎至直径≤6mm粒状；
S32：通过辊压式或冲击式或球磨研磨机，干法研磨至400目细粉；
S33：再经过配置有分级机的气流磨进行超细粉碎，分级出最大粒径≤10.0微米，2微米细度≥50％的超细粉体。
优选地：所述蛇纹石制成剂粉的方法，包括如下步骤：
S41：将蛇纹石置于球磨机中进行充分球磨得到蛇纹石矿粉，蛇纹石矿粉粒度为325目；
S42：控制球料比为40，球磨速率为400rpm，球磨时间为180min。
优选地：所述高岭土的制备方法，包括如下步骤：
S51：制浆分散：将高岭土在水中溶解分散，制得基料；
S52：除砂去杂：将基料进行除砂去除粗粒杂质，制得矿浆初料；
S53：漂白处理：将矿浆初料进行漂白处理，制得矿浆精料；
S54：氨水改性：在矿浆精料中加入质量百分浓度为19％的氨水，再充分搅拌20min，氨水添加量为每吨矿浆精料加入0.22kg氨水；
S55：洗涤干燥：将经S4中氨水改性的矿浆精料进行循环洗涤脱水，并将洗涤脱水后的矿浆精料进行干燥，制得高胶质价高岭土。
本发明的有益效果为：Mg(OH)2溶胶填充在中档镁砂的气孔中，提高了中档镁砂的体积密度，使中档镁砂的体积密度达到3.42g/cm3，气孔率达到5.2％，对蛇纹石进行球磨处理，把蛇纹石由层状结晶状态转变成非晶态形态，球磨过程不仅减小了蛇纹石粒度，增大颗粒的比表面积，提供更多的吸附位点，而且出现更多的断裂面，增加更多活性基团的数量，提高蛇纹石的化学活性，通过混合、压制、干燥、烧成等步骤，最终得到纳米级产品，生产工艺简单，无须特殊设备，可生产出即具有足够的强度和高密度的材料，白度90以上，热导率≥30W/m·k，氧化铝ΑL2O3热导率27w/m·k，相比氧化铝ΑL2O3热导率较高，耐碱性＞93，使用时间长。
附图说明
图1为本发明提出的一种高质密性镁质复合材料的制作方法的流程结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
实施例1：
一种高质密性镁质复合材料，如图1所示，包括以下原料按重量份配比组成：镁砂石55份、石英粉10份、滑石15份、蛇纹石15份和高岭土5份；所述镁砂石要求含镁量在80％以上；所述蛇纹石原料为蛇纹岩、蛇纹石尾矿或温石棉尾矿中至少一种。
一种高质密性镁质复合材料的制作方法，包括如下步骤：
S1：按重量比例分别取镁砂石、滑石、蛇纹石和高岭土材料，依次制成镁砂石剂粉、滑石剂粉、蛇纹石剂粉和高岭土剂粉；
S2：混练，在搅拌机中加入镁砂石剂粉干混4min，然后加入高岭土剂粉，混合4min，最后加入石英粉、滑石剂粉、蛇纹石剂粉，混合均匀，混合时间12min，出料；
S3：压制成型，利用630t压砖机成型，布料均匀，成型压力不低于150MPa/cm2，制得板坯；
S4：检查合格的板坯进行干燥；
S5：干燥窑干燥10h，入口温度110℃；
S6：烧成，控制烧成温度1380℃，保温时间不低于4h；
S7：出窑后，对产品进行拣选；
S8：验收及包装按国家标准执行。
所述镁砂石制成剂粉的方法，包括如下步骤：
S21：细磨；以重量份计，将97份轻烧氧化镁粉细磨至200目以上；
S22：混合；将细磨后的轻烧氧化镁粉置入搅拌机中，再将5份浓度为0.35～1mol/L的Mg(OH)2溶胶分5次加入到搅拌机中，混合20min；
S23：压球；将混合后的物料，放入压球机中压球，压球压力为6Mpa，所得镁砂球直径为50mm；
S24：一次煅烧；将镁砂球于1250℃的竖窑中煅烧1.5h；
S25：溶胶浸渍；将煅烧后的镁砂球，先于Mg(OH)2溶胶中真空浸渍45分钟，真空度为0.6Mpa，再置于干燥箱中110℃干燥12小时，并重复8次；
S26：干燥；将溶胶浸渍后的镁砂球于110℃干燥15小时，至镁砂球水分含量小于1％；
S27：二次煅烧；将干燥后的镁砂球，置于1600℃环境中煅烧3.5h，即得到颗粒状60nm的高致密中档烧结镁砂。
所述S21中轻烧氧化镁粉为采用多层炉、悬浮窑、反射窑、回转窑或闪速窑其中一种或多种窑炉类型所生产的轻烧氧化镁，轻烧氧化镁中MgO含量95％。
所述S25中Mg(OH)2溶胶浓度与S22中Mg(OH)2溶胶浓度相同，以氯化镁和工业氨水为原料制备，氯化镁纯度≥99％。
所述滑石制成剂粉的方法，包括如下步骤：
S31：将天然滑石原料经初破碎至直径≤6mm粒状；
S32：通过辊压式或冲击式或球磨研磨机，干法研磨至400目细粉；
S33：再经过配置有分级机的气流磨进行超细粉碎，分级出最大粒径≤10.0微米，2微米细度≥50％的超细粉体。
所述蛇纹石制成剂粉的方法，包括如下步骤：
S41：将蛇纹石置于球磨机中进行充分球磨得到蛇纹石矿粉，蛇纹石矿粉粒度为325目；
S42：控制球料比为40，球磨速率为400rpm，球磨时间为180min。
