CN102815900A - 一种复合硅酸盐保温材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种导热数低，可加工型好，并且可以直接采用碱渣废料，成本低，环保、安全性好，使用温度高的复合隔热保温材料。本发明的技术方案为提供一种复合硅酸盐保温材料，由按以下质量百分比的原料加水搅拌凝固而成：碱渣20-50％；水泥10-30％；海泡石10-30％；玄武岩纤维10-30％；发泡剂0.3-2％；分散剂0.3-2％，所用水与原料的比为45-65：100。本发明主要是利用碱渣为原料，变废为宝生产复合硅酸盐保温材料，生产简便，成本低，并减少了环境污染，工业废弃物的综合利用，提高经济效益。

Description

一种复合硅酸盐保温材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种复合硅酸盐保温材料及其制备方法。

背景技术

复合硅酸盐保温材料是一种固体基质联结的封闭孔网状结构材料。是一种含铝、镁、硅酸盐的特种非金属矿为基料。掺杂一定数量的辅助原料和填充料加入一定的化学添加剂制备而成。该产品导热系数低、热损小、用料厚度少。而且无毒、不污染环境、是较理想的保温材料。

复合硅酸盐制品是一种新型高效保温材料，具有导热系数低，保温性能好，耐热性能明显；耐700℃以上温度的保温材料中容重最低，与其它保温材料相比，还具有施工方便，无刺激、无粉尘污染，可任意裁卷，运输安装无损耗等优点，广泛使用于石油、化工电工、冶金、国防等行业，是各种热力罐体、管道等设备的保温隔热、耐高温、节约能源的理想材料。

中国专利CN98124611.7公开的复合保温材料，采用16-20份白棉、25-35份海泡石粉、35-45份石棉、8-12份飘珠、45-55份珍珠岩、8-12份增强剂、18-22份粘结剂，加入清水搅拌成膏状体，再掺入1-3份防水剂制成膏状体。因含有石棉成份，不符合环保要求，废物还会造成对环境污染；其次，由于仍属涂料型，涂料的缺点客观存在；再就是，因含有较大量的珍珠岩，其性质较硬，使用很容易造成开裂，并且由于材料硬度高，密实度大，保温性能差。

中国专利CN00123800.0公开的复合保温砂浆，组成为：海泡石25-35份、硅酸铝纤维25-35、石英石20-30份、蛭石25-35份、珍珠岩25-35份、飘珠18-22份、聚丙烯酰胺0.05-1.00份、聚乙烯醇12-18份、减水剂0.4-0.6份、水580-620份。此保温砂浆，只能用于混凝土中使用，不能用于热力设备保温隔热，并且因大部分保温原料为硬性材料，因而较容易开裂，作用局限性大。

中国专利CN94111330.2公开的海泡石泡沬保温板，以粉状海泡石、硅酸铝等为主要原料，以硅酸镁等无机盐为粘结剂进行配料，经发泡、注模、定型干燥、脱碳、硅化而成。制作工艺相对复杂，由于主原料采用粉状海泡石、硅酸铝，硬性较大，板材弯曲性差。

虽然上述保温材料均具有保温性能，但制作复杂，原料使用成本高，也未考虑性能相互互补协调，因此综合性能不够理想，而且制备成本高，不环保。

液体水玻璃含有水不溶物杂质，以液体水玻璃为基础原料生产精细硅化学品如白炭黑、硅胶等时，必须把水不溶物杂质除掉，产生大量的碱渣。碱渣如果随意丢弃，将会造成严重的环境污染；而对碱渣进行无害化处理，则需要投入大量资金及人力物力。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种导热数低，直接采用碱渣废料为原料，变废为宝生产复合硅酸盐保温材料的方法及其制得的复合硅酸盐保温材料，大大降低了硅酸盐保温材料的生产成本。

本发明的技术方案为提供一种复合硅酸盐保温材料，由按以下质量百分比的原料加水搅拌凝固而成：碱渣20-50％；水泥10-30％；海泡石10-30％；玄武岩纤维10-30％；发泡剂0.3-2％；分散剂0.3-2％，所用水与原料的质量比为45-65：100。

