外牆保溫用輕質泡沫陶瓷及其製備方法
2023-05-28 07:40:11 4
專利名稱：外牆保溫用輕質泡沫陶瓷及其製備方法
技術領域：
本發明屬於建築材料領域，具體涉及一種外牆保溫用輕質泡沫陶瓷及其製備方法。
背景技術：
建築外牆外保溫是建築節能的重要內容，可佔建築節能的30% 40%,它是通過給建築物穿上一件保溫外套實現的。因此，外牆外保溫材料的發展也是建築節能技術的一個重要的環節。目前，我國外牆外保溫材料的主流產品是聚苯乙烯泡沫板和聚苯乙烯擠塑板等有機保溫材料，這些有機保溫材料的優點是保溫性能優異、價格低，但也存在致命缺陷，就是它們都屬於可燃材料，具有引發火災的危險性。特別是近年來，這些可燃保溫材料引發的幾場大火，都造成了嚴重人員傷亡和財產損失，建築易燃可燃外保溫材料已成為一類新的火災隱患，也促使公安部於2011年3月14日下發了《關於進一步明確民用建築外保溫材料消防監督管理有關要求的通知》，要求民用建築外保溫材料必須採用燃燒性為A級的材料。而聚苯乙烯泡沫板或聚苯乙烯擠塑板本質上均是「不可能達到A級」防火性能要求的。對於A級不燃的無機保溫隔熱材料則存在價格高的問題。另一方面，我國每年產生的工業固體廢棄物達十幾億噸，再處理利用率低，對環境汙染嚴重。發展各種工業廢棄物處理技術，促使工業廢棄物資源化，已經成為新時期技術發展的必然趨勢。
發明內容
根據現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種A級不燃、保溫隔熱性能優良、節能環保，且成本較低的外牆保溫用輕質泡沫陶瓷及其製備方法。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是提供一種外牆保溫用輕質泡沫陶瓷，其特徵在於是先將質量份數60 90份的工業固體廢棄物和10 40份的助熔物料經溼法研磨製得料漿後，再經發泡工藝製備而成。其中所述工業固體廢棄物為煤砰石、金屬尾礦或赤泥中的一種或任意兩種或三種的任意比例的混合物。所述助熔物料為瓶罐廢玻璃、鈉長石或珍珠巖中的一種或任意兩種或三種的任意比例的混合物。所述發泡工藝是向料漿中依次加入活性鋁粉、穩泡劑和濃鹽酸或依次加入活性鋁粉、穩泡劑和氫氧化鈉進行發泡。所述活性招粉為O. 4 O. 6重量份。所述穩泡劑為甘油、三乙醇胺和聚乙二醇中一種，其加入量為O. I O. 2重量份。所述濃鹽酸為4 6重量份濃度為36%的濃鹽酸。所述氫氧化鈉為4 6重量份lmol/L的氫氧化鈉溶液。
製備方法包括以下步驟I)混合研磨將符合比例的工業固體廢棄物和助熔物料混合，溼法研磨至料漿粒度 D90 < 50 μ m ；2)發泡製坯工藝將料漿注入帶溫度調節裝置的攪拌器中，待料漿溫度均勻達到26 V 30°C時，向料漿中依次加入O. 4 O. 6重量份的活性鋁粉，攪拌2 4min，加入 O. I O. 2重量份的穩泡劑，攪拌I 2min，再加入4 6重量份的濃鹽酸或lmol/L的氫氧化鈉溶液，繼續攪拌20 30s，然後將料漿注入溫度為26°C 30°C的模具中，靜置30 60min ；3)乾燥將模具送入乾燥室乾燥，得到泡沫陶瓷素坯；4)燒成將步驟3)製備的泡沫陶瓷素坯脫模，送入窯爐燒成，經保溫後自然降溫至室溫，即得符合外牆保溫要求的輕質泡沫陶瓷。