一種基於矽基介孔材料的耐高溫隔熱保溫材料的製備方法與流程
2023-05-06 04:15:36
本發明涉及一種保溫材料的製備方法，特別涉及一種基於矽基介孔材料的耐高溫隔熱保溫材料的製備方法，屬於保溫材料技術領域。
背景技術：
隔熱保溫就在於減少熱量損失，提高能源利用率，最終達到節能的目的，而隔熱保溫材料的發展進步有助於推動節能工程的實施，滿足國民經濟發展對能源的需求，對保障國家經濟建設健康、穩定發展有著重大的社會和經濟意義，因此，需要大力發展保溫材料工業，廣泛採用優質的隔熱保溫材料，這是對經濟建設的健康、穩定發展有著重要的現實意義，就目前而言，市場上廣泛應用的仍舊是傳統的隔熱保溫材料如泡沫玻璃、矽酸鈣、膨脹珍珠棉、玻璃纖維製品、聚氨酯和可發性聚苯乙烯板，而這些材料的導熱係數一般都比較高，同時某些材料還存在著易燃、煙毒性等問題。儘管現有的隔熱材料有在不斷地完善，但由於社會的迅速發展，至今仍然無法滿足越來越苛刻的隔熱環境和隔熱要求，因此，對隔熱保溫材料性能的改進仍然是本領域的一個研究熱點。
技術實現要素：
本發明的主要目的是為了解決現有技術中存在的上述問題，提供一種基於矽基介孔材料的耐高溫隔熱保溫材料的製備方法。
本發明的目的可以通過採用如下技術方案達到：
一種基於矽基介孔材料的耐高溫隔熱保溫材料的製備方法，所述保溫材料由矽基介孔材料、尾礦砂、二氧化鈦粉、硼砂、纖維、石英砂、二氧化鈦、生石灰、食鹽水溶液和水組成；所述保溫材料的製備方法，包括如下步驟：
步驟1：將尾礦砂、硼砂、石英砂和生石灰通過水泥試驗磨研磨後過200目篩網後備用；
步驟2：將矽基介孔材料與纖維混合，經過110～140℃的熱處理，製備獲得矽基介孔複合材料；
步驟3：按質量計將矽基介孔複合材料、尾礦砂、二氧化鈦粉、硼砂、石英砂、二氧化鈦、生石灰、食鹽水溶液和水攪拌均勻，得到漿料；
步驟4：將漿料放入水泥膠砂試模中，然後在水泥膠砂震實臺上震動密實，然後放入電熱鼓風乾燥箱中烘乾，形成坯體；
步驟5：將坯體放入高溫電阻爐中燒成，即得到保溫材料。
進一步的，所述燒成包括如下步驟：
步驟51：預熱階段，自室溫以9℃/min的升溫速度升至360℃，保溫30min；
步驟52：煅燒階段，以15℃/min的速度升溫至910～920℃；
步驟53：發泡階段，在910～920℃的恆溫下保溫60～80min；
步驟54：穩泡階段，以25℃/min的速度冷卻至600℃；
步驟55：退火階段，關閉高溫電阻爐，隨爐自然降溫至25℃，即得到保溫材料。
進一步的，所述保溫材料由下述重量百分比的有效成分復配製成：矽基介孔材料15份、尾礦砂10份、二氧化鈦粉5份、硼砂10份、纖維15份、石英砂5份、二氧化鈦8份、生石灰10份、食鹽水溶液15份、水20份。
進一步的，所述保溫材料由下述重量百分比的有效成分復配製成：矽基介孔材料20份、尾礦砂15份、二氧化鈦粉8份、硼砂15份、纖維20份、石英砂10份、二氧化鈦10份、生石灰15份、食鹽水溶液20份、水30份。
進一步的，所述矽基介孔材料的孔徑為51～80nm；所述矽基介孔材料的孔容為3.0～4.5ml/g；所述矽基介孔材料的孔壁為12～15nm；所述矽基介孔材料的孔隙率為40～49％。
進一步的，所述矽基介孔材料孔徑的變化範圍不大於30nm，所述矽基介孔材料孔壁的變化範圍不大於5nm。
進一步的，所述尾礦砂是通過研磨後過200目篩網得到的，所述纖維為纖維板，所述纖維板為礦物纖維板、合成纖維板和無機纖維板中的一種或它們的任意組合。
進一步的，所述食鹽水溶液由以下重量份的原料製成：食鹽3～5份、殼聚糖1～3份、醋酸2～3份、水90～100份。
進一步的，所述食鹽水溶液由以下重量份的原料製成：食鹽3份、殼聚糖1份、醋酸2份、水90份。
進一步的，所述食鹽水溶液由以下重量份的原料製成：食鹽5份、殼聚糖3份、醋酸3份、水100份。
本發明的有益技術效果是：本發明提供的基於矽基介孔材料的耐高溫隔熱保溫材料的製備方法，強度高，實現了廢物資源化重複利用，提高保溫材料質量的同時，降低造價，節約成本，製作工藝簡單，用途廣泛。
具體實施方式
為使本領域技術人員更加清楚和明確本發明的技術方案，下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此.
