CN107216098A - 一种轻质耐火保温砖及其制备方法 - Google Patents

一种轻质耐火保温砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻质耐火保温砖及其制备方法，涉及保温砖技术领域，包括以下份计的原料：硅酸盐水泥65~75份、包膜膨胀珍珠岩45~50份、阻燃剂微胶囊35~40份、脱硫石膏30~35份、木屑废渣粉料30~35份、陶瓷废泥粉料25~30份、助剂10~20份和水65~75份。本发明轻质、环保且具有优异阻燃耐火效果，降低了制备成本，提高经济效益。

Description

一种轻质耐火保温砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温砖技术领域，具体涉及一种轻质耐火保温砖及其制备方法。
背景技术
现有的建筑材料中的保温砖多采用以聚苯乙烯为主的聚苯板或以粉煤灰、珍珠岩等混合制备而成保温砖。聚苯板只能用于外墙保温，不能用于砌筑主墙体，而且聚苯乙烯不阻燃，因此其使用范围受到限制。另外，现在市场上建筑材料和装饰材料种类繁多，保温材料也层出不穷，生产工艺繁琐造成价格昂贵，有的还会污染环境，不利于批量生产和开采，目前市场上急需一种环保且具有优异阻燃效果的保温砖。
发明内容
本发明的目的是提供一种轻质耐火保温砖及其制备方法，轻质、环保且具有优异阻燃耐火效果，降低了制备成本，提高经济效益。
本发明提供了如下的技术方案：一种轻质耐火保温砖，包括以下份计的原料：硅酸盐水泥65~75份、包膜膨胀珍珠岩45~50份、阻燃剂微胶囊35~40份、脱硫石膏30~35份、木屑废渣粉料30~35份、陶瓷废泥粉料25~30份、助剂10~20份和水65~75份；
所述包膜膨胀珍珠岩包括以下份计的原料：改性膨胀珍珠岩25~26份、碳酸钙粉末19~21份和环氧树脂粉料14~16份；
所述助剂包括以下份计的原料：发泡剂5~7份、稳泡剂5~7份、减水剂3~5份、结合剂3~5份和固化剂1~3份。
其中，所述木屑废渣粉料为木材在加工过程中产生的木屑或者废渣，经过分选、磁选去除废金属、再经过干燥、粉碎、筛分后制成的粉料，目数为400~500目。
其中，所述陶瓷废泥粉料为陶瓷墙地砖制品在生产加工抛光过程中产生的磨屑和砖屑，经过添加无机絮凝剂处理后产生的固体废弃物，再经过脱水、干燥、分选、磁选去除废金属、粉碎、筛分后制成的粉料，目数为200~300目。
其中，所述改性膨胀珍珠岩包括以下份计的原料：膨胀珍珠岩24~26份、硅微粉10~15份和硅溶胶4~7份。
其中，所述改性膨胀珍珠岩的制备方法为：将硅微粉加入到膨胀珍珠岩中，混合均匀后加入至硅溶胶中，分散均匀，干燥处理得到所述改性膨胀珍珠岩。
其中，所述阻燃剂微胶囊包括以下份计的原料：酚醛树脂20~25份、无水乙醇15~17份和阻燃剂5~7份。
其中，所述阻燃剂微胶囊的制备方法为：用无水乙醇溶解酚醛树脂，以100~200r/min 的转速搅拌35~45min，分散均匀得到混合溶液，然后加入阻燃剂，搅拌并加热，控制加热温度为80～82℃，使得酚醛树脂在阻燃剂表面析出，干燥后研磨成粉末得到所述阻燃剂微胶囊。
其中，所述阻燃剂包括以下份计的原料：氢氧化铝微粉2~3份、碳化硅2~3份、氢氧化镁0.8~1.2份、碳酸钙0.4~0.6份和硼酸锌0.2~0.4份。
