高溫輕質(zhì)熱絕緣水泥和二氧化硅基材料的制作方法
【專利摘要】一種高溫輕質(zhì)熱絕緣材料由包含水泥或硅砂、水和發(fā)泡劑的混合物形成。所述發(fā)泡劑可以為鋁粉或表面活性劑。所述保溫材料具有大于約600℃的最大使用溫度。
【專利說明】高溫輕質(zhì)熱絕緣水泥和二氧化括基材料 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明總體設(shè)及復(fù)合材料領(lǐng)域，W及更具體地，設(shè)及高溫輕質(zhì)熱絕緣水泥和二氧 化娃基材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 無。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種由包含水泥或娃砂、水和發(fā)泡劑的混合物形成的高溫輕質(zhì)熱絕 緣水泥或二氧化娃基材料（"保溫材料"）。發(fā)泡劑可W為侶粉或表面活性劑。保溫材料具有 大于約600°C的最大使用溫度。當(dāng)使用普通娃酸鹽水泥(Ordinary Portland cement，0PC) 時(shí)，最大使用溫度可W高達(dá)約900°C。當(dāng)使用娃砂時(shí)，最大使用溫度可W高達(dá)約1000°C。當(dāng)使 用侶酸巧水泥(CAC)時(shí)，最大使用溫度可W高達(dá)約1800°C。
[0004] 另外，本發(fā)明提供了一種由包含量為約25至90%濕重的水泥或娃砂、量為約10至 70%濕重的水和發(fā)泡劑的混合物形成的保溫材料。發(fā)泡劑可W是量為W水泥或娃砂的重量 計(jì)約0.5至3.0 %的侶粉，或者是量為W水的重量計(jì)約0.05至2.0 %的表面活性劑。保溫材料 具有大于約600°C的最大使用溫度、范圍為約0.1至l.Og/cm3的密度、范圍為約0.05至 0.30胖/(111-1〇的熱導(dǎo)率和范圍為約30至3000?51(2.068至206.8己）的壓縮強(qiáng)度。
[0005] 此外，本發(fā)明提供了一種制造保溫材料的方法，包括:將水泥或娃砂與水混合，使 用發(fā)泡劑將混合物發(fā)泡，將發(fā)泡的混合物誘注到模具中并使發(fā)泡的混合物上升W形成保溫 材料，W及將保溫材料從模具移出。保溫材料可W被固化或熱處理。保溫材料具有大于約 600°C的最大使用溫度。
[0006] 此外，本發(fā)明提供了一種制造保溫材料的方法，包括:將量為約25至90%濕重的水 泥或娃砂與量為約10至70%濕重的水混合，使用發(fā)泡劑(量為W水泥或娃砂的重量計(jì)約0.5 至3.0 %的侶粉或量為W水的重量計(jì)約0.05至2.0 %的表面活性劑)將混合物發(fā)泡，將發(fā)泡 的混合物誘注到模具中并使發(fā)泡的混合物上升W形成保溫材料，W及將保溫材料從模具移 出。保溫材料可W被固化或熱處理。保溫材料具有大于約600°C的最大使用溫度、范圍為約 0.1至l.Og/cm 3的密度、范圍為約0.05至0.30W/(m ? K)的熱導(dǎo)率和范圍為約30至3000PSI (2.068至206.8己）的壓縮強(qiáng)度。
[0007] 下文參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
[000引附圖的簡(jiǎn)要說明
[0009] 從W下參照附圖、W實(shí)施例的方式給出的各種實(shí)施方案的說明，本發(fā)明的進(jìn)一步 的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯：
[0010] 無。
[00"] 發(fā)明詳述
[0012]盡管下文詳細(xì)討論了本發(fā)明的各實(shí)施方案的形成和使用，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明提 供了許多可W體現(xiàn)在多種不同的具體語境中的可應(yīng)用的發(fā)明構(gòu)思。在本文中討論的具體實(shí) 施方案僅僅是對(duì)形成及使用本發(fā)明的具體方式的說明，并不限制本發(fā)明的范圍。
[0013] 為了便于理解本發(fā)明，下文定義了多個(gè)術(shù)語。本文中定義的術(shù)語具有本發(fā)明相關(guān) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所理解的含義。術(shù)語如"一個(gè)(a)"，"一個(gè)(an)"及"該(the)"不是 旨在僅指單個(gè)的實(shí)體，而是旨在包括可W W其具體實(shí)例來說明的大類。本文的術(shù)語用于描 述本發(fā)明的具體實(shí)施方案，然而其使用除了在權(quán)利要求中所概括的之外不限制本發(fā)明。