實施例1：
本實施例1提供一種基於矽基介孔材料的耐高溫隔熱保溫材料的製備方法，所述保溫材料由矽基介孔材料、尾礦砂、二氧化鈦粉、硼砂、纖維、石英砂、二氧化鈦、生石灰、食鹽水溶液和水組成；所述保溫材料的製備方法，包括如下步驟：
步驟1：將尾礦砂、硼砂、石英砂和生石灰通過水泥試驗磨研磨後過200目篩網後備用；
步驟2：將矽基介孔材料與纖維混合，經過110～140℃的熱處理，製備獲得矽基介孔複合材料；
步驟3：按質量計將矽基介孔複合材料、尾礦砂、二氧化鈦粉、硼砂、石英砂、二氧化鈦、生石灰、食鹽水溶液和水攪拌均勻，得到漿料；
步驟4：將漿料放入水泥膠砂試模中，然後在水泥膠砂震實臺上震動密實，然後放入電熱鼓風乾燥箱中烘乾，形成坯體；
步驟5：將坯體放入高溫電阻爐中燒成，所述燒成包括如下步驟：
步驟51：預熱階段，自室溫以9℃/min的升溫速度升至360℃，保溫30min；
步驟52：煅燒階段，以15℃/min的速度升溫至910～920℃；
步驟53：發泡階段，在910～920℃的恆溫下保溫60～80min；
步驟54：穩泡階段，以25℃/min的速度冷卻至600℃；
步驟55：退火階段，關閉高溫電阻爐，隨爐自然降溫至25℃，即得到保溫材料。
進一步的，在本實施例1中，所述保溫材料由下述重量百分比的有效成分復配製成：矽基介孔材料15份、尾礦砂10份、二氧化鈦粉5份、硼砂10份、纖維15份、石英砂5份、二氧化鈦8份、生石灰10份、食鹽水溶液15份、水20份。
進一步的，在本實施例1中，所述矽基介孔材料的孔徑為51～80nm；所述矽基介孔材料的孔容為3.0～4.5ml/g；所述矽基介孔材料的孔壁為12～15nm；所述矽基介孔材料的孔隙率為40～49％，所述矽基介孔材料孔徑的變化範圍不大於30nm，所述矽基介孔材料孔壁的變化範圍不大於5nm。
進一步的，在本實施例1中，所述尾礦砂是通過研磨後過200目篩網得到的，所述纖維為纖維板，所述纖維板為礦物纖維板、合成纖維板和無機纖維板中的一種或它們的任意組合。
進一步的，在本實施例1中，所述食鹽水溶液由以下重量份的原料製成：食鹽3份、殼聚糖1份、醋酸2份、水90份。
實施例2：
本實施例2提供一種基於矽基介孔材料的耐高溫隔熱保溫材料的製備方法，所述保溫材料由矽基介孔材料、尾礦砂、二氧化鈦粉、硼砂、纖維、石英砂、二氧化鈦、生石灰、食鹽水溶液和水組成；所述保溫材料的製備方法，包括如下步驟：
步驟1：將尾礦砂、硼砂、石英砂和生石灰通過水泥試驗磨研磨後過200目篩網後備用；
步驟2：將矽基介孔材料與纖維混合，經過110～140℃的熱處理，製備獲得矽基介孔複合材料；
步驟3：按質量計將矽基介孔複合材料、尾礦砂、二氧化鈦粉、硼砂、石英砂、二氧化鈦、生石灰、食鹽水溶液和水攪拌均勻，得到漿料；
步驟4：將漿料放入水泥膠砂試模中，然後在水泥膠砂震實臺上震動密實，然後放入電熱鼓風乾燥箱中烘乾，形成坯體；
步驟5：將坯體放入高溫電阻爐中燒成，所述燒成包括如下步驟：
步驟51：預熱階段，自室溫以9℃/min的升溫速度升至360℃，保溫30min；
