[發明專利]一種以鐵尾礦為原料制備的膨脹珍珠巖氣凝膠復合保溫板及其制備方法

有效

• 申請號: 201810987697.4
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109020378B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 王建國;宋鑫;包志康;楊駿
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B20/02;C04B38/08;C04B18/12;C04B14/06
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 余培養

一種以鐵尾礦為原料制備膨脹珍珠巖氣凝膠復合保溫板的方法，包括以下步驟：將鐵尾礦渣、普通硅酸鹽水泥、纖維素、膠粉、短纖維絲、膨脹珍珠巖和疏水二氧化硅氣凝膠粉末混合，加水攪拌均勻，形成漿糊狀的混合物后，倒入模具中，并在所述漿糊狀的混合物中嵌入纖維網格布，自然風干，脫模，即得膨脹珍珠巖氣凝膠復合保溫板。本發明引入從鐵尾礦中提取的硅元素制得的疏水二氧化硅氣凝膠，使得保溫板材具有較低的導熱系數，并大量使用鐵尾礦渣這種固體廢棄物，緩解環境壓力的同時制造出了可以大規模生產的復合保溫板。本發明制得的復合保溫板具有密度低、保溫隔熱效果好、不燃燒等優點。制備的復合保溫板的密度低于0.332g/cm³、導熱系數低于0.056 w/m·K。

技術領域

本發明屬于無機材料技術領域，具體涉及一種以鐵尾礦為原料制備的膨脹珍珠巖氣凝膠復合保溫板及其制備方法。

背景技術

鐵尾礦是鋼鐵工業排放的固體廢棄物。鐵尾礦的堆存既占用耕地、污染環境，又需投入大量的資金去維護。因此研究鐵尾礦的綜合利用十分重要。其中鐵尾礦主要由硅質和鐵質成分組成，雜質含量較低，它們的常規回收方法工藝復雜、能耗大、成本高。

二氧化硅氣凝膠材料是世界上最好的隔熱固體材料之一，并且具有最高的阻燃等級但是，氣凝膠極限拉伸強度很小，質脆，易碎，要避免直接的機械撞擊。由于它結構本身的缺陷，目前氣凝膠產品很難作為商品直接應用，需和其它材料復合使用。

目前技術下的保溫板主要有無機/有機兩大類，其中無機保溫板如硅酸鈣板、泡沫玻璃板等主要存在導熱系數較高，導致板材整體保溫性能較差，且保溫板密度較高，不利于施工及運輸；有機保溫板如聚氨酯泡沫板等雖然密度小、保溫效果好，但是由于其可燃性，在建筑等領域還屬于限制應用的階段。目前既擁有低導熱系數、低密度、較高機械強度、具有不燃性，且還可以大規模消耗鐵尾礦這種固體廢棄物的保溫板還沒有報道。

針對上述問題，以鐵尾礦為原料，制備出疏水二氧化硅氣凝膠，之后與膨脹珍珠巖及尾礦渣等復合制備出復合保溫板，將鐵尾礦這種廢棄資源重新回收利用，在達到較低導熱系數的同時顯著增強了其機械性能，可直接應用于工業、建筑等領域。

發明內容

針對現有技術存在的上述技術問題，本發明的目的在于提供一種以鐵尾礦為原料制備的膨脹珍珠巖氣凝膠復合保溫板及其制備方法，本發明制備的保溫板的保溫效果好，機械強度大等優點，且制備條件溫和，易于工業化。

所述的一種以鐵尾礦為原料制備膨脹珍珠巖氣凝膠復合保溫板的方法，其特征在于將鐵尾礦渣、普通硅酸鹽水泥、纖維素、膠粉、短纖維絲、膨脹珍珠巖和疏水二氧化硅氣凝膠粉末混合，加水攪拌均勻，形成漿糊狀的混合物后，倒入模具中，并在所述漿糊狀的混合物中嵌入纖維網格布，自然風干，脫模，即得膨脹珍珠巖氣凝膠復合保溫板。

所述的一種以鐵尾礦為原料制備膨脹珍珠巖氣凝膠復合保溫板的方法，其特征在于按重量份計，包括以下步驟：將鐵尾礦渣20~60份、普通硅酸鹽水泥70~100份、纖維素5~8份、膠粉8~12份、短纖維絲3~5份、膨脹珍珠巖15~25份和疏水二氧化硅氣凝膠粉末12~16份混合，加水攪拌均勻，形成漿糊狀的混合物后，倒入模具中，并在所述漿糊狀的混合物中嵌入纖維網格布3~8份，自然風干，脫模，即得膨脹珍珠巖氣凝膠復合保溫板。

所述的一種以鐵尾礦為原料制備膨脹珍珠巖氣凝膠復合保溫板的方法，其特征在于所述鐵尾礦渣和疏水二氧化硅氣凝膠粉末的制備方法為，包括以下步驟：

1）鐵尾礦粉末與氫氧化鈉顆粒混合，在馬弗爐中加熱至400~500℃下保持2~3h進行堿溶反應，冷卻至室溫，冷卻后的混合物與水混合，加熱攪拌，過濾，濾渣干燥即得所述鐵尾礦渣，濾液收集，即得粗硅溶液；