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粉煤灰輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板及其制法和應(yīng)用_2

文檔序號(hào):8424358閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
料是建筑外墻保溫材料。
[0034]本發(fā)明將粉煤灰等大宗工業(yè)固體廢棄物作為發(fā)泡陶瓷保溫材料的主要原料,不僅可以變廢為寶,進(jìn)行最大限度的資源再利用,還克服了目前市場(chǎng)上發(fā)泡陶瓷保溫板原材料及制作成本價(jià)格偏高的缺陷,通過(guò)配方設(shè)計(jì)及制備工藝的調(diào)整,進(jìn)一步降低其密度和導(dǎo)熱系數(shù),提高其抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。具體來(lái)說(shuō),具有如下優(yōu)異的技術(shù)效果:
[0035]I)降低生產(chǎn)成本:本發(fā)明所用原料基本都來(lái)自環(huán)境固體廢棄物,且固廢的總添加量占到了 80%以上,成本低廉,既降低生產(chǎn)成本又保護(hù)了環(huán)境。
[0036]2)降低產(chǎn)品密度:本發(fā)明的制備方法得到的發(fā)泡陶瓷保溫板的密度能夠低至0.2g/cm3左右,使其可以稱(chēng)為輕質(zhì)發(fā)泡陶瓷保溫板。
[0037]3)提高保溫隔熱性能:本發(fā)明的制備方法得到的發(fā)泡陶瓷保溫板,閉合氣孔率達(dá)到80%以上,而且該發(fā)泡陶瓷保溫板的導(dǎo)熱系數(shù)最低可以低至0.018ff/(m.Κ),遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)泡陶瓷保溫板的導(dǎo)熱系數(shù),這就使得本發(fā)明的制備方法得到的發(fā)泡陶瓷保溫板具有更好的保溫性能,使其更適用于作為建筑外墻用的保溫材料。
【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1是本發(fā)明的輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板的制備方法簡(jiǎn)述工藝圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]本發(fā)明提供一種粉煤灰輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板及其制備方法和應(yīng)用,其總體技術(shù)方案如圖1所示:
[0040]如圖1所示,本發(fā)明的粉煤灰輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板的制備方法包括如下步驟:
[0041 ] 步驟a,配料、球磨,先將粉煤灰65?85 %、除塵灰O?10 %、膨潤(rùn)土 10?25 %、電廠爐渣O?10%、發(fā)泡劑0.1?4%混合得到混合料,再將混合料進(jìn)行干磨得到混合料粉;以上百分?jǐn)?shù)為質(zhì)量百分?jǐn)?shù);
[0042]步驟b,裝匣,將混合粉料平鋪在底部鋪有氧化鋁粉的匣缽中;
[0043]步驟C,高溫?zé)Y(jié),在1150?1200°C的氧化氣氛下燒結(jié),燒結(jié)完后保溫0.5?3hr ;
[0044]步驟d,冷卻,即得到所述一種粉煤灰輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板。
[0045]所述發(fā)泡劑是碳化硅微粉、半焦的一種或者二者兼有;兩種發(fā)泡劑價(jià)格便宜,用量少,變廢為寶,節(jié)約成本。
[0046]所述膨潤(rùn)土是先將膨潤(rùn)土原礦初步粉碎后經(jīng)過(guò)100°C烘干至膨潤(rùn)土的含水率彡0.5%為止,再以膨潤(rùn)土:球=1:1(質(zhì)量比例)進(jìn)行干磨6?12hr后過(guò)200目篩網(wǎng)(采用英國(guó)泰勒篩)得到微粉。
