CN104072083A - 一种含二氧化硅的无机保温材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含二氧化硅的无机保温材料及其制备方法，无机保温材料包括二氧化硅、膨胀珍珠岩、氧化镁、硅酸钠、硅酸钾、石屑、石膏粉、聚丙烯纤维、羧甲基纤维素钠和氢氧化钙。制备方法为：将羧甲基纤维素钠配制成1％的羧甲基纤维素钠水溶液，加入硅酸钠、硅酸钾、氧化镁和氢氧化钙，充分搅拌，得到凝胶料，将二氧化硅、膨胀珍珠岩、石屑、石膏粉和聚丙烯纤维按照比例置于混合机中搅拌混合，然后置于球磨机中湿法球磨再次粉碎，将得到的浆料静置抽去上层水分后与凝胶料充分混合均匀，置于烘干机中烘干得到无机保温材料。本发明配方合理，原料均易获得，成本较低，制备方法简单，制备出来的保温材料无毒无味，绿色环保，保温效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种含二氧化硅的无机保温材料及其制备方法，属于无机保温材料领域。
背景技术
无机保温材料具有节能利废、保温隔热、防火防冻、耐老化的优异性能以及低廉的价格等特点，有着广泛的市场需求。无机保温材料容重稍大，保温热效率稍差，但防火阻燃，变形系数小，抗老化，性能稳定，与墙基层和抹面层结合较好，安全稳固性好，保温层强度及耐久性比有机保温材料高，使用寿命长，施工难度小，工程成本较低，生态环保性好，可以循环再利用。未来随着低碳经济的发展，中国的建筑节能要求越来越来高，无机保温材料的应用也将越来越广泛。
申请号为201310014752.9《一种无机保温材料及其制备方法》公开了一种无机保温材料，由二氧化硅气凝胶、可溶性硅酸盐、氧化锡锑、空心玻璃微珠和十二烷基三甲基氯化铵经偶联剂改性后浸润至玻璃纤维毡上得到的。该发明具有良好的抗水性，保温性能好，但是成本高，不适宜大范围的推广应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种保温效果好的无机保温材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种含二氧化硅的无机保温材料，以重量百分比计，包括二氧化硅30-50份、膨胀珍珠岩16-30份、氧化镁6-12份、硅酸钠12-18份、硅酸钾12-18份、石屑3-7份、石膏粉2-5份、聚丙烯纤维3-6份、羧甲基纤维素钠5-10份和氢氧化钙4-8份；所述二氧化硅和膨胀珍珠岩的粒度为200目。
所述的一种含二氧化硅的无机保温材料，所述的硅酸钠和硅酸钾的重量比为1∶1。
所述的一种含二氧化硅的无机保温材料，以重量百分比计，包括二氧化硅42份、膨胀珍珠岩24份、氧化镁8份、硅酸钠16份、硅酸钾16份、石屑5份、石膏粉3份、聚丙烯纤维4份、羧甲基纤维素钠8份和氢氧化钙6份。
所述的一种含二氧化硅的无机保温材料的制备方法，将羧甲基纤维素钠配制成1％的羧甲基纤维素钠水溶液，加入硅酸钠、硅酸钾、氧化镁和氢氧化钙，充分搅拌，得到凝胶料，将二氧化硅、膨胀珍珠岩、石屑、石膏粉和聚丙烯纤维按照比例置于混合机中搅拌混合，然后置于球磨机中湿法球磨再次粉碎，将得到的浆料静置抽去上层水分后与凝胶料充分混合均匀，置于烘干机中，在70-80℃条件下烘干得到无机保温材料。
所述的一种含二氧化硅的无机保温材料的制备方法，球磨时，物料、水和球的重量比为1∶2-3∶4-5。
所述的一种含二氧化硅的无机保温材料的制备方法，烘干时间为6-8h。
膨胀珍珠岩保温效果好，但是其最高使用温度为800℃，且耐水性差，所以含量不宜过多，氧化镁有高度耐火绝缘性能，但是容易吸收水分和二氧化碳，所以氧化镁不能过多，否则吸水率变差，但也不能过少，否则阻燃性能不佳，而二氧化硅化学性质稳定，具有强吸附性，可以吸附在膨胀珍珠岩和氧化镁的四周，防止膨胀珍珠岩和氧化镁吸收水分，造成材料性能降低。
加入聚丙烯纤维能够提高材料的抗压强度，通过硅酸钠、硅酸钾和羧甲基纤维素钠充分黏合在一起，保证材料的均一性和稳定性。
