CN108793913A - 一种无机保温环保型节能材料的制备方法 - Google Patents

一种无机保温环保型节能材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无机保温环保型节能材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，将水泥、改性硅酸盐矿物、活性氧化镁复合粉煤灰凝胶加入到搅拌机中进行混合搅拌，搅拌转速为115‑125r/min，搅拌25‑35min，随后再加入羟基磷灰石、氟铝酸钾、庚二酸钙、预处理纤维水镁石继续搅拌15‑25min。本发明的目的是提供一种无机保温环保型节能材料的制备方法，该材料采用无机原料进行混合组配，可提高原料间黏结性能，继而增强力学性能，具有较高的使用价值和良好的应用前景。

Description

一种无机保温环保型节能材料的制备方法
技术领域
本发明涉及节能材料制备技术领域，具体涉及一种无机保温环保型节能材料的制备方法。
背景技术
节能材料分为新型墙体材料，其主要包括砖、块、板等，如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等；墙体保温式根据保温层位置的不同可分为：外墙外保温、外内保温和中空夹心复合墙体保温等3种，自然硅藻泥具备保温隔热功效，属于保温隔热材料；建筑防水材料的发展十分迅速，目前拥有沥青油毡（含改性沥青油毡）、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等五大类产品；门窗的制造材料从单一的木、钢、铝合金等发展到了复合材料，如铝合金一木材复合、铝合金一塑料复合、玻璃钢等，目前我国市场主要的节能门窗有：PVC门窗、铝木复合门窗、铝塑复合门窗、玻璃钢门窗等。
现有中国专利文献（公开号：CN103723991A）公开了一种隔热保温节能材料，包括以下重量份的原料：膨胀珍珠岩20~30份，海泡石10~20份，无机粘结剂5~10份，硅酸钠5~8份，轻质灰钙粉12~25份，羟甲基纤维素8~18份，植物蛋白酸2~5份，填料10~20份，该材料虽有保温性能，但强度仍可进一步改善。
中国专利文献（公开号：CN104829192A）公开了一种保温隔热节能材料，所述节能材料原料包括普通硅酸盐水泥、粉煤灰、双氧水、十溴二苯乙烷、磺化丙酮甲醛缩聚物、液态环氧树脂分散剂、聚氨酯、稳泡剂、偶联剂、莫来石纤维、陶瓷微珠、双(2，2，6,6,-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、紫外线吸收剂，该材料采用无机、有机共混，易导致材料件黏结力不强，继而性能不是很好。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种无机保温环保型节能材料的制备方法，该材料采用无机原料进行混合组配，可提高原料间黏结性能，继而增强力学性能，具有较高的使用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种无机保温环保型节能材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将水泥、改性硅酸盐矿物、活性氧化镁复合粉煤灰凝胶加入到搅拌机中进行混合搅拌，搅拌转速为115-125r/min，搅拌25-35min，随后再加入羟基磷灰石、氟铝酸钾、庚二酸钙、预处理纤维水镁石继续搅拌15-25min，得到混合物A；
步骤二，将步骤一得到混合物A、钙矾石、脉石英、石膏粉依次送入高速混合机中，搅拌转速为155-175r/min，搅拌时间为15-25min，即得无机保温环保型节能材料。
优选地，所述改性硅酸盐矿物制备方法为将二氧化硅、无水乙醇加入到磁力搅拌器中，搅拌转速为155-175r/min，搅拌时间为15-25min，随后加入质量分数为20-30%硝酸溶液，将pH调至1.5-2.5，在水浴中加热1-2h，水浴温度为65-75℃，随后向其中加入硅酸盐矿物，将转速降至95-105r/min，搅拌3-5h至凝胶形成，随后送入烘箱中烘干，烘干温度为55-65℃，随后冷却至室温，即得改性硅酸盐矿物。
优选地，所述硅酸盐矿物为蛇纹石、符山石、方钠石、石榴子石中的一种或多种的组合物。
优选地，所述硅酸盐矿物为蛇纹石。
优选地，所述活性氧化镁复合粉煤灰凝胶中氧化镁量占总量的6-10%。
优选地，所述活性氧化镁复合粉煤灰凝胶中氧化镁量占总量的8%。