[0014] 普通娃酸鹽水泥(OPC)或侶酸巧水泥(CAC)，在其凝結(jié)之前的添加有水的濕態(tài)下， 可W用反應(yīng)的侶粉或使用表面活性劑起泡。通過添加更高量的侶或表面活性劑，濕材料更 大程度地發(fā)泡，則其重量將更輕，W及結(jié)果，凝結(jié)和干燥的材料將更保溫。凝結(jié)和干燥后，當(dāng) 基于OP別寸，保溫材料將具有高達(dá)約900°C的最大使用溫度，W及當(dāng)基于CA別寸，保溫材料將 具有高達(dá)約1800°C的最大使用溫度。
[0015] 在與水和氧化巧的混合物中的娃砂可W用反應(yīng)的侶粉或通過使用表面活性劑來 起泡。通過添加更高量的侶或表面活性劑，濕材料更大程度地發(fā)泡，則其重量將更輕，W及 結(jié)果，凝結(jié)和干燥的材料將更保溫。凝膠、發(fā)泡、凝結(jié)、高壓滅菌和干燥后，保溫材料將具有 高達(dá)約1000°C的最大使用溫度。
[0016] 水泥或娃砂粘合劑可W與多種添加劑材料如砂、石膏、娃灰（silica化me)、火成 二氧化娃、熟石膏(plaster Of Paris)、飛灰、礦渣、巖石、纖維（例如，玻璃纖維、纖維素纖 維、聚乙締醇纖維、聚丙締纖維或其組合)等結(jié)合使用。注意，娃砂首先在球磨機(jī)中作為濕漿 被研磨至小于100微米的細(xì)度。
[0017] 為了制備發(fā)泡的水泥或二氧化娃水混合物，水與固體的比例的范圍通常為W重量 計(jì)0.2至2.0。當(dāng)使用范圍為0.2至1.0的較低的水與固體比例發(fā)泡混合物時(shí)，可W通過添加 量為水泥或娃砂重量0.25-4.0%的常規(guī)高效減水劑化igh range water reducer,HRWR)來 將運(yùn)些混合物制備成更易流動(dòng)的。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)泡的混合物(水泥-水或二氧化娃-水)有時(shí)通過添加流變改 性劑來穩(wěn)定。流變改性劑通常W水泥或娃砂重量的0.1至5 %的量添加。
[0019] 流變改性劑落入W下種類：（1)多糖及其衍生物；（2)蛋白質(zhì)及其衍生物;和(3)合 成的有機(jī)材料。多糖流變改性劑可W進(jìn)一步細(xì)分為：（a)纖維素基材料及其衍生物；（b)淀粉 基材料及其衍生物;和(C)其它多糖。
[0020] 適合的纖維素基流變改性劑包括，例如，甲基徑乙基纖維素(M肥C)、徑甲基乙基纖 維素(HMEC)、簇甲基纖維素(CMC)、甲基纖維素(MC)、乙基纖維素巧C)、徑乙基纖維素化EC)、 徑乙基丙基纖維素化邸C)和徑丙基甲基纖維素化PMC)等。
[0021] 適合的淀粉基材料包括，例如，小麥淀粉、預(yù)膠凝的小麥淀粉、馬鈴馨淀粉、預(yù)膠凝 的馬鈴馨淀粉、支鏈淀粉、直鏈淀粉、海凝膠（seagel)、淀粉乙酸醋、淀粉徑乙基酸、離子淀 粉、長(zhǎng)鏈烷基淀粉、糊精、胺淀粉、憐酸醋淀粉和雙醒淀粉。
[0022] 目前優(yōu)選的流變改性劑為徑丙基甲基纖維素，其實(shí)例為Methocel 240和Methocel 240S。
[0023] 當(dāng)使用侶作為發(fā)泡劑時(shí)，侶的粒徑通常低于100微米。侶可W作為干粉末或者作為 與水或二甘醇的混合物的糊劑添加，并且對(duì)于一些應(yīng)用，也可W W延遲的形式使用。優(yōu)選的 侶購(gòu)自Eckad公司（一家德國(guó)公司）。通常，W水泥或娃砂的重量計(jì)，侶W0.05-3 %的量添 加。
[0024] 當(dāng)對(duì)OPC水泥基混合物發(fā)泡時(shí)，在用5秒至I分鐘在混合下加入侶之后，通常首先對(duì) 水和水泥進(jìn)行1-5分鐘的混合。當(dāng)對(duì)CAC水泥基混合物發(fā)泡時(shí)，在用5秒至1分鐘在混合下加 入W水重量的0.5至10%的量的氧化巧、氨氧化巧、氨氧化鋼或類似的提高抑的材料W及最 后用5秒至1分鐘在混合下加入侶之后，通常首先對(duì)水、水泥和流變改性劑進(jìn)行1-5分鐘的混 合。當(dāng)對(duì)娃砂基混合物發(fā)泡時(shí)，在用1 -5分鐘在混合下加入W水重量的0.5至40 %的量的氧 化巧、氨氧化巧、氨氧化鋼或類似的提高抑的材料W及最后用5秒至1分鐘在混合下加入侶 之后，通常首先對(duì)水、砂和流變改性劑(當(dāng)使用時(shí))進(jìn)行1-5分鐘的混合。
[0025] 混合之后，將混合物誘注到可W是管、半管或塊的形狀的模具系統(tǒng)中并允許混合 物上升（由于隨著侶與氨離子的反應(yīng)形成氨氣氣泡)并在接下來的0.5-2小時(shí)期間內(nèi)充滿該 模具。