[0047]步驟a中,干磨工序是采用粒徑為0.5?2cm的氧化銷(xiāo)球石作為研磨介質(zhì),按照混合料:研磨介質(zhì)=1: 1.5?2(質(zhì)量比例)的比例干法球磨I?3hr。干法球磨可以使發(fā)泡劑均勻分布在粉料中,這是得到泡徑均勻的發(fā)泡陶瓷的必備條件。
[0048]步驟b中,在匣缽的底部均勻平鋪氧化鋁粉體、在匣缽四壁也涂覆氧化鋁漿料。這樣一方面是為了防止發(fā)泡陶瓷粘在匣缽四壁和底部,另一方面是為了發(fā)泡陶瓷脫模容易。
[0049]步驟c中,將匣缽置于電爐中,然后在氧化氣氛下,在室溫?600°C之間加熱2?5h、優(yōu)選3?4hr,在600?100CTC之間加熱I?4h、優(yōu)選1.5?3hr,在1000?最高溫度點(diǎn)(1150?12000C )之間加熱I?3h、優(yōu)選2?2.5hr,在1150?1200。。保溫0.5?3h,、優(yōu)選I?2.5hr,然后關(guān)閉電源,隨爐冷卻。這樣做是為了讓發(fā)泡陶瓷緩慢降溫,充分的釋放內(nèi)部熱應(yīng)力,若降溫過(guò)快,會(huì)使發(fā)泡陶瓷開(kāi)裂。
[0050]實(shí)施例
[0051]下面通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0052]實(shí)施例1:
[0053]1、原料準(zhǔn)備:將粉煤灰、膨潤(rùn)土烘干備用。其中:
[0054]粉煤灰為國(guó)標(biāo)一級(jí)干粉煤灰,其主要成分(以重量含量計(jì))為Si0250?60%,Al20320?40%,F(xiàn)e2033?10%,CaO 4?7%,其余鎂、鉀、鈉等元素的氧化物占5?15% ;粉體過(guò)200目篩網(wǎng),篩余量小于5% ;
[0055]膨潤(rùn)土是內(nèi)蒙古包頭當(dāng)?shù)氐奶烊徽惩?,主要成?以重量含量計(jì))為Si0260?80%, Al2O31?20%,F(xiàn)e2032?7%,CaO 2?5%,其余鎂、鉀、鈉等元素的氧化物占5?15%;膨潤(rùn)土微粉是先將膨潤(rùn)土原礦初步粉碎后經(jīng)過(guò)100°C烘干至膨潤(rùn)土的含水率< 0.5%(wt)為止,再以膨潤(rùn)土:球=1:1(質(zhì)量比例)進(jìn)行干磨6?12hr后過(guò)200目篩網(wǎng)得到微粉,其中球的粒徑為0.5?2cm的氧化鋁球石。
[0056]除塵灰是選用包鋼集團(tuán)公司燒結(jié)廠的325目除塵灰,粒徑在45 μπι左右;
[0057]半焦是選用內(nèi)蒙古包頭當(dāng)?shù)叵疵簭S生產(chǎn)的半焦,經(jīng)過(guò)100°C烘干至半焦的含水率^ 0.1% (Wt)為止,再以半焦:球=1:1進(jìn)行干磨I?4hr后過(guò)200目篩網(wǎng)(采用英國(guó)泰勒篩)得到微粉,其中球的粒徑為0.5?2cm的氧化鋁球石;
[0058]電廠爐渣是選用包鋼集團(tuán)公司自備電廠產(chǎn)生的爐渣,經(jīng)過(guò)100°C烘干至電廠爐渣的含水率彡0.1% (Wt)為止,再以電廠爐渣:球=1:1進(jìn)行干磨3?6hr后過(guò)200目篩網(wǎng)得到微粉,其中球的粒徑為0.5?2cm的氧化鋁球石;其主要成分(以重量含量計(jì))為Si0240?60%,Al20330?40%,F(xiàn)e2033?8%,CaO 3?7%,其余鎂、鉀、鈉等元素的氧化物占5?15%。
[0059]發(fā)泡劑碳化硅采用325目碳化硅微粉。
[0060]2、制備:選取粉煤灰80%、膨潤(rùn)土 20%、碳化硅微粉0.3% (外加),以上百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù);混合得到混合料,然后采用粒徑為Icm和0.5cm的氧化鋁球石按1:2比例混合作為研磨介質(zhì),按照混合料:研磨介質(zhì)=1: 1.5的比例(質(zhì)量比例)干法球磨Ihr得到混合粉料;再將混合粉料平鋪在底部鋪有氧化鋁粉的匣缽中,同時(shí)在匣缽四壁也涂覆有氧化鋁漿料,將混合粉料均勻的平鋪在匣缽里面,混合粉料的高度為匣缽高度的1/3 ;然后在氧化氣氛下,在4hr內(nèi)使其從室溫加熱至600°C,在2hr內(nèi)使其從600°C加熱至1000°C,在2hr內(nèi)使其從1000°C加熱至1150°C,在1150°C保溫2hr,然后關(guān)閉電源,隨爐冷卻,即得到所述輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板。