步驟52：煅燒階段，以15℃/min的速度升溫至910～920℃；
步驟53：發泡階段，在910～920℃的恆溫下保溫60～80min；
步驟54：穩泡階段，以25℃/min的速度冷卻至600℃；
步驟55：退火階段，關閉高溫電阻爐，隨爐自然降溫至25℃，即得到保溫材料。
進一步的，在本實施例2中，所述保溫材料由下述重量百分比的有效成分復配製成：矽基介孔材料15份、尾礦砂10份、二氧化鈦粉5份、硼砂10份、纖維15份、石英砂5份、二氧化鈦8份、生石灰10份、食鹽水溶液15份、水20份。
進一步的，在本實施例1中，所述矽基介孔材料的孔徑為51～80nm；所述矽基介孔材料的孔容為3.0～4.5ml/g；所述矽基介孔材料的孔壁為12～15nm；所述矽基介孔材料的孔隙率為40～49％，所述矽基介孔材料孔徑的變化範圍不大於30nm，所述矽基介孔材料孔壁的變化範圍不大於5nm。
進一步的，在本實施例1中，所述尾礦砂是通過研磨後過200目篩網得到的，所述纖維為纖維板，所述纖維板為礦物纖維板、合成纖維板和無機纖維板中的一種或它們的任意組合。
進一步的，在本實施例1中，所述食鹽水溶液由以下重量份的原料製成：食鹽5份、殼聚糖3份、醋酸3份、水100份。
實施例3：
本實施例3提供一種基於矽基介孔材料的耐高溫隔熱保溫材料的製備方法，所述保溫材料由矽基介孔材料、尾礦砂、二氧化鈦粉、硼砂、纖維、石英砂、二氧化鈦、生石灰、食鹽水溶液和水組成；所述保溫材料的製備方法，包括如下步驟：
步驟1：將尾礦砂、硼砂、石英砂和生石灰通過水泥試驗磨研磨後過200目篩網後備用；
步驟2：將矽基介孔材料與纖維混合，經過110～140℃的熱處理，製備獲得矽基介孔複合材料；
步驟3：按質量計將矽基介孔複合材料、尾礦砂、二氧化鈦粉、硼砂、石英砂、二氧化鈦、生石灰、食鹽水溶液和水攪拌均勻，得到漿料；
步驟4：將漿料放入水泥膠砂試模中，然後在水泥膠砂震實臺上震動密實，然後放入電熱鼓風乾燥箱中烘乾，形成坯體；
步驟5：將坯體放入高溫電阻爐中燒成，所述燒成包括如下步驟：
步驟51：預熱階段，自室溫以9℃/min的升溫速度升至360℃，保溫30min；
步驟52：煅燒階段，以15℃/min的速度升溫至910～920℃；
步驟53：發泡階段，在910～920℃的恆溫下保溫60～80min；
步驟54：穩泡階段，以25℃/min的速度冷卻至600℃；
步驟55：退火階段，關閉高溫電阻爐，隨爐自然降溫至25℃，即得到保溫材料。
進一步的，在本實施例3中，所述保溫材料由下述重量百分比的有效成分復配製成：矽基介孔材料20份、尾礦砂15份、二氧化鈦粉8份、硼砂15份、纖維20份、石英砂10份、二氧化鈦10份、生石灰15份、食鹽水溶液20份、水30份。
進一步的，在本實施例1中，所述矽基介孔材料的孔徑為51～80nm；所述矽基介孔材料的孔容為3.0～4.5ml/g；所述矽基介孔材料的孔壁為12～15nm；所述矽基介孔材料的孔隙率為40～49％，所述矽基介孔材料孔徑的變化範圍不大於30nm，所述矽基介孔材料孔壁的變化範圍不大於5nm。