[0026] 當(dāng)使用表面活性劑作為發(fā)泡劑時(shí)，優(yōu)選選擇具有高度泡沫穩(wěn)定性且產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)臍?泡大小的表面活性劑。一種運(yùn)樣的攜氣劑由公司Sika銷售。表面活性劑通常W水重量的 0.05至2.0 %的量添加。當(dāng)對(duì)OPC或CAC水泥基混合物發(fā)泡時(shí)，水、水泥、表面活性劑和流變改 性劑通?；旌?至10分鐘W使混合物起泡。當(dāng)對(duì)具有表面活性劑的娃砂基混合物發(fā)泡時(shí)，在 用1-5分鐘在混合下加入W水重量的0.5至40 %的量添加氧化巧、氨氧化巧、氨氧化鋼或類 似的提高抑的材料W及最后用1至10分鐘在混合下加入表面活性劑之后，通常首先對(duì)水、砂 和流變改性劑進(jìn)行1-5分鐘的混合，從而使混合物起泡?；旌现?，將發(fā)泡的混合物誘注到 模具系統(tǒng)中。
[0027] 在水泥基混合物硬化之后，濕材料將被脫模，并可W被切割、修整、砂磨或特形銳 成規(guī)定的形狀(例如，管、半管、塊、板等）。在二氧化娃基混合物在模具系統(tǒng)中凝膠并形成足 夠的濕強(qiáng)度(2至10小時(shí))之后，濕材料被脫模，并可W被切割，修整、砂磨或特形銳成規(guī)定的 形狀(例如，管、半管、塊、板等）。
[0028] 為了形成由OPC水泥制成的產(chǎn)品的最終28天強(qiáng)度，或者使產(chǎn)品在潮濕環(huán)境中靜置 28天，或者可W通過由其內(nèi)部熱發(fā)展或由如本技術(shù)領(lǐng)域中常規(guī)的蒸汽固化加熱而使強(qiáng)度發(fā) 展被加速至在24-48小時(shí)內(nèi)完成。
[0029] 由CAC水泥制備的產(chǎn)品將在24小時(shí)內(nèi)達(dá)到其最終強(qiáng)度，并且不需要額外的固化。
[0030] 由娃砂制備的產(chǎn)品在150-200°c的溫度和10-20己的壓力下、在高壓蓋中放置15-48小時(shí)W形成最終強(qiáng)度。運(yùn)種處理將膠凝的二氧化娃轉(zhuǎn)化成提供強(qiáng)度的水泥反應(yīng)產(chǎn)品水化 娃酸巧和硬娃巧石。
[0031] 在實(shí)現(xiàn)最終的強(qiáng)度發(fā)展之后，干燥該產(chǎn)品W形成最終的輕質(zhì)保溫復(fù)合材料。硬化 的復(fù)合材料可W被切割，修整、砂磨或特形銳成規(guī)定的形狀(例如，管、半管、塊、板等）。
[0032] 在一個(gè)實(shí)施方案中，可W通過用水基或溶劑基硅烷噴涂該產(chǎn)品W對(duì)最終的產(chǎn)品進(jìn) 行防水處理。運(yùn)樣的產(chǎn)品通常由BASF銷售。
[0033] 最終的輕質(zhì)水泥或二氧化娃基保溫復(fù)合材料將具有范圍為0.1-1.Og/cm3的密度、 范圍為30-3000?51(2.068至206.8己）的壓縮強(qiáng)度和范圍為0.05-0.3胖/(111*1〇的熱導(dǎo)率。
[0034]
[0035] 水泥或娃砂可 W為 W重量計(jì) 25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、 34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、 49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、 64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、 79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89% 或 90%，或者之間的其它增 量百分比。
[0036] 水可 W為 W重量計(jì) 10%、11 %、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、 20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、 35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、 50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、 65%、66%、67%、68%、69%或70%，或者之間的其它增量百分比。
[0037] 輔助材料可W為W重量計(jì)0%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、 11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、 26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、 41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49% 或 50%，或者之間的其它增量百分比。 [003引補(bǔ)強(qiáng)纖維可W為W重量計(jì)0%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、 11 %、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19% 或 20%，或者之間的其它增量百分比。
