一种低成本轻质粉煤灰多孔保温材料的制备方法.pdf

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1、10申请公布号CN104177120A43申请公布日20141203CN104177120A21申请号201410398632822申请日20140814C04B38/02200601B09B3/0020060171申请人合肥科斯孚安全科技有限公司地址230022安徽省合肥市高新区望江西路800号A3研发楼507室72发明人冯俊杰陆松程旭东龚伦伦杨晖张瑞芳74专利代理机构合肥金安专利事务所34114代理人金惠贞54发明名称一种低成本轻质粉煤灰多孔保温材料的制备方法57摘要本发明涉及一种低成本轻质粉煤灰多孔保温材料的制备方法。具体包括以下操作步骤（1）原料预处理，（2）将粉煤灰、废玻璃粉、粘土、。

2、水和增稠剂加入球磨机中混料，（3）加入发泡剂发泡，（4）注浆，（5）脱模干燥，（6）烧结，（7）防水处理。所得多孔保温材料的孔隙率为863945，体积密度为017030G/CM3，导热系数为004008W/MK，抗压强度为03107MPA，吸水率可降至10。本发明制备的保温材料具有低的热导率、低比重、热稳定性好、吸水率低等优点，所用主要原料为工业废弃物粉煤灰，为粉煤灰的综合利用提供了一条低成本、高附加值、工艺过程简单的技术路线。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页10申请公布号CN104177120ACN。

3、104177120A1/1页21一种低成本轻质粉煤灰多孔保温材料的制备方法，其特征在于具体的制备操作步骤如下（1）原料预处理对粉煤灰、废玻璃粉和粘土分别过100目筛；所述粉煤灰主要成分为三氧化二铝和氧化硅，所述粘土主要成分为三氧化二铝和氧化硅，所述废玻璃粉的主要成分为氧化硅和氧化钙；（2）混料将8085份粉煤灰、1015份废玻璃粉、510份粘土、186233份水和0108份增稠剂加入球磨机中，球磨机的转速为240R/MIN、球磨1524H，得到稳定的固相含量为3040WT的浆料；（3）发泡在100份浆料中加入0204份发泡剂，搅拌发泡，搅拌转速不低于800R/MIN，搅拌时间不低于3MIN，得。

4、到发泡浆料；（4）注浆将发泡浆料倒入磨具中，常温下静止1524H，得到坯体；（5）脱模干燥坯体常温下干燥至恒重，得到多孔保温材料坯体；（6）烧结将多孔保温材料坯体高温烧结，烧结制度为650之前烧结速率为2/MIN，并在650下保温60MIN，650之后升温速率为5/MIN，直到最终温度8001000，并保温23H，冷却至室温，得到多孔保温材料；7防水处理将烧结得到的实验样品去除表面杂质，在多孔保温材料的表面均匀喷涂硅基防水渗透剂，温度60干燥至恒重,所得多孔保温材料的孔隙率为863945，体积密度为017030G/CM3，导热系数为004008W/MK，抗压强度为03107MPA，吸水率可降至。

5、10。2根据权利要求1所述的一种低成本轻质粉煤灰多孔保温材料的制备方法，其特征在于所述废玻璃粉为被废弃的玻璃经过粉碎得到。3根据权利要求1所述的一种低成本轻质粉煤灰多孔保温材料的制备方法，其特征在于步骤（2）所述增稠剂为聚丙烯酸钠或羧甲基纤维素钠。4根据权利要求1所述的一种低成本轻质粉煤灰多孔保温材料的制备方法，其特征在于步骤（3）所述发泡剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。5根据权利要求1所述的一种低成本轻质粉煤灰多孔保温材料的制备方法，其特征在于步骤（2）的球磨机中，物料与磨球的比例为1315；为保证物料的混合空间，物料的装入量为球磨罐容量的1/31/5。6根据权利要求1所述的一种低成本。

6、轻质粉煤灰多孔保温材料的制备方法，其特征在于步骤（4）中所述的模具为石膏模具。权利要求书CN104177120A1/4页3一种低成本轻质粉煤灰多孔保温材料的制备方法技术领域0001本发明属于应用于土建工程的保温材料技术领域，具体涉及一种低成本轻质粉煤灰多孔保温材料的制备。背景技术0002我国是能源大国，现阶段的发电主要是依靠热电厂，而热电厂煤的燃烧会产生大量的粉煤灰，虽然有部分粉煤灰被应用于水泥混凝土等建筑领域，但是大部分被用做路基和矿坑的填充物，对环境和人类健康造成了很大的威胁。而且我国能源相对缺乏，能源消耗特别是建筑能源消耗巨大，如何有效利用废料来减少能源消耗便成了一种促进经济发展有效方法。

