[发明专利]蛋白石页岩复合材料制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机非金属材料、功能材料、新复合材料料、复合材料、家居装修等领域。

背景技术

蛋白石作为宝石，英文名为Opal，蛋白石是二氧化硅的水合物，成分为SiO₂·nH₂O，是非晶质结构，所以无一定的外形，断口为贝壳状，蛋白石页岩是由火山爆发形成的火山灰，主要化学成分是二氧化硅，经在空气中灼烧形成细小炽热体经落入湖底沉积而形成，如果沉淀在生物遗骸中，则形成“树化玉”；沉淀在海螺遗骸中，则形成"螺化玉"，螺化玉目前仅在海南少有发现，当地人称为螺化石或海玉，因数量稀少极为珍贵。

蛋白石页岩其矿物成分为非晶态蛋白石及微细方英石等，属于高硅非晶体结构，具有页状层理，粒度细小均匀，结构疏松多孔等特征。它的多孔结构较发育，吸附性强，是制备具有吸附、调湿性能材料的理想原料。天然产出的蛋白石页岩粉体也已经在工业水、饮用水处理，气体干燥，大气污染治理和填料等方面开展了相应的研究。但涉及制备具有一定强度、吸附性能好的复合材料还未见报道。

发明内容

蛋白石页岩复合材料制备方法，目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种蛋白石页岩复合材料；另一种目的是提供一种蛋白石页岩复合材料的制备方法。蛋白石页岩复合材料的组成按质量分数由下列原料组成：天然蛋白石页岩50-100wt%，高岭石或膨润土0-20wt%，沸石、长石或硅灰石0-15wt%，碳酸钠或玻璃粉0.1-5wt%，激发剂0.01-3.8wt%。

蛋白石页岩复合材料制备方法步骤如下：将80-86wt%天然蛋白石页岩块体经过破碎粉磨至小于120目，按质量分数加入8-12wt%高岭石或膨润土，2-6wt%沸石、长石或硅灰石，0.1-5wt%碳酸钠或玻璃粉，激发剂0.6-0.8wt%混合研磨均匀。将研磨均匀的粉体，在成型机上干压成型，制成坯体，或采用含水量为20-40wt%的泥料压制成型并干燥。将坯体或成型并干燥的坯料在空气气氛中阶梯式升温烧结，在300℃烧结保温0.5-1小时，升温至400-700℃保温1-2小时，继续升温至800-1000℃保温1-3小时，之后随炉冷却至常温，即为蛋白石页岩复合材料。蛋白石页岩复合材料制备方法，步骤中所述的干压成型压力为4MPa以上。

实施方式

实施例1：

取50克粉碎至小于120目的蛋白石页岩粉，加入0.25克碳酸钠，加入1克沸石粉，加入5克高岭石，激发剂0.3克，混合研磨均匀；将混合均匀的粉体按质量份数加入25wt%水，混合震动成型，在80℃条件下干燥2小时；将成型并干燥的坯体在空气氛围中烧结，先在300℃保温1小时，之后升温至550℃保温1小时，继续升温至850℃保温2小时，之后随炉冷却至常温，即为蛋白石页岩复合材料。测试该复合材料显气孔率50%，抗压强度13MPa。

实施例2：

取50克粉碎至小于120目的蛋白石页岩粉，加入0.1克碳酸钠，加入5克沸石粉，加入5克高岭石，激发剂0.1克，混合研磨均匀；将混合均匀的粉体按质量份数加入25wt%水，混合震动成型，在80℃条件下干燥2小时；将成型并干燥的坯体在空气氛围中烧结，先在300℃保温1小时，之后升温至700℃保温1小时，继续升温至900℃保温2小时，之后随炉冷却至常温，即为蛋白石页岩复合材料。测试该复合材料显气孔率46%，抗压强度18MPa。

实施例3：

取50克粉碎至小于120目的蛋白石页岩粉，加入0.5克碳酸钠，加入5克沸石粉，加入6克高岭石，激发剂0.3克，混合研磨均匀；将混合均匀的粉体按质量份数加入25wt%水，混合震动成型，在80℃条件下干燥2小时；将成型并干燥的坯体在空气氛围中烧结，先在300℃保温1小时，之后升温至600℃保温1小时，继续升温至850℃保温2小时，之后随炉冷却至常温，即为蛋白石页岩复合材料。测试该复合材料显气孔率48%，抗压强度20MPa。