[發(fā)明專利]一種全閉孔球形空心水合玻璃填充材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310724361.6
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103755184A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉琦;王智宇;屠浩馳;王小山;阮華;李陸寶
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波榮山新型材料有限公司
• 主分類號: C04B14/04
• 分類號: C04B14/04
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 黃志達

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輕質(zhì)填充材料領(lǐng)域，特別涉及一種全閉孔球形空心水合玻璃填充材料及其制備方法。?

背景技術(shù)

在世界能源危機的今天，積極尋求和開發(fā)容重小、絕熱性能良好、耐水性好、環(huán)境污染小、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的新形輕質(zhì)填充材料，是提高熱能利用率、節(jié)約能源的有效途徑；同時，也是制備質(zhì)輕結(jié)構(gòu)材料，降低建筑物總體重量，提高各類墻體隔熱保溫效果的重要手段。近年來，我國填充材料的制備工藝有了很大提高，填充材料的品種及生產(chǎn)能力不斷擴大，但整體節(jié)能效益較發(fā)達國家還有相當(dāng)大的差距。在市場調(diào)查的基礎(chǔ)上，將市場上的填充材料按其材質(zhì)，分為有機、無機兩大類：?

1.有機填充材料：?

有機填充材料主要以泡沫形保溫隔熱材料為主，還包括傳統(tǒng)有機填料如：瓦楞紙、麻桿、實木板材等。有機保溫隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)小，但極易燃燒，防火性能差。泡沫形保溫材料燃燒后會產(chǎn)生大量有毒氣體；傳統(tǒng)有機填充料不僅易燃，而且使用過程中易發(fā)生蟲蛀，受潮變形等問題。?

2.無機填充材料：?

無機填充材料按其形態(tài)可分為纖維狀、微孔狀、氣泡狀三大類：?

纖維狀填充材料包括石棉、海泡石和坡縷石等，這些無機纖維狀填充料導(dǎo)熱系數(shù)小，保溫效果好，但是加工過程中產(chǎn)生大量纖維狀粉塵，引發(fā)肺部疾?。欢液Ｅ菔壤w維填料遇水軟化，耐水性差。?

微孔狀填充材料包括硅藻土、碳酸鈣制品等，這些無機材料容重大，不宜作為填料材料。?

氣泡狀填充材料包括膨脹珍珠巖、泡沫玻璃、漂珠等；膨脹珍珠巖等為開放通孔結(jié)構(gòu)，吸水率高，耐水性差，易碎裂；泡沫玻璃生產(chǎn)過程需要800℃以上的高溫，能源消耗大；漂珠產(chǎn)量低，容重大；均不宜作為填料。?

可見，在填充保溫材料領(lǐng)域，低容重，耐水性好，化學(xué)穩(wěn)定性高的全封閉球形空心結(jié)構(gòu)無機輕質(zhì)填充材料很少見。相比于其他填充材料，低溫條件下制備的全封閉球形空心結(jié)構(gòu)的無機輕質(zhì)填充材料具有生產(chǎn)溫度低、容重低、導(dǎo)熱率低，耐水性好，不易發(fā)生蟲蛀，不易燃，化學(xué)穩(wěn)定性高等諸多優(yōu)點。因此，開發(fā)新形全閉孔球形空心結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)無機填充材料十分必要。?

CN102807326A公開了一種聚合物改性的低溫泡沫玻璃保溫材料及其制備方法，得到一?種耐水性好、吸水率低、導(dǎo)熱系數(shù)小的高粘度鈉硼硅溶膠原料。但通過傳統(tǒng)的加工工藝制備的塊體填充材料表面的孔結(jié)構(gòu)為開放式、不閉合的連通孔結(jié)構(gòu)，在使用過程中，水汽或液體可以通過表面的不閉合通孔進入塊體內(nèi)部，沖刷內(nèi)部孔道，影響材料的耐水性；同時，由于空氣可以在孔道內(nèi)發(fā)生對流熱交換，會顯著減低材料的保溫性能。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種全閉孔球形空心水合玻璃填充材料及其制備方法，該填充材料具有低溫制備、全閉孔、中空、質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、耐水性好等優(yōu)點，可作為優(yōu)良的輕質(zhì)填充材料和絕熱保溫材料。制備工藝過程簡單，成本低廉，適于工業(yè)化生產(chǎn)。?

本發(fā)明的一種全閉孔球形空心水合玻璃填充材料，以鈉硼硅溶膠為原料，經(jīng)低溫干燥，細化得到固態(tài)顆粒料；再經(jīng)軟化封裝和發(fā)泡精煉，制備得到全閉孔球形空心水合玻璃填充材料。?

本發(fā)明的一種全閉孔球形空心水合玻璃填充材料的制備方法，包括：?

（1）以液態(tài)鈉水玻璃和硼酸為原料，攪拌下混合均勻，在不凝膠的前提下得到硼改性的鈉硼硅溶膠；?

（2）將上述溶膠在不高于100℃的溫度下進行干燥，得到含水率為10%-30%的固態(tài)中間料；?

（3）將上述固態(tài)中間料粉碎、細化得到中間顆粒料，隨后于90℃～250℃（溫度根據(jù)顆粒料的不同含水率）軟化5～10min，于110℃～300℃（溫度根據(jù)顆粒料的不同含水率及不同粒徑）發(fā)泡5～10min，最后冷卻至室溫，得到全閉孔球形空心水合玻璃填充材料。?

所述步驟（1）中的液態(tài)鈉水玻璃的模數(shù)為2.5～3.0，固含量為35～40%。?

所述步驟（2）中的干燥時間為48h～144h。?

所述步驟（3）中的中間顆粒料的粒徑為0.12～2.00mm。?

所述步驟（3）中軟化和發(fā)泡的加熱方式為電加熱或微波加熱。?

全閉合孔的球形空心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)材料不僅容重低，而且全封閉的球形結(jié)構(gòu)可有效地避免液體或空氣浸入材料內(nèi)部，進一步提高輕質(zhì)填充材料的耐水性和保溫性能。基于以上考慮，通過對加工工藝的創(chuàng)新，開發(fā)出一種全新的兩段法低溫成球工藝。該加工工藝的創(chuàng)新點在于：?