[發(fā)明專(zhuān)利]一種SiO2氣凝膠砂漿及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510791346.2
• 申請(qǐng)日: 2015-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105439505B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉朝輝;王飛;賈藝凡;葉圣天;班國(guó)東;丁逸棟;林銳;楊宏波;陶睿
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 劉朝輝
• 主分類(lèi)號(hào): C04B28/00
• 分類(lèi)號(hào): C04B28/00;C04B14/06;C04B20/02
• 代理公司: 重慶弘旭專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司50209
• 代理人: 周韶紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種砂漿，具體涉及一種SiO₂氣凝膠砂漿。本發(fā)明還涉及這種砂漿的制備方法。

背景技術(shù)

SiO₂氣凝膠是一種具有三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的固體材料，因其具有極低的密度和低熱導(dǎo)率使其在很多的領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，尤其是作為一種高效保溫隔熱材料。隨著研究的深入，SiO₂氣凝膠材料已經(jīng)由軍事和航空航天領(lǐng)域慢慢地轉(zhuǎn)向民用領(lǐng)域。

砂漿是建筑工程中不可缺少的材料。現(xiàn)有的砂漿由膠凝材料、細(xì)骨料和水混合制成，存在密度大且保溫性能差的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種密度小且保溫性能好的SiO₂氣凝膠砂漿。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供上述砂漿的制備方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種SiO₂氣凝膠砂漿，包括膠凝材料、水、減水劑、沙子和SiO₂氣凝膠，其質(zhì)量比為膠凝材料：水：減水劑：沙子：SiO₂氣凝膠＝10：3.8：0.1：12～27：1.08～0.18。

SiO₂氣凝膠是一種具有三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的固體材料，具有極低的密度和低熱導(dǎo)率，因此，本發(fā)明技術(shù)方案中以SiO₂氣凝膠為原料與水泥、沙子、水和硅灰制成砂漿，可大幅度降低砂漿的密度，并改 善其保溫性能。

發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)膠凝材料：水：減水劑：沙子：SiO₂氣凝膠＝10：3.8：0.1：21～27：0.54～0.18時(shí)，可獲得力學(xué)性能較好的砂漿。

進(jìn)一步優(yōu)選，膠凝材料：水：減水劑：沙子：SiO₂氣凝膠＝10：3.8：0.1：21：0.54。

上述膠凝材料為水泥和硅灰，其質(zhì)量比為水泥：硅灰＝9:1。

為了進(jìn)一步提高砂漿的保溫性能，上述砂漿中還添加有纖維、引氣劑和膠粉，所述纖維、引氣劑和膠粉的用量分別為膠凝材料質(zhì)量的0.1～0.3％、0.05～0.15％和0.5～1.5％。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，上述SiO₂氣凝膠砂漿的制備方法，先用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)SiO₂氣凝膠進(jìn)行改性，然后將SiO₂氣凝膠與各種組分混合即可。

具體步驟如下，

1)用水配制硅烷偶聯(lián)劑溶液，硅烷偶聯(lián)劑溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～10％；

2)取1)配制的硅烷偶聯(lián)劑溶液的3/4，將SiO₂氣凝膠加入其中，混合，制成改性SiO₂氣凝膠；

3)將水泥、硅灰和沙子加入攪拌機(jī)中干拌；

4)將1)配制的硅烷偶聯(lián)劑溶液的1/4加入攪拌機(jī)中混合均勻；

5)將2)中制備的改性SiO₂氣凝膠加入攪拌機(jī)中混合均勻，即得。

上述2)中的混合溫度以30℃為宜。

對(duì)于需要添加纖維、引氣劑和膠粉的砂漿，在上述3)中將纖維、引氣劑和膠粉加入攪拌機(jī)中混合。

由于SiO₂氣凝膠密度低、且疏水性較強(qiáng)，SiO₂氣凝膠在攪拌過(guò)程中存在揮飛、混合以后難以形成穩(wěn)定的復(fù)合體系的問(wèn)題，因此，本發(fā)明技術(shù)方案中用硅烷偶聯(lián)劑溶液對(duì)SiO₂氣凝膠進(jìn)行改性處理，硅烷偶聯(lián)劑與硅原子相連的SiX基水解，生成Si-OH；Si-OH之間脫水縮合，生成含Si-OH的低聚硅氧烷，伴隨脫水反應(yīng)而與氣凝膠形成共價(jià)鍵連接；低聚硅氧烷中的SiOH與氣凝膠表面的OH形成氫鍵。一般來(lái)說(shuō)，硅烷偶聯(lián)劑水解生成的3個(gè)硅羥基中只有1個(gè)與氣凝膠表面鍵合；剩下的2個(gè)SiOH，或與其他硅烷中的SiOH縮合，或呈游離狀態(tài)。通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑改性可增強(qiáng)SiO₂氣凝膠的粘接性能，從而改善了SiO₂氣凝膠與其他組分的相容性，形成較為穩(wěn)定的復(fù)合體系，進(jìn)而改善了砂漿的綜合性能，延長(zhǎng)了使用壽命，同時(shí)還可降低其在攪拌過(guò)程中揮飛。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明提出的SiO₂氣凝膠砂漿由水泥、沙子、水、硅灰和SiO₂氣凝膠以特定的配比制成，大幅度降低了砂漿的密度，并改善了其保溫性能。

2、本發(fā)明砂漿中通過(guò)添加纖維、引氣劑和膠粉，進(jìn)一步改善了砂漿的保溫性能。