[發明專利]一種制備硅酸鈣絕熱材料的方法

在審

• 申請號: 201310272260.X
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN104276578A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 馬淑花;唐振華;丁健;王月嬌;鄭詩禮;張懿
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01B33/24
• 分類號: C01B33/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種制備新型硅酸鈣絕熱材料的方法，特別涉及一種以硅酸鈉鈣為原料的制備硅酸鈣絕熱材料的新方法。

背景技術

硅酸鈣是一種性能絕佳的絕熱材料，高性能的硅酸鈣絕熱材料在中國的市場上一直處于供不應求的狀態。目前，硅酸鈣絕熱材料的制備均是以硅藻土、石英砂等硅質原料和石灰等鈣質原料經混合、壓制成型、蒸養、干燥等工序合成，同時在原料混合過程中加入增強纖維等材料增加其性能，例如河北遼源硅藻材料有限公司發明的制備環保型硅酸鈣絕熱制品的方法（CN102173714A）、山東萊州祥云防火隔熱材料有限公司的耐高溫高強度高密硅酸鈣板的制法（CN1408671A）等。現有的硅酸鈣絕熱材料的制備原料種類多，配料及反應過程繁雜。而以單一物質分解制備硅酸鈣絕熱材料的方法，至今尚未見報道。本發明提供的以硅酸鈉鈣為原料制備硅酸鈣的方法，原料種類簡單，反應過程容易控制，反應結果穩定，硅酸鈣制品性能優異。

發明內容

本發明提供了一種以硅酸鈉鈣為原料采用水化學法制備硅酸鈣絕熱材料的方法，而硅酸鈉鈣不是原生礦物，可以用粉煤灰、煤矸石、石英砂等高硅原料經過化學轉化獲得，因此本發明可以間接解決粉煤灰等污染問題，同時，還可實現粉煤灰等的高值化利用。此外，本發明提供的硅酸鈣絕熱材料性能佳，可以有效緩解我國高端硅酸鈣制品短缺局面。

本發明提供的硅酸鈣絕熱制品制備方法，其步驟包括配料、分解、成型、干燥四個部分，分述如下：

（1）配料：將硅酸鈉鈣和稀堿液按1:5-1:30的比例混合，稀堿液中Na₂O濃度為0.1-40g/L；

（2）反應：將步驟（1）得到的混合漿料在密閉容器中進行分解反應，反應溫度為90-260℃，反應時間為2-20h，漿料進行適當攪拌，反應完成后將料漿過濾，得到硅酸鈣濕渣；

（3）壓制成型：將步驟（2）得到的濕渣用選好的模具壓制成型；

（4）干燥處理：將步驟（3）中壓制成型的硅酸鈣制品在100-150℃下干燥2-15h，硅酸鈣終產品即制備完成。

所述的制備硅酸鈣原料可以是由粉煤灰、煤矸石、高嶺土、石英砂等高硅礦物通過化學轉化而得的以硅酸鈉鈣為主要成分的混合物，也可以是純二氧化硅通過化學轉化而得的純硅酸鈉鈣。

所述的反應溫度以170℃-220℃為佳。

所述的反應時間以4-7h為佳。

本發明提供的硅酸鈉鈣制備硅酸鈣絕熱材料的方法具有如下明顯優越性：

（1）本發明采用的原料為純硅酸鈉鈣或以硅酸鈉鈣為主要成分的混合物，與傳統方法用硅質原料和鈣質原料通過化合反應制備硅酸鈣絕熱材料相比，原料組成單一；

（2）本發明采用水化學法分解硅酸鈉鈣來制備硅酸鈣，與傳統方法用硅質原料和鈣質原料通過化合反應制備硅酸鈣流程相比，流程短，易于控制，可操作性強；

（3）本發明采用水化學法分解硅酸鈉鈣來制備硅酸鈣，與傳統方法用硅質原料和鈣質原料主要通過蒸養工序合成硅酸鈣流程相比，反應過程傳質效果更佳，從而能耗更低；

（4）本發明提供的硅酸鈣制品從微觀結構上看形貌可控，既可為實心球形粒子，也可以是中空纖維球形粒子，還可以是折疊片狀粒子。因此，反應渣直接壓制成型后產品的容重可在較大范圍內變化，最低可至200kg/m³，抗壓強度達到5MPa以上，性能優異。

附圖說明

圖1給出了以硅酸鈉鈣為原料制備硅酸鈣絕熱材料的工藝路線圖。

具體實施方式

實施例1

本實例的原料為粉煤灰經過化學轉化而得到的以硅酸鈉鈣為主要成分的固態渣，其主要成分為19.13％的Na₂O、30.67％的SiO₂和34.91％的CaO，主要成分為硅酸鈉鈣（NaCaHSiO₄）。將上述固態渣與稀堿液混合，二者質量比為1∶30，稀堿液中Na₂O濃度計為0.1g/L；混合后漿料在反應釜中進行分解反應，反應溫度為170℃，反應時間為4h，反應后進行真空抽濾；抽濾后所得渣相用選定的模具成型，成型壓力維持在0.2MPa；最后將成型制品在100℃下干燥3h，成型材料容重為209kg/m³。

實施例2