本发明属于隔热材料领域,是一种利用废渣制取免烧隔热材料的工艺。 现有技术中,常用制取隔热材料的结合剂有下列两种:
(1)无机类:硅酸钠、硫酸铝、磷酸铝、磷酸、水泥、石灰、塑性土等。
(2)有机类:聚酯类、纸浆废液、甲基纤维素、酚醛树脂、聚乙烯醇等。
采用的工艺是:
配料→混料→计量装模→压力成型→
脱模→烘干→烧结→出炉→成品
现有技术中免烧隔热材料的制备工艺主要存在下列不足:
(1)轻质压力成型的压力传递不均匀,每件成品上下层压力不一致,而使质量不好。
(2)制品必须经过蒸压养护或烧结,能源消耗很大。
(3)制品存在耐温档次单一,使用温度偏低。
(4)采用的原料价格太高,即成本高,没有社会竞争力,成本一般为300元/米3。
本发明的目的在于解决现有技术不足,提供一种免烧隔热材料的制备工艺。本工艺利用废渣制取结合剂,与发泡体按一定比例混合后,不需要烧结和烘干,在常温下即可成为产品,解决了隔热材料多年来一直没有解决的上述问题,达到节能、节省工艺流程、降低成本、变废为宝的目的。
本发明的免烧隔热材料是通过如下方式来实现的:
一、一种免烧隔热材料的制备工艺,其特征在于它是由结合剂加上发泡体混合均匀后,计量装模,然后振动成型,脱膜后,自然养护5-7天,即可制出成品。其中结合剂是由废渣(a)、激发剂(b)按一定比例配好后,球磨到一定细度,一般在0.08μm左右,筛余量应小于15%,这样即制成了本发明所需要的结合剂,其中废渣(a)是指具有活性的炉渣、磷渣、矿渣,激发剂(b)采用石乳,即Ca(OH)2,发泡体采用珍珠岩、蛭石、漂珠、玻璃微珠等。
上述制品的反应过程可用下式表示:
结合剂+发泡体→搅拌均匀→计量装模→振动成型→脱模→自然养护5-7天→成品
二、按照上述的免烧隔热材料的制备工艺,其特征在于结合剂1里再加入一种硬化剂(c),硬化剂(c)是由CaCl2或Al2(SO4)3中的一种。
三、按照上述二所述的免烧隔热材料的制备工艺,其特征在于结合剂里再增加一种成分,即泡沫剂(d),泡沫剂(d)是由4份松香、5份骨胶、1份纯碱混合后搅拌而成。
四、按照上述一所述的免烧隔热材料的制备工艺,其特征在于所述的振动成型为下振动,即模子1按放在振动板2上,振动板2由支承柱6固定在地面上,振动板2与电机3相连,电机3与电源4相连,支承柱6是由弹性材料做成,模子的上方按装了一压板5。
五、按照上述一所述地免烧隔热材料的制备工艺,其特征在于所述的振动成型为上振动,即模子1按放在固定板7上,振动板2与伸缩轴8连接后固定在模子1的正上方,伸缩轴8与电机3和电源4相连。
六、按照上述一所述的免烧隔热材料制备工艺,其特征在于自然养护5-7天,再进行烘干,烘干温度低于100℃。
七、按照上述三所述的免烧隔热材料的制备工艺,其特征在于结合剂是由废渣55-65%、激发剂6-9%、硬化剂0.3-0.5、泡沫剂0.03-0.05%搅拌均匀而成,结合剂的重量占成品的60.3-63.6%,发泡体的重量占成品的31.6-36.3%。
八、按照上述二所述的免烧隔热材料的制备工艺,其特征在于结合剂是由废渣55-65%、激发剂6-9%、硬化剂0.3-0.5%组成,成品里结合剂的重量占59.9-70.13%,发泡体的重量占29.7-40.1%。
九、按照上述二所述的免烧隔热材料的制备工艺,其特征在于结合剂里又增加了定量的铝水泥,结合剂是由废渣55-65%、高铝水泥15-20%、激发剂8-10%、硬化剂0.3-0.5%搅匀而成,成品里结合剂的重量占70.3-78.3%,发泡体的重量占21.7-29.3%。