本发明的有益效果如下：
本发明采用无机物作为原料，配方合理，且原料均易获得，成本较低，制备方法简单，制备出来的保温材料无毒无味，绿色环保，保温效果好，其导热系数为0.01-0.08w/(m.k)，燃烧等级为A级，最高使用温度为1000℃，抗压强度为0.8-1.0MPa，吸水率小于或等于0.1％。
具体实施方式
实施例1
本实施例中，一种含二氧化硅的无机保温材料，以重量百分比计，包括二氧化硅42份、膨胀珍珠岩24份、氧化镁8份、硅酸钠16份、硅酸钾16份、石屑5份、石膏粉3份、聚丙烯纤维4份、羧甲基纤维素钠8份和氢氧化钙6份。
将羧甲基纤维素钠配制成1％的羧甲基纤维素钠水溶液，加入硅酸钠、硅酸钾、氧化镁和氢氧化钙，充分搅拌，得到凝胶料；将二氧化硅、膨胀珍珠岩、石屑、石膏粉和聚丙烯纤维按照比例置于混合机中搅拌混合，然后置于球磨机中湿法球磨再次粉碎，将得到的浆料静置抽去上层水分后与凝胶料充分混合均匀，置于烘干机中，在80℃条件下烘干得到无机保温材料。其中，球磨时，物料、水和球的重量比为1∶3∶5，烘干时间为8h。
实施例2
本实施例中，一种含二氧化硅的无机保温材料，以重量百分比计，包括二氧化硅30份、膨胀珍珠岩30份、氧化镁6份、硅酸钠12份、硅酸钾12份、石屑3份、石膏粉2份、聚丙烯纤维6份、羧甲基纤维素钠10份和氢氧化钙4份；所述二氧化硅和膨胀珍珠岩的粒度为200目。
将羧甲基纤维素钠配制成1％的羧甲基纤维素钠水溶液，加入硅酸钠、硅酸钾、氧化镁和氢氧化钙，充分搅拌，得到凝胶料，将二氧化硅、膨胀珍珠岩、石屑、石膏粉和聚丙烯纤维按照比例置于混合机中搅拌混合，然后置于球磨机中湿法球磨再次粉碎，将得到的浆料静置抽去上层水分后与凝胶料充分混合均匀，置于烘干机中，在70℃条件下烘干得到无机保温材料。其中，球磨时，物料、水和球的重量比为1∶2∶4，烘干时间为6h。
实施例3
本实施例中，一种含二氧化硅的无机保温材料，以重量百分比计，包括二氧化硅50份、膨胀珍珠岩16份、氧化镁12份、硅酸钠18份、硅酸钾18份、石屑7份、石膏粉5份、聚丙烯纤维3份、羧甲基纤维素钠5份和氢氧化钙8份；所述二氧化硅和膨胀珍珠岩的粒度为200目。
所述的一种含二氧化硅的无机保温材料的制备方法，将羧甲基纤维素钠配制成1％的羧甲基纤维素钠水溶液，加入硅酸钠、硅酸钾、氧化镁和氢氧化钙，充分搅拌，得到凝胶料，将二氧化硅、膨胀珍珠岩、石屑、石膏粉和聚丙烯纤维按照比例置于混合机中搅拌混合，然后置于球磨机中湿法球磨再次粉碎，将得到的浆料静置抽去上层水分后与凝胶料充分混合均匀，置于烘干机中，在70-80℃条件下烘干得到无机保温材料。其中，球磨时，物料、水和球的重量比为1∶3∶4，烘干时间为8h。
对比例1
本对比例中，一种含二氧化硅的无机保温材料，以重量百分比计，包括二氧化硅60份、膨胀珍珠岩10份、氧化镁15份、硅酸钠20份、硅酸钾10份、石屑10份、石膏粉8份、聚丙烯纤维10份、羧甲基纤维素钠12份和氢氧化钙10份。
所述的一种含二氧化硅的无机保温材料的制备方法，将羧甲基纤维素钠配制成1％的羧甲基纤维素钠水溶液，加入硅酸钠、硅酸钾、氧化镁和氢氧化钙，充分搅拌，得到凝胶料，将二氧化硅、膨胀珍珠岩、石屑、石膏粉和聚丙烯纤维按照比例置于混合机中搅拌混合，然后置于球磨机中湿法球磨再次粉碎，将得到的浆料静置抽去上层水分后与凝胶料充分混合均匀，置于烘干机中，在80℃条件下烘干得到无机保温材料。其中，球磨时，物料、水和球的重量比为1∶4∶6，烘干时间为8h。
对比例与实施例1、2、3相比，是各原料的组成不同，虽然没有实施例1、2、3的效果，但是仍然比一般的保温材料性能好，抗压强度高，吸水率低。
对比例2
本实施例中，一种含二氧化硅的无机保温材料，以重量百分比计，包括二氧化硅30份、膨胀珍珠岩30份、氧化镁6份、硅酸钠12份、硅酸钾12份、石屑3份、石膏粉2份、聚丙烯纤维6份、羧甲基纤维素钠10份和氢氧化钙4份；所述二氧化硅和膨胀珍珠岩的粒度为200目。