進一步的，在本實施例1中，所述尾礦砂是通過研磨後過200目篩網得到的，所述纖維為纖維板，所述纖維板為礦物纖維板、合成纖維板和無機纖維板中的一種或它們的任意組合。
進一步的，在本實施例1中，所述食鹽水溶液由以下重量份的原料製成：食鹽3份、殼聚糖1份、醋酸2份、水90份。
實施例4：
本實施例4提供一種基於矽基介孔材料的耐高溫隔熱保溫材料的製備方法，所述保溫材料由矽基介孔材料、尾礦砂、二氧化鈦粉、硼砂、纖維、石英砂、二氧化鈦、生石灰、食鹽水溶液和水組成；所述保溫材料的製備方法，包括如下步驟：
步驟1：將尾礦砂、硼砂、石英砂和生石灰通過水泥試驗磨研磨後過200目篩網後備用；
步驟2：將矽基介孔材料與纖維混合，經過110～140℃的熱處理，製備獲得矽基介孔複合材料；
步驟3：按質量計將矽基介孔複合材料、尾礦砂、二氧化鈦粉、硼砂、石英砂、二氧化鈦、生石灰、食鹽水溶液和水攪拌均勻，得到漿料；
步驟4：將漿料放入水泥膠砂試模中，然後在水泥膠砂震實臺上震動密實，然後放入電熱鼓風乾燥箱中烘乾，形成坯體；
步驟5：將坯體放入高溫電阻爐中燒成，所述燒成包括如下步驟：
步驟51：預熱階段，自室溫以9℃/min的升溫速度升至360℃，保溫30min；
步驟52：煅燒階段，以15℃/min的速度升溫至910～920℃；
步驟53：發泡階段，在910～920℃的恆溫下保溫60～80min；
步驟54：穩泡階段，以25℃/min的速度冷卻至600℃；
步驟55：退火階段，關閉高溫電阻爐，隨爐自然降溫至25℃，即得到保溫材料。
進一步的，在本實施例4中，所述保溫材料由下述重量百分比的有效成分復配製成：矽基介孔材料20份、尾礦砂15份、二氧化鈦粉8份、硼砂15份、纖維20份、石英砂10份、二氧化鈦10份、生石灰15份、食鹽水溶液20份、水30份。
進一步的，在本實施例1中，所述矽基介孔材料的孔徑為51～80nm；所述矽基介孔材料的孔容為3.0～4.5ml/g；所述矽基介孔材料的孔壁為12～15nm；所述矽基介孔材料的孔隙率為40～49％，所述矽基介孔材料孔徑的變化範圍不大於30nm，所述矽基介孔材料孔壁的變化範圍不大於5nm。
進一步的，在本實施例1中，所述尾礦砂是通過研磨後過200目篩網得到的，所述纖維為纖維板，所述纖維板為礦物纖維板、合成纖維板和無機纖維板中的一種或它們的任意組合。
進一步的，在本實施例1中，所述食鹽水溶液由以下重量份的原料製成：食鹽5份、殼聚糖3份、醋酸3份、水100份。
綜上所述，本實施例提供的基於矽基介孔材料的耐高溫隔熱保溫材料的製備方法，強度高，實現了廢物資源化重複利用，提高保溫材料質量的同時，降低造價，節約成本，製作工藝簡單，用途廣泛。
以上所述，僅為本發明專利優選的實施例，但本發明專利的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明專利所公開的範圍內，根據本發明專利的技術方案及其構思加以等同替換或改變，都屬於本發明專利的保護範圍。