优选地，所述预处理纤维水镁石制备方法为将纤维水镁石进行高温煅烧，随后冷却至室温，随后在去离子水中进行超声分散，分散6-10min，再抽滤，即得预处理纤维水镁石。
优选地，所述高温煅烧条件为先将温度升至550-650℃、保温25-35min，随后再将温度升至1050-1150℃。
优选地，所述步骤二中石膏粉为氟石膏粉、柠檬酸石膏粉按照重量比（3-5）：1。
优选地，所述步骤二中石膏粉为氟石膏粉、柠檬酸石膏粉按照重量比4：1。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明以改性硅酸盐矿物、活性氧化镁复合粉煤灰凝胶作为基料，通过加入羟基磷灰石、氟铝酸钾、庚二酸钙作为辅料，同时加入的钙矾石、脉石英、石膏粉进一步提高材料的保温、强度等性能。
（2）硅酸盐矿物结构较为复杂，将其与二氧化硅形成凝胶，掺杂在材料中，可提高材料的保温、强度等性能，活性氧化镁复合粉煤灰凝胶采用氧化镁、粉煤灰形成的凝胶，与改性硅酸盐矿物起到协同作用，继而增强材料的强度等性能。
（3）从实施例3及对比例1-4得出，本发明实施例3相对于对比例4，导热系数降低了0.019W/m.K，抗压强度提高了9.3MPa，此外，在导热系数、抗压强度影响中，硅酸盐矿物>活性氧化镁复合粉煤灰凝胶>预处理纤维水镁石。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种无机保温环保型节能材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将水泥、改性硅酸盐矿物、活性氧化镁复合粉煤灰凝胶加入到搅拌机中进行混合搅拌，搅拌转速为115r/min，搅拌25min，随后再加入羟基磷灰石、氟铝酸钾、庚二酸钙、预处理纤维水镁石继续搅拌15min，得到混合物A；
步骤二，将步骤一得到混合物A、钙矾石、脉石英、石膏粉依次送入高速混合机中，搅拌转速为155r/min，搅拌时间为15min，即得无机保温环保型节能材料。
本实施例的改性硅酸盐矿物制备方法为将二氧化硅、无水乙醇加入到磁力搅拌器中，搅拌转速为155r/min，搅拌时间为15min，随后加入质量分数为20%硝酸溶液，将pH调至1.5，在水浴中加热1h，水浴温度为65℃，随后向其中加入硅酸盐矿物，将转速降至95r/min，搅拌3h至凝胶形成，随后送入烘箱中烘干，烘干温度为55℃，随后冷却至室温，即得改性硅酸盐矿物。
本实施例的硅酸盐矿物为蛇纹石。
本实施例的活性氧化镁复合粉煤灰凝胶中氧化镁量占总量的6%。
本实施例的预处理纤维水镁石制备方法为将纤维水镁石进行高温煅烧，随后冷却至室温，随后在去离子水中进行超声分散，分散6min，再抽滤，即得预处理纤维水镁石。
本实施例的高温煅烧条件为先将温度升至550℃、保温25min，随后再将温度升至1050℃。
本实施例的步骤二中石膏粉为氟石膏粉、柠檬酸石膏粉按照重量比3：1。
实施例2.
本实施例的一种无机保温环保型节能材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将水泥、改性硅酸盐矿物、活性氧化镁复合粉煤灰凝胶加入到搅拌机中进行混合搅拌，搅拌转速为125r/min，搅拌35min，随后再加入羟基磷灰石、氟铝酸钾、庚二酸钙、预处理纤维水镁石继续搅拌25min，得到混合物A；
步骤二，将步骤一得到混合物A、钙矾石、脉石英、石膏粉依次送入高速混合机中，搅拌转速为175r/min，搅拌时间为25min，即得无机保温环保型节能材料。
本实施例的改性硅酸盐矿物制备方法为将二氧化硅、无水乙醇加入到磁力搅拌器中，搅拌转速为175r/min，搅拌时间为25min，随后加入质量分数为30%硝酸溶液，将pH调至2.5，在水浴中加热2h，水浴温度为75℃，随后向其中加入硅酸盐矿物，将转速降至105r/min，搅拌5h至凝胶形成，随后送入烘箱中烘干，烘干温度为65℃，随后冷却至室温，即得改性硅酸盐矿物。
本实施例的硅酸盐矿物为符山石。
本实施例的活性氧化镁复合粉煤灰凝胶中氧化镁量占总量的10%。
本实施例的预处理纤维水镁石制备方法为将纤维水镁石进行高温煅烧，随后冷却至室温，随后在去离子水中进行超声分散，分散10min，再抽滤，即得预处理纤维水镁石。
本实施例的高温煅烧条件为先将温度升至650℃、保温35min，随后再将温度升至1150℃。
本实施例的步骤二中石膏粉为氟石膏粉、柠檬酸石膏粉按照重量比5：1。
实施例3.