将羧甲基纤维素钠配制成1％的羧甲基纤维素钠水溶液，加入硅酸钠、硅酸钾、氧化镁和氢氧化钙，充分搅拌，得到凝胶料；将二氧化硅、膨胀珍珠岩、石屑、石膏粉和聚丙烯纤维按照比例置于混合机中搅拌混合，然后置于球磨机中湿法球磨再次粉碎，将得到的浆料静置抽去上层水分后与凝胶料充分混合均匀，置于烘干机中，在80℃条件下烘干得到无机保温材料。其中，球磨时，物料、水和球的重量比为1∶4∶6，烘干时间为8h。
对比例2与实施例2不同在于球磨时，物料、水和球的重量比。
对比例3
本实施例中，一种含二氧化硅的无机保温材料，以重量百分比计，包括二氧化硅50份、膨胀珍珠岩16份、氧化镁12份、硅酸钠18份、硅酸钾18份、石屑7份、石膏粉5份、聚丙烯纤维3份、羧甲基纤维素钠5份和氢氧化钙8份；所述二氧化硅和膨胀珍珠岩的粒度为200目。
将羧甲基纤维素钠、硅酸钠、硅酸钾、氧化镁、氢氧化钙、将二氧化硅、膨胀珍珠岩、石屑、石膏粉和聚丙烯纤维按照比例置于混合机中搅拌混合，然后置于球磨机中湿法球磨再次粉碎，将得到的浆料静置抽去上层水分后与凝胶料充分混合均匀，置于烘干机中，在80℃条件下烘干得到无机保温材料。其中，球磨时，物料、水和球的重量比为1∶3∶5，烘干时间为8h。
对比例3与实施例3的不同在于直接混合后粉碎。
各实施例与对比例得到的保温材料的性能见下表：
| 导热系数 | 燃烧等级 | 最高使用温度 | 抗压强度 | 吸水率 | |
| 实施例1 | 0.01w/(m.k) | A级 | 1000℃ | 1.0MPa | 0.08％ |
| 实施例2 | 0.05w/(m.k) | A级 | 1000℃ | 1.0MPa | 0.1％ |
| 实施例3 | 0.08w/(m.k) | A级 | 1000℃ | 0.8MPa | 0.09％ |
| 对比例1 | 0.15w/(m.k) | B级 | 800℃ | 0.5MPa | 0.12％ |
| 对比例2 | 0.15w/(m.k) | B级 | 800℃ | 0.3MPa | 0.09％ |
| 对比例3 | 0.15w/(m.k) | B级 | 800℃ | 0.8MPa | 0.15％ |
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种含二氧化硅的无机保温材料，其特征在于，以重量百分比计，包括二氧化硅30-50份、膨胀珍珠岩16-30份、氧化镁6-12份、硅酸钠12-18份、硅酸钾12-18份、石屑3-7份、石膏粉2-5份、聚丙烯纤维3-6份、羧甲基纤维素钠5-10份和氢氧化钙4-8份；所述二氧化硅和膨胀珍珠岩的粒度为200目。
2.根据权利要求1所述的一种含二氧化硅的无机保温材料，其特征在于，所述的硅酸钠和硅酸钾的重量比为1∶1。
3.根据权利要求1所述的一种含二氧化硅的无机保温材料，其特征在于，以重量百分比计，包括二氧化硅42份、膨胀珍珠岩24份、氧化镁8份、硅酸钠16份、硅酸钾16份、石屑5份、石膏粉3份、聚丙烯纤维4份、羧甲基纤维素钠8份和氢氧化钙6份。
4.根据权利要求1所述的一种含二氧化硅的无机保温材料的制备方法，其特征在于，将羧甲基纤维素钠配制成1％的羧甲基纤维素钠水溶液，加入硅酸钠、硅酸钾、氧化镁和氢氧化钙，充分搅拌，得到凝胶料，将二氧化硅、膨胀珍珠岩、石屑、石膏粉和聚丙烯纤维按照比例置于混合机中搅拌混合，然后置于球磨机中湿法球磨再次粉碎，将得到的浆料静置抽去上层水分后与凝胶料充分混合均匀，置于烘干机中，在70-80℃条件下烘干得到无机保温材料。
5.根据权利要求4所述的一种含二氧化硅的无机保温材料的制备方法，其特征在于，球磨时，物料、水和球的重量比为1∶2-3∶4-5。
6.根据权利要求4所述的一种含二氧化硅的无机保温材料的制备方法，其特征在于，烘干时间为6-8h。
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