7、。我国现阶段用的外墙保温材料主要是有机保温材料，很容易引发火灾，如08年济南奥体中心火灾、09年央视新址大楼火灾等。但是无机保温材料的研发还处于比较落后的地位。目前我国适量应用的保温材料仍然是以传统膨胀珍珠岩保温材料为主，持久性比较差，有很大的应用局限性。目前虽然有一些利用粉煤灰合成无机保温材料的报道，但是粉煤灰的掺加量都比较少，并且烧结温度较高、工艺复杂，因此成本较高，对废弃物的处理利用和节约能源没有大的改善。发明内容0003本发明的目的在于大量利用工业废弃物粉煤灰、废玻璃等开发出性能优异的低成本轻质多孔保温材料，实现能源的可持续发展，并减少相应的环境污染。0004制备低成本轻质粉煤灰多孔保。

8、温材料的具体操作步骤如下（1）原料预处理对粉煤灰、废玻璃粉和粘土分别过100目筛；所述粉煤灰主要成分为三氧化二铝和氧化硅，所述粘土主要成分为三氧化二铝和氧化硅，所述废玻璃粉的主要成分为氧化硅和氧化钙；（2）混料将8085份粉煤灰、1015份废玻璃粉、510份粘土、186233份水和0108份增稠剂加入球磨机中，球磨机的转速为240R/MIN、球磨1524H，得到稳定的固相含量为3040WT的浆料；（3）发泡在100份浆料中加入0204份发泡剂，搅拌发泡，搅拌转速不低于800R/MIN，搅拌时间不低于3MIN，得到发泡浆料；（4）注浆将发泡浆料倒入磨具中，常温下静止1524H，得到坯体；（5）脱。

9、模干燥坯体常温下干燥至恒重，得到多孔保温材料坯体；（6）烧结说明书CN104177120A2/4页4将多孔保温材料坯体高温烧结，烧结制度为650之前烧结速率为2/MIN，并在650下保温60MIN，650之后升温速率为5/MIN，直到最终温度8001000，并保温23H，冷却至室温，得到多孔保温材料；（7）防水处理将烧结得到的实验样品去除表面杂质，在多孔保温材料的表面均匀喷涂硅基防水渗透剂，温度60干燥至恒重,所得多孔保温材料的孔隙率为863945，体积密度为017030G/CM3，导热系数为004008W/MK，抗压强度为03107MPA，吸水率可降至10。0005本发明与现有技术相比的有益。

10、技术效果体现在以下方面1、本发明制备的保温材料以工业废料粉煤灰、废玻璃等为主要原材料，粉煤灰的掺加量较大，既解决了环境问题，又为粉煤灰的综合利用提供了一种高附加值方法；2、本发明将机械发泡和注浆成型相结合，采用物理机械搅拌的方法进行发泡，操作简单，没有引入有毒或污染环境的化学物质，既节约成本又安全环保；发泡好的浆料直接倒入石膏模具中成型，工艺简单，生产周期短；烧结温度比较低，大大降低了保温材料的生产成本；3、本发明制备的多孔保温材料形状较容易控制，样品表面平整，孔隙率为863945，体积密度为017030G/CM3，导热系数为004008W/MK，抗压强度为03107MPA，满足保温材料的要求。

11、；4、本发明对无机保温材料普遍的吸水率较高问题进行了研究，通过喷涂硅基防水渗透剂将保温材料的吸水率降至10，满足对保温材料的需求。附图说明0006图1为本发明制品的完整样品图。0007图2为实施例1断面的扫描电子显微镜（SEM）的照片。0008具体实施方法下面结合附图，通过实例对本发明作进一步地描述。0009以下实例所用粉煤灰均来自合肥火力发电厂，主要成分为三氧化二铝（AL2O3）和氧化硅（SIO2），所用粘土均来自合肥当地，主要成分为三氧化二铝（AL2O3）和氧化硅（SIO2）；废玻璃粉为被废弃的玻璃经过粉碎得到，主要成分为氧化硅（SIO2）和氧化钙（CAO）。0010实施例1所用原料和重量。

12、为粉煤灰80G，废玻璃粉15G，粘土5G，增稠剂聚丙烯酸钠05G，发泡剂十二烷基硫酸钠（K12）03G，水186G。0011（1）将粉煤灰、废玻璃和粘土分别过100目筛；（2）按配方将粉煤灰、废玻璃粉、粘土、增稠剂聚丙烯酸钠和水，在行星式球磨机中球磨24H，球磨机的转速为240R/MIN，配制成固相含量为35WT的浆料；球磨机中物料与磨球的比例为13；为保证物料的混合空间，物料的装入量为球磨罐容量的1/3。（3）称取球磨好的浆料100G，加入03G十二烷基硫酸钠，在1000R/MIN的转速下搅拌3MIN，浆料产生大量泡沫，体积膨胀至原体积的33倍左右；（4）将发泡浆料直接倒入石膏磨具中，静置2。

13、4H；（5）将坯体脱模，在室温下干燥至恒重；（6）将干燥后的坯体在高温烧结炉中烧结，烧结制度为650之前烧结速率为2/MIN，说明书CN104177120A3/4页5并在650中保温60MIN，650之后升温速率为5/MIN，直到1000，并保温2H，得到多孔保温材料；（7）将多孔材料表面杂质去除，表面均匀喷涂硅基防水渗透剂，放置在60的干燥箱中干燥至恒重。0012所得多孔保温材料的孔隙率为907，体积密度为0203G/CM3，导热系数为00624W/MK，抗压强度为073MPA，吸水率为14。所制得样品实物图见图1，轻质多孔保温材料断面的扫描电子显微镜（SEM）的照片见图2。0013实施例2。