其中，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠或者十二烷基苯磺酸钠，所述稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、明胶和淀粉中的一种或几种，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述结合剂为水玻璃、硅溶胶和木质素磺酸钙中的一种或者几种，所述固化剂为乙烯基三胺或者二氨基环己烷。
本发明提供一种轻质耐火保温砖的制备方法，包括如下步骤：
（1）、脱硫石膏预处理
称取脱硫石膏，在80~90℃条件下处理1~2h，然后取出放入煅烧炉，在280~300℃条件下煅烧30~40min，将煅烧后的脱硫石膏置于室温、敞开的环境下存放3~4天，研磨粉碎过120~180目筛，得到预处理的脱硫石膏，备用；
（2）、制备包膜膨胀珍珠岩
称取改性膨胀珍珠岩，加入到包衣机中加热至100~120℃，并加入碳酸钙粉末，以200~250r/min的转速分散均匀；
然后从包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩润湿，另一端喷洒环氧树脂粉料，以100~150r/min的转速搅拌10~40min，干燥处理后得到所述包膜膨胀珍珠岩，备用；
（3）、原料混合
将步骤（1）得到的预处理的脱硫石膏和步骤（2）得到的包膜膨胀珍珠岩混合，然后按照配比依次加入剩余原料，分散均匀，得到混合物料；
（4）、压制成型
采用压力机对步骤（3）得到的混合物料压制成型，压制时间为5~10s；
（5）、养护
将步骤（4）压制后的产品在20~26℃条件下养护处理2~3天；
（6）、高温烘干
将步骤（5）养护后的产品进行高温烘干处理，烘干温度为45~65℃，烘干时间为20~24h；
（7）、高温煅烧
将步骤（6）烘干后的产品进行高温煅烧处理，煅烧温度为600～700℃，高温煅烧时间为3~4h，得到所述轻质耐火保温砖。
本发明的有益效果：轻质、环保且具有优异阻燃耐火效果，降低了制备成本，提高经济效益，具体如下：
（1）、本发明以硅酸盐水泥、包膜膨胀珍珠岩和阻燃剂微胶囊为主要原料，一方面减轻水泥的用量；另一方面，包膜膨胀珍珠岩具有质轻和保温的效果，且环保安全；而且阻燃剂微胶囊的添加使得本发明的保温砖具有阻燃耐火效果；
（2）、本发明在原料中添加包膜膨胀珍珠岩，采用环氧树脂包覆改性膨胀珍珠岩，使本发明的保温性能更加有效和稳定,延长保温时效；原料中的改性膨胀珍珠岩，利用了膨胀珍珠岩耐火、保温、持久、耐腐蚀的特点，经过改性后，硅溶胶使得膨胀珍珠岩更容易形成封闭的小气孔，形成更多致密孔隙结构，阻隔空气通过，从而进一步提高了保温性能；
（3）、本发明在原料中添加酚醛树脂、无水乙醇、阻燃剂制备阻燃剂微胶囊，将无水乙醇视为溶剂，阻燃剂视为囊芯，酚醛树脂视为囊材，微胶囊化处理过程中不涉及聚合反应，包覆效果稳定，用于提高本发明的耐火阻燃性能；
（4）、本发明在原料中添加脱硫石膏，品质好、价格低，减少了水泥的用量，制备过程中预处理的脱硫石膏，提高了与水泥之间的粘结力，另外，还起到了增韧补强的作用；
（5）、本发明在原料中添加木屑废渣粉料和陶瓷废泥粉料，既保护了环境，又节约了土地，提高陶瓷废泥、木屑废渣的资源综合利用率，高整体的保温隔热性能，同时又降低了制备成本，提高经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种轻质耐火保温砖，包括以下份计的原料：硅酸盐水泥65份、包膜膨胀珍珠岩45份、阻燃剂微胶囊35份、脱硫石膏30份、木屑废渣粉料30份、陶瓷废泥粉料25份、助剂10份和水65份；
