[發明專利]一種低成本多孔莫來石保溫材料的制備方法

無效

• 申請號: 201310201069.6
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103253959A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 張瑞芳;王華;陸松;程旭東;楊暉;龔倫倫
• 申請（專利權）人: 合肥科斯孚安全科技有限公司
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02;C04B35/185;C04B35/622
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

?本發明屬于應用于土建工程的保溫材料技術領域，具體涉及一種莫來石保溫材料的制備。

背景技術

我國是能源相對缺乏的國家，隨著經濟建設的高速發展，能源短缺已經成為了制約國民經濟發展的重要因素。我國民生領域能源消耗巨大，其中建筑能耗在我國的總能耗中占有較大的比重，約為百分之三十左右。我國的保溫材料目前正處于發展時期，雖然取得了一些可喜的進步，但總體上技術水平落后，尤其保溫材料的研究開發方面，更是相對落后。目前我國大量應用在土建工程上的保溫材料仍然是以傳統膨脹珍珠巖保溫材料為主，其吸水率很大，抗裂性、耐侯性差，應用有很大局限性，施工時需多次成活，施工效率低下，保溫砂漿為現場配制，其質量不易控制和保證。

發明內容

本發明的目的在于利用工業的廢棄物開發出性能優異的低成本多孔莫來石保溫材料，實現節能降耗、節約資源、減小環境污染。

一種低成本多孔莫來石保溫材料的具體的制備操作步驟如下：

（1）原料預處理

對粘土和粉煤灰分別進行粗篩，過40～60目篩，將粗篩的粉煤灰和粘土分別與濃度為8～15%的鹽酸溶液充分混合，靜置24～48h，使其充分反應，倒掉上清液，反復水洗，干燥，將干燥后的粉煤灰和粘土細篩，過100～300目篩；對細篩的粉煤灰和粘土分別預燒，預燒溫度為800～900℃，并在800～900℃中保溫240～360min，得到熟粉煤灰和熟粘土；

（2）混料

按照3:1:1～3:1:0的重量比將熟粉煤灰、熟粘土、氧化鋁加入球磨罐中，加入0.5～1.5%的表面活性劑，表面活性劑為聚丙烯酸鈉或者羧甲基纖維素鈉，添加適量的水，配制成固相含量為30～40%的漿料，在行星式球磨機中球磨10～24h，球磨機的轉速為180r/min，得到漿料；

（3）發泡

在漿料中添加按漿料質量0.6%～1.0wt%的表面活性劑，待表面活性劑完全溶解后，利用高速攪拌器強烈攪拌產生大量泡沫，并攪拌均勻；攪拌轉速為800～1500?r/min，攪拌時間為3～5min，表面活性劑為十二烷基硫酸鈉或者十二烷基苯磺酸鈉，得到發泡漿料；

（4）注漿

將發泡漿料倒入石膏磨具中，常溫下靜止2～4h，得到坯體；

（5）脫模干燥

將坯體從石膏模取出，常溫干燥2～4h，在溫度60～80℃條件下，干燥2～4h，得到多孔保溫材料坯體；

（6）燒結

將多孔保溫材料坯體高溫燒結，燒結制度為：500℃之前燒結速率為2℃/min，并在500℃中保溫60min，500℃之后升溫速率為5℃/min，直到最終溫度1150～1250℃，并保溫2～4h，冷卻至室溫，得到多孔莫來石保溫材料；所得多孔莫來石保溫材料的孔隙率為85～93%，體積密度為0.21～0.36?g/cm³，導熱系數為0.05～0.10W/(m·K)，抗壓強度為1.0～3.0MPa。

原料預處理中的預燒條件為從室溫以5℃/min的升溫速率，升溫至800～900℃。

混料步驟中，料與磨球的比例為1:3～1:5；為保證粉料的混合空間，粉料的裝入量為球磨罐容量的1/3～1/5。

本發明與現有技術相比的優勢是：

1.本發明制備的保溫材料以莫來石為主晶相，莫來石具有低的熱導率、低比重、熱穩定性好、具有良好的抗蠕變性和抗侵蝕性等獨特的優點，所用主要原料為工業廢棄物粉煤灰，為粉煤灰的綜合利用提供了一條低成本、高附加值、工藝過程簡單的技術路線；

2.本發明采用機械攪拌的方法進行發泡，操作簡單，且無需模板和添加有機可揮發的造孔劑，燒結過程中無氣體排放，既節約成本也保護環境；

3.本發明采用注漿成型的方法制備保溫材料，容易控制制品的形狀，可制備各種形狀的多孔保溫材料；

4.本發明將機械攪拌發泡和注漿成型相結合，先通過機械攪拌發泡，然后直接倒入石膏模劇中成型，工藝簡單，易于操作；

5.本發明制備的多孔莫來石保溫材料的孔隙率和導熱系數可以通過原料配比、固相含量和燒結溫度進行調節；

6.本發明制備的多孔莫來石保溫材料的孔隙率為85～93%，體積密度為0.21～0.36g/cm³，導熱系數為0.05～0.10W/(m·K)，抗壓強度為1.0～3.0MPa。

附圖說明

圖1為本發明制品的XRD圖譜。

圖2為實施例4斷面的掃描電子顯微鏡（SEM）的照片。