本发明所使用的主要原料有:
(a)废渣:主要是选择具有活性的工业废渣,如:红色自燃煤矸石;硅酸盐材料经1300℃以上的温度处理后的废渣,这些废渣里都含有大量的游离的二氧化硅和少量的游离的氢化铝。上述游离的氧化物具有很强的活性,它能与下述的激发剂、硬化剂形成水化产物,经过分析废渣中也含有一些其他成分,如化学结合水以及钙、镁化合物的矿物体,这些固体化合物对制品没有不良影响。
(b)激发剂:是一种促使游离的SiO2形成胶凝材料的物质。本发明采用石乳,即氢氧化钙。
(c)硬化剂:常采用CaCl2、Al2(SO4)3或者NaOH,硬化剂的作用是提高制品的干燥速度,其中CaCl2的效果最好。
(d)泡沫剂:是由4份松香、5份骨胶、1份纯碱混合搅拌后即可应用。其作用是用来调节制品的密度。
(e)高铝水泥:
(f)发泡剂:可分别采用下列几种材料:珍珠岩、蛭石、漂珠、玻璃微珠、泡沫剂。发泡体是一种轻质填充料,起个固架作用。
下面结合实施例对本发明做更进一步的说明:
实施例1:
本实施例是一种制取标准隔热砖工艺,经试验证明其隔热砖的使用温度为800-850℃,体积密度为300kg/m3,标准隔热砖的长为230mm,宽为115mm,高为65mm。
称取废渣360g,激发剂40g,硬化剂3g,泡沫剂0.5g,球磨到细度为0.08微米左右,筛余量应小于15%,然后称取230g发泡体,搅拌均匀,计量装模,振动成型或脱模,放到空气中自然养护5-7天,若为了节省养护时间,或为了使成品的重量符合标准要求,可对成品进行加热烘干,这样即可制出所需要的免烧隔热砖。
实施例2:
是一种使用温度在850-900℃的免烧隔热材料的制备工艺,以标准砖为例:
称取废渣360g,激发剂40g,硬化剂3g,球磨到细度为0.08微米左右,筛余量应小于15%,然后称取270g发泡体,搅拌均匀后计量装模,放到空气中自然养护5-7天,若为了节省时间可对成品进行烘干,若时间允许,即可自然晾干,成为产品。
实施例3:
称取400g废渣,200g高铝水泥,50g激发剂,3g硬化剂,球磨到细度为0.08微米左右,筛余量应小于15%,然后称取270g发泡体,搅拌均匀,计量装模,振动成型后脱模,放到空气中自然养护5-7天,若为了节省时间,可对成品进行烘干,若时间允许,可自然晾干成为最后产品。
下面结合附图对本发明做更进一步地说明:
图1为振动成型的下振方式的结构原理示意图。图中表示模子1按放在振动板2上,振动板2与弹性支承柱6的一端连接,支承柱6的另一端固定在地面内,振动板2与电机3和电源4连接,压板5由伸缩轴8连接后固定在模子1的上方。
图2为振动成型的上振方式的结构原理示意图。表示模子1按放在固定板7上,振动板2由伸缩轴8连接后固定在模子1的正上方,伸缩轴8与电机3和电源4连接。
本发明所研究的产品,具有容重轻,导热系数小,保温性能好等优点,用废渣作主料制取的结合剂可与发泡体在常温下结合生成隔热材料,隔热材料的使用温度在1000℃以下,免去了已有技术的烧结过程,节能效果好,保温性能也较好。本发明生产的隔热材料变废为宝,降低成本,具有明显的经济效益和社会效益,工艺过程简单合理,易于推广应用。
主要技术指标可达到如下水平:
体积密度(kg/m3):≤500
耐压强度(kg/cm2):≥5
常温导热系数(W/mk):≤0.06
800-1000℃导热系数(W/m.k):≤0.25
长期使用温度(℃):850
最高使用温度(℃):1000