本实施例的一种无机保温环保型节能材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将水泥、改性硅酸盐矿物、活性氧化镁复合粉煤灰凝胶加入到搅拌机中进行混合搅拌，搅拌转速为120r/min，搅拌30min，随后再加入羟基磷灰石、氟铝酸钾、庚二酸钙、预处理纤维水镁石继续搅拌20min，得到混合物A；
步骤二，将步骤一得到混合物A、钙矾石、脉石英、石膏粉依次送入高速混合机中，搅拌转速为160r/min，搅拌时间为20min，即得无机保温环保型节能材料。
本实施例的改性硅酸盐矿物制备方法为将二氧化硅、无水乙醇加入到磁力搅拌器中，搅拌转速为160r/min，搅拌时间为20min，随后加入质量分数为25%硝酸溶液，将pH调至2，在水浴中加热1.5h，水浴温度为70℃，随后向其中加入硅酸盐矿物，将转速降至100r/min，搅拌4h至凝胶形成，随后送入烘箱中烘干，烘干温度为60℃，随后冷却至室温，即得改性硅酸盐矿物。
本实施例的硅酸盐矿物为方钠石。
本实施例的活性氧化镁复合粉煤灰凝胶中氧化镁量占总量的8%。
本实施例的预处理纤维水镁石制备方法为将纤维水镁石进行高温煅烧，随后冷却至室温，随后在去离子水中进行超声分散，分散8min，再抽滤，即得预处理纤维水镁石。
本实施例的高温煅烧条件为先将温度升至600℃、保温30min，随后再将温度升至1100℃。
本实施例的步骤二中石膏粉为氟石膏粉、柠檬酸石膏粉按照重量比4：1。
对比例1.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加改性硅酸盐矿物。
对比例2.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加活性氧化镁复合粉煤灰凝胶。
对比例3.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加预处理纤维水镁石。
对比例4.
采用中国专利文献（公开号：CN103723991A）公开了一种隔热保温节能材料中实施例1的原料及方法。
实施例3及对比例1-4性能测试结果如下
导热系数（W/m.K） 抗压强度（MPa）
实施例3 0.032 39.8
对比例1 0.041 33.2
对比例2 0.038 34.5
对比例3 0.034 37.1
对比例4 0.051 30.5
从实施例3及对比例1-4得出，本发明实施例3相对于对比例4，导热系数降低了0.019W/m.K，抗压强度提高了9.3MPa，此外，在导热系数、抗压强度影响中，硅酸盐矿物>活性氧化镁复合粉煤灰凝胶>预处理纤维水镁石。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种无机保温环保型节能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将水泥、改性硅酸盐矿物、活性氧化镁复合粉煤灰凝胶加入到搅拌机中进行混合搅拌，搅拌转速为115-125r/min，搅拌25-35min，随后再加入羟基磷灰石、氟铝酸钾、庚二酸钙、预处理纤维水镁石继续搅拌15-25min，得到混合物A；
步骤二，将步骤一得到混合物A、钙矾石、脉石英、石膏粉依次送入高速混合机中，搅拌转速为155-175r/min，搅拌时间为15-25min，即得无机保温环保型节能材料。
2.根据权利要求1所述的一种无机保温环保型节能材料的制备方法，其特征在于，所述改性硅酸盐矿物制备方法为将二氧化硅、无水乙醇加入到磁力搅拌器中，搅拌转速为155-175r/min，搅拌时间为15-25min，随后加入质量分数为20-30%硝酸溶液，将pH调至1.5-2.5，在水浴中加热1-2h，水浴温度为65-75℃，随后向其中加入硅酸盐矿物，将转速降至95-105r/min，搅拌3-5h至凝胶形成，随后送入烘箱中烘干，烘干温度为55-65℃，随后冷却至室温，即得改性硅酸盐矿物。
3.根据权利要求2所述的一种无机保温环保型节能材料的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐矿物为蛇纹石、符山石、方钠石、石榴子石中的一种或多种的组合物。
4.根据权利要求3所述的一种无机保温环保型节能材料的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐矿物为蛇纹石。
5.根据权利要求1所述的一种无机保温环保型节能材料的制备方法，其特征在于，所述活性氧化镁复合粉煤灰凝胶中氧化镁量占总量的6-10%。
6.根据权利要求5所述的一种无机保温环保型节能材料的制备方法，其特征在于，所述活性氧化镁复合粉煤灰凝胶中氧化镁量占总量的8%。
7.根据权利要求1所述的一种无机保温环保型节能材料的制备方法，其特征在于，所述预处理纤维水镁石制备方法为将纤维水镁石进行高温煅烧，随后冷却至室温，随后在去离子水中进行超声分散，分散6-10min，再抽滤，即得预处理纤维水镁石。
8.根据权利要求7所述的一种无机保温环保型节能材料的制备方法，其特征在于，所述高温煅烧条件为先将温度升至550-650℃、保温25-35min，随后再将温度升至1050-1150℃。
9.根据权利要求1所述的一种无机保温环保型节能材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中石膏粉为氟石膏粉、柠檬酸石膏粉按照重量比（3-5）：1。
10.根据权利要求9所述的一种无机保温环保型节能材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中石膏粉为氟石膏粉、柠檬酸石膏粉按照重量比4：1。
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