[發明專利]以花崗巖廢料為原料的高強輕質保溫材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310353037.8
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103396152A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 劉浩;王璽堂;王周福;張保國
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;B09B3/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于高強輕質保溫材料技術領域。具體涉及一種以花崗巖廢料為原料的高強輕質保溫材料及其制備方法。

背景技術

花崗巖是一種深成酸性火成巖，二氧化硅含量高，主要由石英、長石和少量云母等暗色礦物組成。花崗巖具有不易風化、硬度高和耐磨損特點，通常用作建筑裝飾工程、地面石料和雕刻用材等領域。我國是一個石料加工大國，隨著近年來花崗巖需求量的增加，在石材加工過程產生了大量的廢石塊和廢石粉等廢料，若不加以合理利用，其大量排放和堆積將嚴重污染環境和浪費資源，不利于環境和資源的保護。

目前，關于以花崗巖廢料為原料開展綜合利用的研究工作較多：如“一種由花崗巖廢料制成的防火隔音板”（201020227547.2）專利技術，由花崗巖廢料經過發泡制成表面和內部具有微孔的四方狀或波浪狀的防火隔音板，但僅用作裝飾材料，而未用于絕熱保溫材料技術領域；另如“利用花崗巖粉為原料的再生發泡材料的制作方法”（201210286364.1）專利技術，利用花崗巖粉為原料，經1100~1400℃高溫燒成后，制得密度為0.3~1.2噸/m³的發泡材料，但該技術燒成溫度較高和能源消耗大，所制得發泡材料的密度較大，影響了所制產品在絕熱保溫、隔音和防火等領域的應用效果。

因此，現有技術中的以花崗巖廢料為原料開展的綜合利用都存在一些不足，如體積密度大、導熱系數高和耐壓強度低，無法滿足絕熱保溫、隔音、防火等領域對輕質材料產品的要求。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的不足，目的是提供一種原料來源廣泛、工藝簡單、生產成本低、環境友好和燒成溫度低的以花崗巖廢料為原料的高強輕質保溫材料的制備方法；用該方法制備的高強輕質保溫材料體積密度小、導熱系數低和耐壓強度高。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：先以60~80wt%的花崗巖廢料細粉、13~25wt%的滑石粉、1~5wt%的氯化鈉和5~10wt%的工業純堿為原料，混合均勻，在800~1100℃條件下熱處理2~5小時，粉磨至粒度小于0.045mm，制得粉磨料；然后在所述粉磨料中加入占原料10~30wt%的礬土顆粒、8~15wt%的石英砂顆粒、1~5wt%的石灰石粉、0.5~5wt%的碳化硅粉、1~10wt%的硅微粉和3~10wt%的水，攪拌10~30分鐘，壓制成坯體；將干燥后的坯體在600~900℃條件下熱處理0.5~5小時，再在800~1200℃條件下熱處理0.5~5小時，制得以花崗巖廢料為原料的高強輕質保溫材料。

所述花崗巖廢料細粉的主要化學成分及其含量是：SiO₂為60~78wt%，Al₂O₃為10~18wt%，CaO為0.3~3wt%，Na₂O為3~5wt%，K₂O為2~5wt%；花崗巖廢料細粉的粒徑小于0.045mm。?

所述滑石粉中Al₂O₃、CaO和Fe₂O₃的含量之和小于1.2?wt%，滑石粉的粒徑小于0.045mm。

所述礬土顆粒的粒徑為2.5~1mm；石英砂顆粒的粒徑為1~0.25mm。

所述石灰石粉中CaO的含量大于45wt%，石灰石粉的粒徑小于0.045mm。

所述碳化硅粉中SiC的含量大于70wt%，碳化硅粉的粒徑小于0.045mm。

所述壓制成坯體的壓力為35~55MPa。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比，具有如下積極效果：

1、本發明采用的原料來源廣泛，尤其是以花崗巖廢料為主要原料，不僅解決了花崗巖廢料堆積對環境的污染和資源浪費問題，有利于環境和資源的保護，且生產成本低。

2、本發明通過各原料組成、相對含量及相應粒度的合理搭配，如粉磨料、石灰石顆粒、白炭黑和碳化硅粉及其含量，提高了坯體的致密化和后期燒結強度，緊密接觸的顆粒結合狀態，也確保了生成氣孔的尺寸和分布的均勻性和可控性；因而，利用該技術制備的低導熱輕質保溫材料具有較高的強度和較低的體積密度。

3、本發明采用的兩步法的制備技術，即第一步粉磨料制備和第二步產品制備，確保了第一步鈦酸鉀前驅體的形成和第二步鈦酸鉀晶須在材料顆粒空隙中的生長，設計合理的顆粒堆積，也為鈦酸鉀晶須的生長提供了理想的生長氣氛，因而，利用該技術制備的低導熱輕質保溫材料具有較高的強度和較低的導熱系數。