优选的，上述复合硅酸盐保温材料的发泡剂为F-400动物蛋白性水泥发泡剂。

优选的，上述复合硅酸盐保温材料的分散剂为六偏磷酸钠。

本发明的另一技术方案为提供一种复合硅酸盐保温材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）准备以下质量百分比的各原料：碱渣20-50％；水泥10-30％；海泡石10-30％；玄武岩纤维10-30％；发泡剂0.3-2％；分散剂0.3-2％；

（2）将碱渣和水泥加水搅拌20-100分钟使其充分混合；

（3）将海泡石纤维在马弗炉中活化1-5小时，活化温度为100-400℃，将海泡石纤维、玄武岩纤维混合均匀，加水及分散剂浸泡1-5小时，再倒入步骤（2）所得水泥与碱渣的混合浆料中，搅拌30-100分钟，加入发泡剂，搅拌30-100分钟；

（4）干燥成型。

优选的，上述的复合硅酸盐保温材料的制备方法的步骤（4）具体为：将步骤（3）所得浆料倒入模具中，刮平，将模具在温度40-150℃下干燥8-72小时，即得复合硅酸盐保温材料。

优选的，上述的复合硅酸盐保温材料的制备方法的发泡剂为F-400动物蛋白性水泥发泡剂。

优选的，上述的复合硅酸盐保温材料的制备方法的分散剂为六偏磷酸钠。

本发明专利主要是利用碱渣为原料，变废为宝生产复合硅酸盐保温材料。由于选用具有互补性能的保温材料复配组合，及选择恰当的组分量，综合性能达到了现有保温材料水平，不老化，不开裂，本材料透气性能好，无热胀冷缩缝现象，生产简便，成本低，对工业废弃物进行综合利用，减少了环境污染，提高经济效益。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。

本发明的碱渣为：固体水玻璃是以石英砂和纯碱为原料生产的，石英砂中含有钙镁铁铝等杂质。固体水玻璃要溶解成液体硅酸钠才能进一步加工成其它产品，其中的硅酸钙镁铝等杂质不溶于水悬浮在硅酸钠溶液中。从液体硅酸钠溶液中分离出来的水不溶物杂质称为碱渣。碱渣主要成分是硅酸钙和硅酸铝，可作为良好的保温材料基料。

本实施方式对碱渣进行水洗除去碱性水溶性物质，干燥后粉碎备用；海泡石纤维在马弗炉中活化1-5小时，活化温度为100-400℃。各原料比例为：碱渣20-50％；水泥10-30％；海泡石10-30％；玄武岩纤维10-30％；发泡剂0.3-2％；水灰比0.45-0.65。按配比分别称取碱渣和水泥，加水搅拌20-100分钟使其充分混合。按配比分别称取海泡石纤维，玄武岩纤维，使其混合均匀，加水及六偏磷酸钠作为分散剂，浸泡1-5小时，再倒入水泥与碱渣的混合浆料中，电动搅拌30-100分钟。加入Ｆ-400蛋白质类发泡剂，采用电动搅拌器搅拌30-100分钟。

将搅拌均匀的浆料倒入到相应的模具中，轻轻压实，刮平。将模具放入到电热鼓风干燥箱内，在温度40-150℃下干燥8-72小时，即得复合硅酸盐保温材料。

实施例1：各原料配比分别为：碱渣40%，水泥24.5%，海泡石25%，玄武岩纤维10%，发泡剂0.5%。将碱渣、水泥放入搅拌好的浆料中，加水搅拌50分钟使其充分混合。将海泡石纤维在马弗炉中活化1小时，活化温度为100℃，再将海泡石纤维、玄武岩纤维混合均匀后，加水以及分散剂浸泡2小时，使纤维分散均匀，倒入碱渣、水泥的混合浆料中，用电动搅拌器搅拌60分钟。加入发泡剂质量为固体总量的0.5%，并用电动搅拌器搅拌70分钟。将搅拌均匀的浆料倒入到自制的模具中成型，轻轻压实刮平即可。保温材料在制备的过程中，所用水的总质量应满足水与固体原料的质量比为0.6。