[0039]流變改性劑可W為W重量計(jì)0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、 0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、 1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%、 3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9% 或 4.0%，或者之間的其它增 量百分比。
[0040]侶粉可 W為W重量計(jì) 0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、 1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、 2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%或3.0%，或者之間的其它增量百分比。
[0041 ]表面活性劑可 W為 W重量計(jì) 0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、 0.7%'0.8%'0.9%'1.0%'1.1%'1.2%'1.3%'1.4%'1.5%'1.6%'1.7%'1.8%'1.9% 或2.0%，或者之間的其它增量百分比。
[0042] 提高抑的試劑可 W為W重量計(jì) 0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、 1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、 2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、 3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4.0%、4.1%、4.2%、4.3%、4.4%、4.5%、4.6%、4.7%、 4.8%、4.9%、5.0%、5.1%、5.2%、5.3%、5.4%、5.5%、5.6%、5.7%、5.8%、5.9%、 6.0%、6.1%、6.2%、6.3%、6.4%、6.5%、6.6%、6.7%、6.8%、6.9%、7.0%、7.1%、 7.2%、7.3%、7.4%、7.5%、7.6%、7.7%、7.8%、7.9%、8.0%、8.1%、8.2%、8.3%、 8.4%、8.5%、8.6%、8.7%、8.8%、8.9%、9.0%、9.1%、9.2%、9.3%、9.4%、9.5%、 9.6%、9.7%、9.8%、9.9%或10.0%，或者之間的其它增量百分比。
[0043] 結(jié)果，本發(fā)明提供了一種由包含水泥或娃砂、水和發(fā)泡劑的混合物形成的高溫輕 質(zhì)熱絕緣水泥或二氧化娃基材料（"保溫材料"）。發(fā)泡劑可W為侶粉或表面活性劑。保溫材 料具有大于約600°C的最大使用溫度。當(dāng)使用普通娃酸鹽水泥(OPC)時(shí)，最大使用溫度可W 高達(dá)約900°C。當(dāng)使用娃砂時(shí)，最大使用溫度可W高達(dá)約1000°C。當(dāng)使用侶酸巧水泥（CAC) 時(shí)，最大使用溫度可W高達(dá)約1800°C。
[0044] 另外，本發(fā)明提供了一種由包含量為約25至90%濕重的水泥或娃砂、量為約10至 70%濕重的水和發(fā)泡劑的混合物形成的保溫材料。發(fā)泡劑可W是量為W水泥或娃砂的重量 計(jì)約0.5至3.0 %的侶粉，或者是量為W水的重量計(jì)約0.05至2.0 %的表面活性劑。保溫材料 具有大于約600°C的最大使用溫度、范圍為約0.1至l.Og/cm3的密度、范圍為約0.05至 0.30胖/(111-1〇的熱導(dǎo)率和范圍為約30至3000?51(2.068至206.8己）的壓縮強(qiáng)度。
[0045] 此外，本發(fā)明提供了一種制造保溫材料的方法，包括:將水泥或娃砂與水混合，使 用發(fā)泡劑將混合物發(fā)泡，將發(fā)泡的混合物誘注到模具中并使發(fā)泡的混合物上升W形成保溫 材料，W及將保溫材料從模具移出。保溫材料可W被固化或熱處理。保溫材料具有大于約 600°C的最大使用溫度。