14、所用原料和重量为粉煤灰85G，废玻璃粉10G，粘土5G，增稠剂聚丙烯酸钠01G，发泡剂十二烷基硫酸钠（K12）04G，水233G。0014（1）将粉煤灰、废玻璃和粘土过100目筛；（2）按配方将粉煤灰、废玻璃粉、粘土、增稠剂聚丙烯酸钠和水，在行星式球磨机中球磨24H，球磨机的转速为240R/MIN，配制成固相含量为302WT的浆料；球磨机中物料与磨球的比例为14；为保证物料的混合空间，物料的装入量为球磨罐容量的1/4。（3）称取球磨好的浆料100G，加入04G十二烷基硫酸钠，在1000R/MIN的转速下搅拌4MIN，浆料产生大量泡沫，体积膨胀至原体积的3倍左右；（4）将发泡浆料直接倒入石膏磨具。

15、中，静置24H；（5）将坯体脱模，在室温下干燥至恒重；（6）将干燥后的坯体在高温烧结炉中烧结，烧结制度为650之前烧结速率为2/MIN，并在650中保温60MIN，650之后升温速率为5/MIN，直到950，并保温2H，得到多孔保温材料；（7）将多孔材料表面杂质去除，表面均匀喷涂硅基防水渗透剂，放置在60的干燥箱中干燥至恒重。0015所得多孔保温材料的孔隙率为9346，体积密度为0197G/CM3，导热系数为0059W/MK，抗压强度为065MPA，吸水率为17。0016实施例3所用原料和重量为粉煤灰80G，废玻璃粉10G，粘土10G，增稠剂聚丙烯酸钠05G，发泡剂十二烷基硫酸钠（K12）02。

16、G，水233G。0017（1）将粉煤灰、废玻璃和粘土过100目筛；（2）按配方将粉煤灰、废玻璃粉、粘土、增稠剂聚丙烯酸钠和水，在行星式球磨机中球磨24H，球磨机的转速为240R/MIN，配制成固相含量为312WT的浆料；球磨机中物料与磨球的比例为13；为保证物料的混合空间，物料的装入量为球磨罐容量的1/5。（3）称取球磨好的浆料100G，加入02G十二烷基苯磺酸钠，在1000R/MIN的转速下搅拌4MIN，浆料产生大量泡沫，体积膨胀至原体积的3倍左右；（4）将发泡浆料直接倒入石膏磨具中，静置24H；（5）将坯体脱模，在室温下干燥至恒重；（6）将干燥后的坯体在高温烧结炉中烧结，烧结制度为650之。

17、前烧结速率为2/MIN，并在650中保温60MIN，650之后升温速率为5/MIN，直到900，并保温2H，得到多孔保温材料；（7）将多孔材料表面杂质去除，表面均匀喷涂硅基防水渗透剂，放置在60的干燥箱中干燥至恒重。0018所得多孔保温材料的孔隙率为8576，体积密度为0294G/CM3，导热系数为00673W/MK，抗压强度为093MPA，吸水率为11。0019实施例4所用原料和重量为粉煤灰85G，废玻璃粉10G，粘土5G，增稠剂聚丙烯酸钠08G，发泡剂十二烷基硫酸钠（K12）02G，水186G。说明书CN104177120A4/4页60020（1）将粉煤灰、废玻璃和粘土过100目筛；（2）。

18、按配方将粉煤灰、废玻璃粉、粘土、增稠剂聚丙烯酸钠和水，在行星式球磨机中球磨24H，球磨机的转速为240R/MIN，配制成固相含量为351WT的浆料；球磨机中物料与磨球的比例为15；为保证物料的混合空间，物料的装入量为球磨罐容量的1/3。（3）称取球磨好的浆料100G，加入02G十二烷基硫酸钠，在1000R/MIN的转速下搅拌5MIN，浆料产生大量泡沫，体积膨胀至原体积的32倍左右；（4）将发泡浆料直接倒入石膏磨具中，静置24H；（5）将坯体脱模，在室温下干燥至恒重；（6）将干燥后的坯体在高温烧结炉中烧结，烧结制度为650之前烧结速率为2/MIN，并在650中保温60MIN，650之后升温速率为5/MIN，直到850，并保温2小时，得到多孔保温材料；（7）将多孔材料表面杂质去除，表面均匀喷涂硅基防水渗透剂，放置在60的干燥箱中干燥至恒重。0021所得多孔保温材料的孔隙率为9009，体积密度为0264G/CM3，导热系数为00657W/MK，抗压强度为067MPA。吸水率为13。说明书CN104177120A1/2页7图1说明书附图CN104177120A2/2页8图2说明书附图CN104177120A。