实施例2：各原料配比分别为：碱渣45%，水泥29%，海泡石20%，玄武岩纤维5%，发泡剂1%。将碱渣、水泥放入搅拌好的浆料中，加水搅拌40分钟使其充分混合。将海泡石纤维在马弗炉中活化3小时，活化温度为300℃，再将海泡石纤维、玄武岩纤维混合均匀后，加水以及分散剂浸泡3小时，使纤维分散均匀，倒入碱渣、水泥的混合浆料中，用电动搅拌器搅拌70分钟。加入发泡剂质量为固体总量的1%，并用电动搅拌器搅拌80分钟。将搅拌均匀的浆料倒入到自制的模具中成型，轻轻压实刮平即可。保温材料在制备的过程中，所用水的总质量应满足水与固体原料的质量比为0.5。

实施例3：各原料配比分别为：碱渣49.5%，水泥24%，海泡石23%，玄武岩纤维7%，发泡剂1.5%。将碱渣、水泥放入搅拌好的浆料中，加水搅拌60分钟使其充分混合。将海泡石纤维在马弗炉中活化5小时，活化温度为400℃，再将海泡石纤维、玄武岩纤维混合均匀后，加水以及六偏磷酸钠浸泡4小时，使纤维分散均匀，倒入碱渣、水泥的混合浆料中，用电动搅拌器搅拌55分钟。加入F-400动物蛋白性水泥发泡剂质量为固体总量的1.5%，并用电动搅拌器搅拌60分钟。将搅拌均匀的浆料倒入到自制的模具中成型，轻轻压实刮平即可。保温材料在制备的过程中，所用水的总质量应满足水与固体原料的质量比为0.55。

本发明制得的复合硅酸盐保温材料可附着母体（如容器、管道、墙体等）上，使母体与外界空气的传热大大降低，起到保护母体物质温度的作用。耐温范围：-50~300℃。本发明的复合硅酸盐保温材料无实心硬质杂质，质量含湿率小于6.8%，导热系数小于0.058w/mk。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种复合硅酸盐保温材料，其特征在于，按以下质量百分比的原料加水搅拌凝固而成：碱渣20-50％；水泥10-30％；海泡石10-30％；玄武岩纤维10-30％；发泡剂0.3-2％；分散剂0.3-2％，所用水与原料的质量比为45-65：100。

2.如权利要求1所述的复合硅酸盐保温材料，其特征在于，所述发泡剂为F-400动物蛋白性水泥发泡剂。

3.如权利要求1所述的复合硅酸盐保温材料，其特征在于，所述分散剂为六偏磷酸钠。

4.一种复合硅酸盐保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）准备以下质量百分比的各原料：碱渣20-50％；水泥10-30％；海泡石10-30％；玄武岩纤维10-30％；发泡剂0.3-2％；分散剂0.3-2％；

（2）将碱渣和水泥加水搅拌20-100分钟使其充分混合；

（3）将海泡石纤维在马弗炉中活化1-5小时，活化温度为100-400℃，将海泡石纤维、玄武岩纤维混合均匀，加水及分散剂浸泡1-5小时，再倒入步骤（2）所得水泥与碱渣的混合浆料中，搅拌30-100分钟，加入发泡剂，搅拌30-100分钟；

（4）干燥成型。

5.如权利要求4所述的复合硅酸盐保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）具体为：将步骤（3）所得浆料倒入模具中，刮平，将模具在温度40-150℃下干燥8-72小时，即得复合硅酸盐保温材料。

6.如权利要求4所述的复合硅酸盐保温材料的制备方法，其特征在于，所述发泡剂为F-400动物蛋白性水泥发泡剂。

7.如权利要求4所述的复合硅酸盐保温材料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为六偏磷酸钠。