[0046] 此外，本發(fā)明提供了一種制造保溫材料的方法，包括:將量為約25至90%濕重的水 泥或娃砂與量為約10至70%濕重的水混合，使用發(fā)泡劑(量為W水泥或娃砂的重量計(jì)約0.5 至3.0 %的侶粉或量為W水的重量計(jì)約0.05至2.0 %的表面活性劑)將混合物發(fā)泡，將發(fā)泡 的混合物誘注到模具中并使發(fā)泡的混合物上升W形成保溫材料，W及將保溫材料從模具移 出。保溫材料可W被固化或熱處理。保溫材料具有大于約600°C的最大使用溫度、范圍為約 0.1至l.Og/cm 3的密度、范圍為約0.05至0.30W/(m ? K)的熱導(dǎo)率和范圍為約30至3000PSI (2.068至206.8己）的壓縮強(qiáng)度。
[0047] 盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)當(dāng)理解，在不背離由所附權(quán)利要求所 限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在本文中可W作出各種不同的改變、替代和修改。另 夕h本申請(qǐng)的范圍并不旨在限于說明書中描述的工藝、機(jī)器、制造、物質(zhì)的組合物、手段、方 法和步驟，本申請(qǐng)的范圍僅由權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種由混合物形成的保溫材料，所述混合物包含： 水泥或硅砂； 水； 包含鋁粉或表面活性劑的發(fā)泡劑；以及 所述保溫材料具有大于約600°c的最大使用溫度。2. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，所述保溫材料具有范圍為約0.1至l.Og/cm3的密度。3. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，所述保溫材料具有范圍為約0.05至0.30W/(m · K)的熱 導(dǎo)率。4. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，所述保溫材料具有范圍為約30至3000PSI( 2.068至 206.8巴）的壓縮強(qiáng)度。5. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，所述保溫材料具有： 范圍為約0.1至l.〇g/cm3的密度； 范圍為約0.05至0.30W/(m · K)的熱導(dǎo)率;和 范圍為約30至3000PSI (2.068至206.8巴）的壓縮強(qiáng)度。6. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，所述水泥包括普通硅酸鹽水泥，以及所述最大使用溫度 的范圍為約650至900°C。7. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，所述水泥包括鋁酸鈣水泥，以及所述最大使用溫度的范 圍為約900至1800°C。8. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，使用硅砂，以及所述最大使用溫度的范圍為約650至 1000。。。9. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，所述混合物具有以重量計(jì)的范圍為約0.2至2.0的水與 水泥或與硅砂的比例。10. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，所述混合物具有以重量計(jì)的范圍為約1.0的水與水泥 或與硅砂的比例。11. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，還包含量為水泥或硅砂重量的約〇. 25至4.0 %的高效 減水劑(HRWR)。12. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，其中所述水泥選自基本上由普通硅酸鹽水泥、鋁酸鈣 水泥、高鋁水泥、礦渣水泥、娃酸鹽水泥、磷酸鹽水泥和氯氧化鎂水泥組成的組。13. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，所述鋁粉的量為以水泥或硅砂的重量計(jì)約0.5至 3.0%〇14. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，所述表面活性劑的量為以水的重量計(jì)約0.05至2.0%。15. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，所述混合物還包含添加劑材料，所述添加劑材料選自 基本上由水泥（當(dāng)使用硅砂時(shí)）、砂（當(dāng)使用水泥時(shí)）、石膏、硅灰、火成二氧化硅、熟石膏、飛 灰、礦渣、巖石和纖維組成的組。