所述高岭土的制备方法，包括如下步骤：
S51：制浆分散：将高岭土在水中溶解分散，制得基料；
S52：除砂去杂：将基料进行除砂去除粗粒杂质，制得矿浆初料；
S53：漂白处理：将矿浆初料进行漂白处理，制得矿浆精料；
S54：氨水改性：在矿浆精料中加入质量百分浓度为19％的氨水，再充分搅拌20min，氨水添加量为每吨矿浆精料加入0.22kg氨水；
S55：洗涤干燥：将经S4中氨水改性的矿浆精料进行循环洗涤脱水，并将洗涤脱水后的矿浆精料进行干燥，制得高胶质价高岭土。
本实施例在使用时，通过细磨、混合、压球、一次煅烧、溶胶浸渍、干燥、二次煅烧后制得高致密度的镁砂，Mg(OH)2溶胶填充在中档镁砂的气孔中，提高了中档镁砂的体积密度，使中档镁砂的体积密度达到3.42g/cm3，气孔率达到5.2％，对蛇纹石进行球磨处理，把蛇纹石由层状结晶状态转变成非晶态形态，球磨过程不仅减小了蛇纹石粒度，增大颗粒的比表面积，提供更多的吸附位点，而且出现更多的断裂面，增加更多不饱和Si-O-Si键、O-Mg键、含镁键类、羟基、氢键等活性基团的数量，提高蛇纹石的化学活性，通过混合、压制、干燥、烧成等步骤，最终得到纳米级产品，白度90以上，热导率≥30W/m·k，氧化铝ΑL2O3热导率27w/m·k，相比氧化铝ΑL2O3热导率较高，耐碱性＞93。
实施例2：
一种高质密性镁质复合材料及制作方法，如图1所示，包括以下原料按重量份配比组成：镁砂石55份、石英粉10份、滑石15份、蛇纹石15份和高岭土5份；所述镁砂石要求含镁量在80％以上；所述蛇纹石原料为蛇纹岩、蛇纹石尾矿或温石棉尾矿中至少一种。
一种高质密性镁质复合材料的制作方法，包括如下步骤：
S1：按重量比例分别取镁砂石、滑石、蛇纹石和高岭土材料，依次制成镁砂石剂粉、滑石剂粉、蛇纹石剂粉和高岭土剂粉；
S2：混练，在搅拌机中加入镁砂石剂粉干混5min，然后加入高岭土剂粉，混合5min，最后加入石英粉、滑石剂粉、蛇纹石剂粉，混合均匀，混合时间12min，出料；
S3：压制成型，利用630t压砖机成型，布料均匀，成型压力不低于150MPa/cm2，制得板坯；
S4：检查合格的板坯进行干燥；
S5：干燥窑干燥9h，入口温度110℃；
S6：烧成，控制烧成温度1380℃，保温时间不低于4h；
S7：出窑后，对产品进行拣选；
S8：验收及包装按国家标准执行。
所述镁砂石制成剂粉的方法，包括如下步骤：
S21：细磨；以重量份计，将95份轻烧氧化镁粉细磨至200目以上；
S22：混合；将细磨后的轻烧氧化镁粉置入搅拌机中，再将5份浓度为0.35～1mol/L的Mg(OH)2溶胶分5次加入到搅拌机中，混合20min；
S23：压球；将混合后的物料，放入压球机中压球，压球压力为6Mpa，所得镁砂球直径为60mm；
S24：一次煅烧；将镁砂球于1300℃的竖窑中煅烧1.5h；
S25：溶胶浸渍；将煅烧后的镁砂球，先于Mg(OH)2溶胶中真空浸渍40分钟，真空度为0.6Mpa，再置于干燥箱中110℃干燥12小时，并重复8次；
S26：干燥；将溶胶浸渍后的镁砂球于110℃干燥14小时，至镁砂球水分含量小于1％；
S27：二次煅烧；将干燥后的镁砂球，置于1500℃环境中煅烧4h，即得到颗粒状60nm的高致密中档烧结镁砂。
所述S21中轻烧氧化镁粉为采用多层炉、悬浮窑、反射窑、回转窑或闪速窑其中一种或多种窑炉类型所生产的轻烧氧化镁，轻烧氧化镁中MgO含量95％。
所述S25中Mg(OH)2溶胶浓度与S22中Mg(OH)2溶胶浓度相同，以氯化镁和工业氨水为原料制备，氯化镁纯度≥99％。
所述滑石制成剂粉的方法，包括如下步骤：
S31：将天然滑石原料经初破碎至直径≤6mm粒状；
S32：通过辊压式或冲击式或球磨研磨机，干法研磨至400目细粉；
S33：再经过配置有分级机的气流磨进行超细粉碎，分级出最大粒径≤10.0微米，2微米细度≥50％的超细粉体。
所述蛇纹石制成剂粉的方法，包括如下步骤：
S41：将蛇纹石置于球磨机中进行充分球磨得到蛇纹石矿粉，蛇纹石矿粉粒度为400目；
S42：控制球料比为40，球磨速率为400rpm，球磨时间为200min。
所述高岭土的制备方法，包括如下步骤：
S51：制浆分散：将高岭土在水中溶解分散，制得基料；
S52：除砂去杂：将基料进行除砂去除粗粒杂质，制得矿浆初料；
S53：漂白处理：将矿浆初料进行漂白处理，制得矿浆精料；
S54：氨水改性：在矿浆精料中加入质量百分浓度为19％的氨水，再充分搅拌20min，氨水添加量为每吨矿浆精料加入0.22kg氨水；
S55：洗涤干燥：将经S4中氨水改性的矿浆精料进行循环洗涤脱水，并将洗涤脱水后的矿浆精料进行干燥，制得高胶质价高岭土。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。