所述包膜膨胀珍珠岩包括以下份计的原料：改性膨胀珍珠岩25份、碳酸钙粉末19份和环氧树脂粉料14份；
所述助剂包括以下份计的原料：发泡剂5份、稳泡剂5份、减水剂3份、结合剂3份和固化剂1份。
其中，所述木屑废渣粉料为木材在加工过程中产生的木屑，经过分选、磁选去除废金属、再经过干燥、粉碎、筛分后制成的粉料，目数为400目。
其中，所述陶瓷废泥粉料为陶瓷墙地砖制品在生产加工抛光过程中产生的磨屑和砖屑，经过添加无机絮凝剂处理后产生的固体废弃物，再经过脱水、干燥、分选、磁选去除废金属、粉碎、筛分后制成的粉料，目数为200目。
其中，所述改性膨胀珍珠岩包括以下份计的原料：膨胀珍珠岩24份、硅微粉10份和硅溶胶4份。
其中，所述改性膨胀珍珠岩的制备方法为：将硅微粉加入到膨胀珍珠岩中，混合均匀后加入至硅溶胶中，分散均匀，干燥处理得到所述改性膨胀珍珠岩。
其中，所述阻燃剂微胶囊包括以下份计的原料：酚醛树脂20份、无水乙醇15份和阻燃剂5份。
其中，所述阻燃剂微胶囊的制备方法为：用无水乙醇溶解酚醛树脂，以100r/min的转速搅拌35min，分散均匀得到混合溶液，然后加入阻燃剂，搅拌并加热，控制加热温度为80℃，使得酚醛树脂在阻燃剂表面析出，干燥后研磨成粉末得到所述阻燃剂微胶囊。
其中，所述阻燃剂包括以下份计的原料：氢氧化铝微粉2份、碳化硅2份、氢氧化镁0.8份、碳酸钙0.4份和硼酸锌0.2份。
其中，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠，所述稳泡剂为聚丙烯酰胺，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述结合剂为水玻璃，所述固化剂为乙烯基三胺。
本实施例中提供一种轻质耐火保温砖的制备方法，包括如下步骤：
（1）、脱硫石膏预处理
称取脱硫石膏，在80℃条件下处理1h，然后取出放入煅烧炉，在280℃条件下煅烧30min，将煅烧后的脱硫石膏置于室温、敞开的环境下存放3天，研磨粉碎过120目筛，得到预处理的脱硫石膏，备用；
（2）、制备包膜膨胀珍珠岩
称取改性膨胀珍珠岩，加入到包衣机中加热至100℃，并加入碳酸钙粉末，以200r/min的转速分散均匀；
然后从包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩润湿，另一端喷洒环氧树脂粉料，以100r/min的转速搅拌10min，干燥处理后得到所述包膜膨胀珍珠岩，备用；
（3）、原料混合
将步骤（1）得到的预处理的脱硫石膏和步骤（2）得到的包膜膨胀珍珠岩混合，然后按照配比依次加入剩余原料，分散均匀，得到混合物料；
（4）、压制成型
采用压力机对步骤（3）得到的混合物料压制成型，压制时间为5s；
（5）、养护
将步骤（4）压制后的产品在20℃条件下养护处理2天；
（6）、高温烘干
将步骤（5）养护后的产品进行高温烘干处理，烘干温度为45℃，烘干时间为20h；
（7）、高温煅烧
将步骤（6）烘干后的产品进行高温煅烧处理，煅烧温度为600℃，高温煅烧时间为3h，得到所述轻质耐火保温砖。
实施例2
一种轻质耐火保温砖，包括以下份计的原料：硅酸盐水泥75份、包膜膨胀珍珠岩50份、阻燃剂微胶囊40份、脱硫石膏35份、木屑废渣粉料35份、陶瓷废泥粉料30份、助剂20份和水75份；
所述包膜膨胀珍珠岩包括以下份计的原料：改性膨胀珍珠岩26份、碳酸钙粉末21份和环氧树脂粉料16份；
所述助剂包括以下份计的原料：发泡剂7份、稳泡剂7份、减水剂5份、结合剂5份和固化剂3份。