16. 權(quán)利要求15所述的保溫材料，所述纖維包括玻璃纖維、纖維素纖維、聚乙烯醇纖維、 聚丙烯纖維或其組合。17. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，所述混合物還包含量為水泥或硅砂重量的約0.1至 5.0 %的流變改性劑。18. 權(quán)利要求17所述的保溫材料，所述流變改性劑包括羥丙基甲基纖維素。19. 權(quán)利要求17所述的保溫材料，所述流變改性劑選自基本上由多糖、多糖衍生物、蛋 白質(zhì)、其蛋白質(zhì)衍生物和合成的有機(jī)材料組成的組。20. 權(quán)利要求19所述的保溫材料，所述多糖選自基本上由纖維素基材料、纖維素基材料 的衍生物、淀粉基材料和淀粉基材料的衍生物組成的組。21. 權(quán)利要求20所述的保溫材料，所述纖維素基材料選自基本上由甲基羥乙基纖維素 (MHEC)、羥甲基乙基纖維素（HMEC)、羧甲基纖維素（CMC)、甲基纖維素（MC)、乙基纖維素 (EC)、羥乙基纖維素(HEC)、羥乙基丙基纖維素(HEPC)和羥丙基甲基纖維素(HPMC)組成的 組。22. 權(quán)利要求20所述的保溫材料，所述淀粉基材料選自基本上由小麥淀粉、預(yù)膠凝的小 麥淀粉、馬鈴薯淀粉、預(yù)膠凝的馬鈴薯淀粉、支鏈淀粉、直鏈淀粉、海凝膠、淀粉乙酸酯、淀粉 羥乙基醚、離子淀粉、長(zhǎng)鏈烷基淀粉、糊精、胺淀粉、磷酸酯淀粉和雙醛淀粉組成的組。23. 權(quán)利要求1所述的保溫材料，所述混合物還包含量為以水重量計(jì)約0.5至10%的提 高pH的材料。24. 權(quán)利要求23所述的保溫材料，所述提高pH的材料選自基本上由氧化鈣、氫氧化鈣和 氫氧化鈉組成的組。25. -種由混合物形成的保溫材料，所述混合物包含： 量為約25至90 %濕重的水泥； 量為約10至70 %濕重的水； 包含量為以水泥的重量計(jì)約〇. 5至3.0%的鋁粉或量為以水的重量計(jì)約0.05至2.0%的 表面活性劑的發(fā)泡劑；以及 所述保溫材料具有大于約600°C的最大使用溫度、范圍為約0.1至1.0g/cm3的密度、范圍 為約0.05至0.30W/(m · K)的熱導(dǎo)率和范圍為約30至3000PSI (2.068至206.8巴）的壓縮強(qiáng) 度。26. -種由混合物形成的保溫材料，所述混合物包含： 量為約25至90 %濕重的硅砂； 量為約10至70 %濕重的水； 包含量為以硅砂的重量計(jì)約〇. 5至3.0 %的鋁粉或量為以水的重量計(jì)約0.05至2.0 %的 表面活性劑的發(fā)泡劑；以及 所述保溫材料具有大于約600°C的最大使用溫度、范圍為約0.1至1.0g/cm3的密度、范圍 為約0.05至0.30W/(m · K)的熱導(dǎo)率和范圍為約30至3000PSI (2.068至206.8巴）的壓縮強(qiáng) 度。27. -種制造保溫材料的方法，所述方法包括以下步驟： 將水泥與水混合； 使用發(fā)泡劑將水泥-水混合物發(fā)泡； 將發(fā)泡的水泥-水混合物澆注到模具中并使發(fā)泡的水泥-水混合物上升以形成保溫材 料； 固化所述保溫材料； 將所述保溫材料從模具移出；以及 所述保溫材料具有大于約600°C的最大使用溫度。28. 權(quán)利要求27所述的方法，其中混合步驟進(jìn)行約1至5分鐘。29. 權(quán)利要求27所述的方法，其中發(fā)泡步驟進(jìn)行約5秒至1分鐘。30. 權(quán)利要求27所述的方法，其中允許發(fā)泡的水泥-水混合物上升約0.5至2.0小時(shí)。31. 權(quán)利要求27所述的方法，固化步驟包括使所述保溫材料在潮濕環(huán)境中放置約28天 的步驟。32. 權(quán)利要求27所述的方法，固化步驟包括加熱所述保溫材料的步驟。33. 權(quán)利要求27所述的方法，固化步驟包括蒸汽固化所述保溫材料的步驟。34. 權(quán)利要求27所述的方法，還包括干燥所述保溫材料的步驟。35. 權(quán)利要求27所述的方法，還包括將所述保溫材料切割、修整、砂磨或特形銑成規(guī)定 的形狀的步驟。36. 權(quán)利要求27所述的方法，其中所述規(guī)定的形狀包括管、半管、塊或板。37. 權(quán)利要求27所述的方法，還包括使用防水劑噴涂所述保溫材料的步驟。38. 權(quán)利要求27所述的方法，所述保溫材料具有范圍為約0.1至1 .Og/cm3的密度。39. 權(quán)利要求27所述的方法，所述保溫材料具有范圍為約0.05至0.30W/(m · K)的熱導(dǎo) 率。40. 權(quán)利要求27所述的方法，所述保溫材料具有范圍為約30至3000PSI (2.068至206.8 巴）的壓縮強(qiáng)度。41. 權(quán)利要求27所述的方法，所述保溫材料具有： 范圍為約0.1至1.