[發明專利]一種輕質粉煤灰保溫隔熱多孔陶瓷的制備方法

有效

• 申請號: 201410398476.5
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN104177119A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 曹衛;陸松;程旭東;龔倫倫;楊暉;張瑞芳
• 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;C04B38/06;B09B3/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本發明屬于新型輕質保溫材料技術領域，具體涉及的是一種輕質粉煤灰保溫隔熱多孔陶瓷的制備方法。

背景技術

我國現在經濟正處于高速發展的時期，能源和環保問題日益突出，在建筑上進行節能環保策略正符合當前的可持續發展戰略。由于供需關系，我國保溫材料的發展極其迅速。多孔陶瓷以其體密度小、氣孔率大、低熱導率等優勢，用作保溫隔熱材料，在日常生活及生產中有著巨大的發展與應用前景。

多孔陶瓷用作保溫隔熱材料時，在保證性能優異的同時，還需考慮其原料來源和制備工藝。相比于其他陶瓷原料，粉煤灰易燒結生成莫來石陶瓷，且成本低廉，對廢物利用、改善環境等方面有著特殊的潛在應用價值。因此，利用粉煤灰固體廢棄物，研究開發一種生產成本低，同時兼具輕質、保溫、隔熱功能的環保型耐火材料，實現資源化綜合利用，既可以解決環境污染問題，又使得資源得到有效利用，無論是社會效益還是經濟效益，都具有廣泛的應用前景。?現如今多孔陶瓷的主要制備工藝有：微波加熱、添加造孔劑、溶膠—凝膠法、有機泡沫涂層、顆粒堆積、發泡法等。李少榮等人以有機樹脂發泡微球為造孔劑制備多孔陶瓷，其孔徑均勻、大小可控，但有機造孔劑燒盡時排放的氣體會污染環境，并不符合環保政策；武勇斌等人用蛋白質發泡法制備多孔陶瓷復合材料，不產生污染環境的有害物質，但較多的蛋白質加入且最終燒盡排放的大量氣體，并不符合低碳環保政策。

發明內容

本發明的目的，提供以粉煤灰為原料，利用機械攪拌發泡和瓊脂凝膠固化相結合的一種低成本、輕質、高氣孔率、低熱導率的保溫隔熱多孔陶瓷的制備方法。

一種輕質粉煤灰保溫隔熱多孔陶瓷的制備方法包括以下質量百分比的原料粉煤灰30～40wt%、瓊脂粉末0.1～0.5wt%、穩泡劑0.15～0.2wt%、分散劑0.1～0.15wt%、玻璃粉0～4wt%，發泡劑0.3～0.5wt%和水54.65～64.75wt%；

所述穩泡劑為六偏磷酸鈉，所述分散劑為聚丙烯酸鈉，所述發泡劑為十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉；

制備操作步驟是：

（1）將粉煤灰、玻璃粉、分散劑和穩泡劑，加水攪拌后球磨，得初級漿料；

（2）制備含瓊脂的穩定陶瓷漿料；

（3）添加表面活性劑，攪拌發泡得泡沫漿料；

（4）將泡沫漿料倒入模具中，室溫固化；

（5）脫模干燥得多孔陶瓷生坯；

（6）將多孔陶瓷生坯于低溫燒結爐中燒結，得到多孔陶瓷。

所述多孔陶瓷的孔隙率為88～91wt%，密度為0.24～0.31g/cm³，導熱系數為0.051～0.072?W/(m·K)，抗壓強度為0.4～1.0MPa。本發明制備的多孔陶瓷的孔隙率為88～91wt%，密度為0.24～0.31g/cm³，導熱系數為0.051～0.072?W/(m·K)，抗壓強度為0.4～1.0MPa。

與現有的多孔陶瓷保溫隔熱材料相比，本發明的優點是：

1、本發明制備的多孔陶瓷具有均勻的球狀蜂窩孔結構單元，孔壁以孔窗口相互連通，孔隙率可達88%以上，且樣品表面規整，成型好；

2、本發明采用泡沫凝膠注模制備工藝，將攪拌起泡工藝與注漿成型工藝相結合，該工藝具有脫脂工藝簡單，生產周期短的特點，所制備的多孔陶瓷的孔洞圓整，強度比較高；

3、本發明制備的多孔陶瓷原料為粉煤灰固體廢棄物，其他均為微量添加物，燒結后成品組分幾乎完全來自于粉煤灰，可最大限度的利用固體廢棄物，既解決了環境污染問題，又使得資源得到有效利用，這具有廣泛的應用前景；此外采用瓊脂作為凝膠劑，用量非常少（可低至0.1wt%），且燒結時會燃盡放出少量二氧化碳和水，沒有其他污染有害物，符合低碳環保政策。

附圖說明

圖1為實施例3制成品的表面照片圖，其中圖1（a）為制成品的上表面照片圖，圖1（b）為制成品的下表面照片圖。

圖2為實施例3制成品斷面的微觀結構圖（掃描電子顯微鏡），其中圖2（a）為50倍的掃描電子顯微鏡圖，圖2（b）為200倍的掃描電子顯微鏡圖。

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。