其中，所述木屑废渣粉料为木材在加工过程中产生的废渣，经过分选、磁选去除废金属、再经过干燥、粉碎、筛分后制成的粉料，目数为500目。
其中，所述陶瓷废泥粉料为陶瓷墙地砖制品在生产加工抛光过程中产生的磨屑和砖屑，经过添加无机絮凝剂处理后产生的固体废弃物，再经过脱水、干燥、分选、磁选去除废金属、粉碎、筛分后制成的粉料，目数为300目。
其中，所述改性膨胀珍珠岩包括以下份计的原料：膨胀珍珠岩26份、硅微粉15份和硅溶胶7份。
其中，所述改性膨胀珍珠岩的制备方法为：将硅微粉加入到膨胀珍珠岩中，混合均匀后加入至硅溶胶中，分散均匀，干燥处理得到所述改性膨胀珍珠岩。
其中，所述阻燃剂微胶囊包括以下份计的原料：酚醛树脂25份、无水乙醇17份和阻燃剂6份。
其中，所述阻燃剂微胶囊的制备方法为：用无水乙醇溶解酚醛树脂，以150r/min的转速搅拌40min，分散均匀得到混合溶液，然后加入阻燃剂，搅拌并加热，控制加热温度为81℃，使得酚醛树脂在阻燃剂表面析出，干燥后研磨成粉末得到所述阻燃剂微胶囊。
其中，所述阻燃剂包括以下份计的原料：氢氧化铝微粉2.5份、碳化硅2.5份、氢氧化镁1份、碳酸钙0.5份和硼酸锌0.3份。
其中，所述发泡剂为十二烷基苯磺酸钠，所述稳泡剂为聚乙烯醇，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述结合剂为硅溶胶，所述固化剂为乙烯基三胺。
本实施例中提供一种轻质耐火保温砖的制备方法，包括如下步骤：
（1）、脱硫石膏预处理
称取脱硫石膏，在90℃条件下处理2h，然后取出放入煅烧炉，在300℃条件下煅烧40min，将煅烧后的脱硫石膏置于室温、敞开的环境下存放4天，研磨粉碎过180目筛，得到预处理的脱硫石膏，备用；
（2）、制备包膜膨胀珍珠岩
称取改性膨胀珍珠岩，加入到包衣机中加热至120℃，并加入碳酸钙粉末，以250r/min的转速分散均匀；
然后从包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩润湿，另一端喷洒环氧树脂粉料，以150r/min的转速搅拌40min，干燥处理后得到所述包膜膨胀珍珠岩，备用；
（3）、原料混合
将步骤（1）得到的预处理的脱硫石膏和步骤（2）得到的包膜膨胀珍珠岩混合，然后按照配比依次加入剩余原料，分散均匀，得到混合物料；
（4）、压制成型
采用压力机对步骤（3）得到的混合物料压制成型，压制时间为10s；
（5）、养护
将步骤（4）压制后的产品在26℃条件下养护处理3天；
（6）、高温烘干
将步骤（5）养护后的产品进行高温烘干处理，烘干温度为65℃，烘干时间为24h；
（7）、高温煅烧
将步骤（6）烘干后的产品进行高温煅烧处理，煅烧温度为700℃，高温煅烧时间为4h，得到所述轻质耐火保温砖。
实施例3
一种轻质耐火保温砖，包括以下份计的原料：硅酸盐水泥70份、包膜膨胀珍珠岩47份、阻燃剂微胶囊37份、脱硫石膏32.5份、木屑废渣粉料32.5份、陶瓷废泥粉料27.5份、助剂15份和水70份；
所述包膜膨胀珍珠岩包括以下份计的原料：改性膨胀珍珠岩25.5份、碳酸钙粉末20份和环氧树脂粉料15份；
所述助剂包括以下份计的原料：发泡剂6份、稳泡剂6份、减水剂4份、结合剂4份和固化剂2份。
其中，所述木屑废渣粉料为木材在加工过程中产生的木屑或者废渣，经过分选、磁选去除废金属、再经过干燥、粉碎、筛分后制成的粉料，目数为450目。
其中，所述陶瓷废泥粉料为陶瓷墙地砖制品在生产加工抛光过程中产生的磨屑和砖屑，经过添加无机絮凝剂处理后产生的固体废弃物，再经过脱水、干燥、分选、磁选去除废金属、粉碎、筛分后制成的粉料，目数为250目。