〇g/cm3的密度； 范圍為約0.05至0.30W/(m · K)的熱導(dǎo)率;和 范圍為約30至3000PSI (2.068至206.8巴）的壓縮強(qiáng)度。42. 權(quán)利要求27所述的方法，所述水泥包括普通硅酸鹽水泥，以及所述最大使用溫度的 范圍為約650至900°C。43. 權(quán)利要求27所述的方法，所述水泥包括鋁酸鈣水泥，以及所述最大使用溫度的范圍 為約 900 至 1800°C。44. 權(quán)利要求27所述的方法，水泥混合物具有以重量計(jì)的范圍為約0.2至2.0的水與水 泥比例。45. 權(quán)利要求27所述的方法，水泥混合物具有以重量計(jì)的范圍為約1.0的水與水泥比 例。46. 權(quán)利要求27所述的方法，還包含量為水泥重量的約0.25至4.0 %的高效減水劑 (HRffR)〇47. 權(quán)利要求27所述的方法，其中所述水泥選自基本上由普通硅酸鹽水泥、鋁酸鈣水 泥、高鋁水泥、礦渣水泥、娃酸鹽水泥、磷酸鹽水泥和氯氧化鎂水泥組成的組。48. 權(quán)利要求27所述的方法，所述鋁粉的量為以水泥的重量計(jì)約0.5至3.0%。49. 權(quán)利要求27所述的方法，所述表面活性劑的量為以水的重量計(jì)約0.05至2.0 %。50. 權(quán)利要求27所述的方法，水泥混合物還包含添加劑材料，所述添加劑材料選自基本 上由砂、石膏、硅灰、火成二氧化硅、熟石膏、飛灰、礦渣、巖石和纖維組成的組。51. 權(quán)利要求50所述的方法，所述纖維包括玻璃纖維、纖維素纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙 烯纖維或其組合。52. 權(quán)利要求27所述的方法，水泥混合物還包含量為水泥重量的約0.1至5.0%的流變 改性劑。53. 權(quán)利要求52所述的方法，所述流變改性劑包括羥丙基甲基纖維素。54. 權(quán)利要求52所述的方法，所述流變改性劑選自基本上由多糖、多糖衍生物、蛋白質(zhì)、 其蛋白質(zhì)衍生物和合成的有機(jī)材料組成的組。55. 權(quán)利要求54所述的方法，所述多糖選自基本上由纖維素基材料、纖維素基材料的衍 生物、淀粉基材料和淀粉基材料的衍生物組成的組。56. 權(quán)利要求55所述的方法，所述纖維素基材料選自基本上由甲基羥乙基纖維素 (MHEC)、羥甲基乙基纖維素（HMEC)、羧甲基纖維素（CMC)、甲基纖維素（MC)、乙基纖維素 (EC)、羥乙基纖維素(HEC)、羥乙基丙基纖維素(HEPC)和羥丙基甲基纖維素(HPMC)組成的 組。57. 權(quán)利要求55所述的方法，所述淀粉基材料選自基本上由小麥淀粉、預(yù)膠凝的小麥淀 粉、馬鈴薯淀粉、預(yù)膠凝的馬鈴薯淀粉、支鏈淀粉、直鏈淀粉、海凝膠、淀粉乙酸酯、淀粉羥乙 基醚、離子淀粉、長(zhǎng)鏈烷基淀粉、糊精、胺淀粉、磷酸酯淀粉和雙醛淀粉組成的組。58. 權(quán)利要求27所述的方法，水泥混合物還包含量為以水重量計(jì)約0.5至10%的提高pH 的材料。59. 權(quán)利要求58所述的方法，所述提高pH的材料選自基本上由氧化鈣、氫氧化鈣和氫氧 化鈉組成的組。60. -種制造保溫材料的方法，所述方法包括以下步驟： 將量為約25至90 %濕重的水泥與量為約10至70 %濕重的水混合； 使用發(fā)泡劑將水泥-水混合物發(fā)泡，所述發(fā)泡劑包含量為以水泥的重量計(jì)約0.5至 3.0 %的鋁粉或量為以水的重量計(jì)約0.05至2.0 %的表面活性劑； 將發(fā)泡的水泥-水混合物澆注到模具中并使發(fā)泡的水泥-水混合物上升以形成保溫材 料； 固化所述保溫材料； 將所述保溫材料從模具移出；以及 所述保溫材料具有大于約600°C的最大使用溫度、范圍為約0.1至l.Og/cm3的密度、范圍 為約0.05至0.30W/(m · K)的熱導(dǎo)率和范圍為約30至3000PSI (2.068至206.8巴）的壓縮強(qiáng) 度。61. -種制造保溫材料的方法，所述方法包括以下步驟： 將硅砂與水混合； 使用發(fā)泡劑將砂-水混合物發(fā)泡； 將發(fā)泡的砂-水混合物澆注到模具中并使發(fā)泡的砂-水混合物上升以形成保溫材料； 將所述保溫材料從模具移出； 對(duì)所述保溫材料進(jìn)行熱處理；以及 所述保溫材料具有約1000 °C的最大使用溫度。62. 權(quán)利要求61所述的方法，還包括使用球磨機(jī)研磨硅砂的步驟。63. 權(quán)利要求61所述的方法，其中混合步驟進(jìn)行約1至5分鐘。64. 權(quán)利要求61所述的方法，其中發(fā)泡步驟進(jìn)行約5秒至1分鐘。65. 權(quán)利要求61所述的方法，其中使發(fā)泡的砂-水混合物上升約0.5至2.0小時(shí)。66. 權(quán)利要求61所述的方法，加熱步驟包括在約150至200°C的溫度和約10至20巴的壓 力下壓熱處理所述保溫材料約15-48小時(shí)的步驟。