所述輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板的閉合氣孔率為80%,閉合氣孔孔徑為4mm,閉合氣孔呈均勻分布在陶瓷燒結(jié)體內(nèi)。陶瓷燒結(jié)體密度為0.35g/cm3,抗拉強(qiáng)度達(dá)到0.6MPa,抗壓強(qiáng)度達(dá)到3MPa,導(dǎo)熱系數(shù)為0.03W/ (m.K, 200°C )。其中,閉合氣孔率按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T10799-2008進(jìn)行檢測(cè),閉合氣孔孔徑按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T1967-1996進(jìn)行檢測(cè),燒結(jié)體密度按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T2998-2001(等效采用ISO 5016:1997)進(jìn)行檢測(cè),抗拉強(qiáng)度按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T9641-1988進(jìn)行檢測(cè),抗壓強(qiáng)度按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T1964-1996進(jìn)行檢測(cè),導(dǎo)熱系數(shù)按照GB/T10294-2008進(jìn)行檢測(cè),以下實(shí)施例中的測(cè)定均與該實(shí)施例1的測(cè)定方法相同,將省略不再贅述。
[0061]實(shí)施例2:原料粉煤灰、膨潤(rùn)土成分與實(shí)施例1相同;所不同的是各原料用量和輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板制備的步驟,具體如下:
[0062]選取粉煤灰65%、膨潤(rùn)土 25%、除塵灰4%、電廠爐渣6%、碳化硅微粉0.4% (外加)、半焦I % (外加),以上百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù);混合得到混合料,然后采用粒徑為Icm和0.5cm的氧化鋁球石按1:2比例混合作為研磨介質(zhì),按照混合料:研磨介質(zhì)=1:2的比例干法球磨1.5hr得到混合粉料;再將混合粉料平鋪在底部鋪有氧化鋁粉的匣缽中,同時(shí)在匣缽四壁也涂覆有氧化鋁漿料,將混合粉料均勻的平鋪在匣缽里面,混合粉料的高度為匣缽高度的1/3 ;然后在氧化氣氛下,在3hr內(nèi)使其從室溫加熱至600°C,在1.5hr內(nèi)使其從600°C加熱至1000°C,在2hr內(nèi)使其從1000°C加熱至1160。。,在1160°C保溫1.5hr,然后關(guān)閉電源,隨爐冷卻,即得到所述輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板。所述輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板的閉合氣孔為82%,閉合氣孔孔徑為5mm,閉合氣孔呈均勾分布在陶瓷燒結(jié)體內(nèi)。陶瓷燒結(jié)體密度為0.26g/cm3,抗拉強(qiáng)度達(dá)到0.55MPa,抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.4MPa,導(dǎo)熱系數(shù)為0.026W/(m.K,200。。)。
[0063]實(shí)施例3:原料粉煤灰、膨潤(rùn)土、電廠爐渣成分與實(shí)施例1相同;所不同的是各原料用量和輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板制備的步驟,具體如下:
[0064]選取粉煤灰85%、膨潤(rùn)土 10%、電廠爐渣5%、碳化硅微粉0.5% (外加),以上百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù);混合得到混合料,然后采用粒徑為Icm和0.5cm的氧化鋁球石按1:2比例混合
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