其中，所述改性膨胀珍珠岩包括以下份计的原料：膨胀珍珠岩25份、硅微粉12份和硅溶胶5份。
其中，所述改性膨胀珍珠岩的制备方法为：将硅微粉加入到膨胀珍珠岩中，混合均匀后加入至硅溶胶中，分散均匀，干燥处理得到所述改性膨胀珍珠岩。
其中，所述阻燃剂微胶囊包括以下份计的原料：酚醛树脂22.5份、无水乙醇16份和阻燃剂6份。
其中，所述阻燃剂微胶囊的制备方法为：用无水乙醇溶解酚醛树脂，以150r/min的转速搅拌40min，分散均匀得到混合溶液，然后加入阻燃剂，搅拌并加热，控制加热温度为81℃，使得酚醛树脂在阻燃剂表面析出，干燥后研磨成粉末得到所述阻燃剂微胶囊。
其中，所述阻燃剂包括以下份计的原料：氢氧化铝微粉2.5份、碳化硅2.5份、氢氧化镁1份、碳酸钙0.5份和硼酸锌0.3份。
其中，所述发泡剂为十二烷基苯磺酸钠，所述稳泡剂为明胶，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述结合剂为硅溶胶，所述固化剂为二氨基环己烷。
本实施例中提供一种轻质耐火保温砖的制备方法，包括如下步骤：
（1）、脱硫石膏预处理
称取脱硫石膏，在85℃条件下处理1.5h，然后取出放入煅烧炉，在290℃条件下煅烧35min，将煅烧后的脱硫石膏置于室温、敞开的环境下存放4天，研磨粉碎过150目筛，得到预处理的脱硫石膏，备用；
（2）、制备包膜膨胀珍珠岩
称取改性膨胀珍珠岩，加入到包衣机中加热至110℃，并加入碳酸钙粉末，以225r/min的转速分散均匀；
然后从包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩润湿，另一端喷洒环氧树脂粉料，以125r/min的转速搅拌25min，干燥处理后得到所述包膜膨胀珍珠岩，备用；
（3）、原料混合
将步骤（1）得到的预处理的脱硫石膏和步骤（2）得到的包膜膨胀珍珠岩混合，然后按照配比依次加入剩余原料，分散均匀，得到混合物料；
（4）、压制成型
采用压力机对步骤（3）得到的混合物料压制成型，压制时间为7s；
（5）、养护
将步骤（4）压制后的产品在23℃条件下养护处理3天；
（6）、高温烘干
将步骤（5）养护后的产品进行高温烘干处理，烘干温度为55℃，烘干时间为22h；
（7）、高温煅烧
将步骤（6）烘干后的产品进行高温煅烧处理，煅烧温度为650℃，高温煅烧时间为3.5h，得到所述轻质耐火保温砖。
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轻质耐火保温砖，其特征在于，包括以下份计的原料：硅酸盐水泥65~75份、包膜膨胀珍珠岩45~50份、阻燃剂微胶囊35~40份、脱硫石膏30~35份、木屑废渣粉料30~35份、陶瓷废泥粉料25~30份、助剂10~20份和水65~75份；
所述包膜膨胀珍珠岩包括以下份计的原料：改性膨胀珍珠岩25~26份、碳酸钙粉末19~21份和环氧树脂粉料14~16份；
所述助剂包括以下份计的原料：发泡剂5~7份、稳泡剂5~7份、减水剂3~5份、结合剂3~5份和固化剂1~3份。
2.根据权利要求1所述的轻质耐火保温砖，其特征在于，所述木屑废渣粉料为木材在加工过程中产生的木屑或者废渣，经过分选、磁选去除废金属、再经过干燥、粉碎、筛分后制成的粉料，目数为400~500目。
3.根据权利要求1所述的轻质耐火保温砖，其特征在于，所述陶瓷废泥粉料为陶瓷墙地砖制品在生产加工抛光过程中产生的磨屑和砖屑，经过添加无机絮凝剂处理后产生的固体废弃物，再经过脱水、干燥、分选、磁选去除废金属、粉碎、筛分后制成的粉料，目数为200~300目。