67. 權(quán)利要求61所述的方法，還包括干燥所述保溫材料的步驟。68. 權(quán)利要求61所述的方法，還包括將所述保溫材料切割、修整、砂磨或特形銑成規(guī)定 的形狀的步驟。69. 權(quán)利要求68所述的方法，所述規(guī)定的形狀包括管、半管、塊或板。70. 權(quán)利要求61所述的方法，還包括使用防水劑噴涂所述保溫材料的步驟。71. 權(quán)利要求61所述的方法，所述保溫材料具有范圍為約0.1至l.Og/cm3的密度。72. 權(quán)利要求61所述的方法，所述保溫材料具有范圍為約0.05至0.30W/(m · K)的熱導(dǎo) 率。73. 權(quán)利要求61所述的方法，所述保溫材料具有范圍為約30至3000PSI (2.068至206.8 巴）的壓縮強(qiáng)度。74. 權(quán)利要求61所述的方法，所述保溫材料具有： 范圍為約0.1至l.〇g/cm3的密度； 范圍為約0.05至0.30W/(m · K)的熱導(dǎo)率;和 范圍為約30至3000PSI (2.068至206.8巴）的壓縮強(qiáng)度。75. 權(quán)利要求61所述的方法，所述混合物具有以重量計(jì)的范圍為約0.2至2.0的水與砂 比例。76. 權(quán)利要求61所述的方法，所述混合物具有以重量計(jì)的范圍為約1.0的水與砂比例。77. 權(quán)利要求61所述的方法，還包含量為砂重量的約0.25至4.0 %的分散劑。78. 權(quán)利要求61所述的方法，所述鋁粉的量為以砂的重量計(jì)約0.5至3.0%。79. 權(quán)利要求61所述的方法，所述表面活性劑的量為以水的重量計(jì)約0.05至2.0 %。80. 權(quán)利要求61所述的方法，所述混合物還包含添加劑材料，所述添加劑材料選自基本 上由水泥、石膏、硅灰、火成二氧化硅、熟石膏、飛灰、礦渣、巖石和纖維組成的組。81. 權(quán)利要求80所述的方法，所述纖維包括玻璃纖維、纖維素纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙 烯纖維或其組合。82. 權(quán)利要求61所述的方法，所述混合物還包含量為砂重量的約0.1至5.0 %的流變改 性劑。83. 權(quán)利要求82所述的方法，所述流變改性劑包括羥丙基甲基纖維素。84. 權(quán)利要求82所述的方法，所述流變改性劑選自基本上由多糖、多糖衍生物、蛋白質(zhì)、 其蛋白質(zhì)衍生物和合成的有機(jī)材料組成的組。85. 權(quán)利要求84所述的方法，所述多糖選自基本上由纖維素基材料、纖維素基材料的衍 生物、淀粉基材料和淀粉基材料的衍生物組成的組。86. 權(quán)利要求85所述的方法，所述纖維素基材料選自基本上由甲基羥乙基纖維素 (MHEC)、羥甲基乙基纖維素（HMEC)、羧甲基纖維素（CMC)、甲基纖維素（MC)、乙基纖維素 (EC)、羥乙基纖維素(HEC)、羥乙基丙基纖維素(HEPC)和羥丙基甲基纖維素(HPMC)組成的 組。87. 權(quán)利要求85所述的方法，所述淀粉基材料選自基本上由小麥淀粉、預(yù)膠凝的小麥淀 粉、馬鈴薯淀粉、預(yù)膠凝的馬鈴薯淀粉、支鏈淀粉、直鏈淀粉、海凝膠、淀粉乙酸酯、淀粉羥乙 基醚、離子淀粉、長(zhǎng)鏈烷基淀粉、糊精、胺淀粉、磷酸酯淀粉和雙醛淀粉組成的組。88. 權(quán)利要求61所述的方法，所述混合物還包含量為以水重量計(jì)約0.5至40%的提高pH 的材料。89. 權(quán)利要求88所述的方法，所述提高pH的材料選自基本上由氧化鈣、氫氧化鈣和氫氧 化鈉組成的組。90. -種制造保溫材料的方法，所述方法包括以下步驟： 將量為約25至90 %濕重的硅砂與量為約10至70 %濕重的水混合； 使用發(fā)泡劑將砂-水混合物發(fā)泡，所述發(fā)泡劑包含量為以砂的重量計(jì)約〇. 5至3.0 %的 鋁粉或量為以水的重量計(jì)約〇. 05至2.0%的表面活性劑； 將發(fā)泡的砂-水混合物澆注到模具中并使發(fā)泡的砂-水混合物上升以形成保溫材料； 將所述保溫材料從模具移出； 對(duì)所述保溫材料進(jìn)行熱處理；以及 所述保溫材料具有約1 〇〇〇 °C的最大使用溫度、范圍為約0.1至1. Og/cm3的密度、范圍為 約0.05至0.30W/(m · K)的熱導(dǎo)率和范圍為約30至3000PSI(2.068至206.8巴）的壓縮強(qiáng)度。
【文檔編號(hào)】C04B14/04GK105873878SQ201480068683
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2014年10月16日
【發(fā)明人】埃文·R·丹尼爾斯, P·J·安德森
【申請(qǐng)人】知識(shí)產(chǎn)權(quán)古里亞有限責(zé)任公司