4.根据权利要求1所述的轻质耐火保温砖，其特征在于，所述改性膨胀珍珠岩包括以下份计的原料：膨胀珍珠岩24~26份、硅微粉10~15份和硅溶胶4~7份。
5.根据权利要求4所述的轻质耐火保温砖，其特征在于，所述改性膨胀珍珠岩的制备方法为：将硅微粉加入到膨胀珍珠岩中，混合均匀后加入至硅溶胶中，分散均匀，干燥处理得到所述改性膨胀珍珠岩。
6.根据权利要求1所述的轻质耐火保温砖，其特征在于，所述阻燃剂微胶囊包括以下份计的原料：酚醛树脂20~25份、无水乙醇15~17份和阻燃剂5~7份。
7.根据权利要求6所述的轻质耐火保温砖，其特征在于，所述阻燃剂微胶囊的制备方法为：用无水乙醇溶解酚醛树脂，以100~200r/min 的转速搅拌35~45min，分散均匀得到混合溶液，然后加入阻燃剂，搅拌并加热，控制加热温度为80～82℃，使得酚醛树脂在阻燃剂表面析出，干燥后研磨成粉末得到所述阻燃剂微胶囊。
8.根据权利要求6所述的轻质耐火保温砖，其特征在于，所述阻燃剂包括以下份计的原料：氢氧化铝微粉2~3份、碳化硅2~3份、氢氧化镁0.8~1.2份、碳酸钙0.4~0.6份和硼酸锌0.2~0.4份。
9.根据权利要求1所述的轻质耐火保温砖，其特征在于，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠或者十二烷基苯磺酸钠，所述稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、明胶和淀粉中的一种或几种，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述结合剂为水玻璃、硅溶胶和木质素磺酸钙中的一种或者几种，所述固化剂为乙烯基三胺或者二氨基环己烷。
10.一种根据权利要求1~9任一项所述的轻质耐火保温砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、脱硫石膏预处理
称取脱硫石膏，在80~90℃条件下处理1~2h，然后取出放入煅烧炉，在280~300℃条件下煅烧30~40min，将煅烧后的脱硫石膏置于室温、敞开的环境下存放3~4天，研磨粉碎过120~180目筛，得到预处理的脱硫石膏，备用；
（2）、制备包膜膨胀珍珠岩
称取改性膨胀珍珠岩，加入到包衣机中加热至100~120℃，并加入碳酸钙粉末，以200~250r/min的转速分散均匀；
然后从包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩润湿，另一端喷洒环氧树脂粉料，以100~150r/min的转速搅拌10~40min，干燥处理后得到所述包膜膨胀珍珠岩，备用；
（3）、原料混合
将步骤（1）得到的预处理的脱硫石膏和步骤（2）得到的包膜膨胀珍珠岩混合，然后按照配比依次加入剩余原料，分散均匀，得到混合物料；
（4）、压制成型
采用压力机对步骤（3）得到的混合物料压制成型，压制时间为5~10s；
（5）、养护
将步骤（4）压制后的产品在20~26℃条件下养护处理2~3天；
（6）、高温烘干
将步骤（5）养护后的产品进行高温烘干处理，烘干温度为45~65℃，烘干时间为20~24h；
（7）、高温煅烧
将步骤（6）烘干后的产品进行高温煅烧处理，煅烧温度为600～700℃，高温煅烧时间为3~4h，得到所述轻质耐火保温砖。
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