其中所述乾燥過程共分為三個階段首先將料漿在溫度30 40°C、溼度80 90%下保持8 10h，然後調節溫度為50 60°C、溼度為70 80%，在此條件下保持6 8h，最後調節溫度為80 100°C、溼度為20 50%，在此條件下保持4 6h。所述燒成溫度為1000 1100°C，窯爐燒成時升溫時間為9 10h，保溫時間為I 2h。製備的外牆保溫用輕質泡沫陶瓷按要求尺寸進行切割，檢驗後入庫。為了提高產品的強度和使用性，增加產品的美感，本產品可在乾燥環節完成後在素坯表面噴塗與產品燒成溫度相匹配的各種釉料，形成表面裝飾釉層，達到裝飾美觀的效果O本發明的有益效果是以工業固體廢棄物和助熔物料為主要原料製備外牆保溫用輕質泡沫陶瓷，不但有利於廢物利用，保護環境，而且有效降低了產品成本；製備的外牆保溫用輕質泡沫陶瓷還具有導熱係數低、A級不燃等優點，完全可以滿足人們對建築外牆保溫材料的各種性能要求。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步描述。實施例I將70kg的煤矸石、IOkg的瓶罐廢玻璃和20kg納長石裝入球磨機溼法研磨24h， 出磨泥漿進入水浴式攪拌器中加熱攪拌，待料漿溫度均勻變為27°C後，向料漿中依次加入 O. 5kg活性招粉,攪拌4min,加入O. Ikg的三乙醇胺,攪拌2min,再加入5kg的濃鹽酸,繼續攪拌22s，將料漿注入溫度為28°C的模具中，靜置40min，將其送入乾燥室乾燥。乾燥室乾燥制度為首先在溫度30°C、溼度80%下保持8h，然後調節溫度為50°C、溼度為70%，在此條件下保持6h，最後調節溫度為80°C、溼度為30%，在此條件下保持5h即可完成乾燥。將乾燥的泡沫陶瓷素坯脫模後送入窯爐燒成，燒結溫度為1060°C，保溫時間為lh，然後自然降溫至室溫，經切割、檢驗得到外牆保溫用輕質泡沫陶瓷。產品相關性能測試結果為體積密度O. 32g/cm3，抗壓強度I. OMpa,導熱係數 O. 07ff/m · K。
實施例2將70kg的金屬尾礦和30kg的珍珠巖裝入球磨機溼法研磨24h，出磨泥漿稱量後進入水浴式攪拌器進行攪拌，待料漿溫度均勻地變為27. 5°C後，向料漿中加入O. 6kg活性招粉，攪拌3min後加入O. 2kg的甘油，攪拌2min,然後加入6kg的濃鹽酸,繼續攪拌30s, 將料漿注入溫度為30°C的模具中，靜置60min後，送入乾燥室乾燥首先在溫度40°C、溼度 85%下保持9h，然後調節溫度為60 C、溼度為73%，在此條件下保持6. 5h,最後調節溫度為 85°C、溼度為40%，在此條件下保持5. 5h後即可乾燥完成。將乾燥的泡沫陶瓷素坯脫模後送入窯爐燒成，燒結溫度為1030°C，保溫時間為lh，然後自然降溫至室溫，經切割、檢驗得到外牆保溫用輕質泡沫陶瓷。產品相關性能測試結果為體積密度O. 42g/cm3，抗壓強度I. 8Mpa，導熱係數 O. 09ff/m · K。實施例3將60kg赤泥和40kg瓶罐廢玻璃裝入球磨機溼法研磨24h，出磨泥漿稱量後進入水浴式攪拌器進行攪拌，待料漿溫度均勻地變為28°C後，向料漿中加入O. 4kg活性鋁粉，攪拌 3min後加入O. Ikg的聚乙二醇，再攪拌2min，然後加入4kg的lmol/L的氫氧化鈉溶液，繼續攪拌28s，然後將料漿注入溫度為27 °C的模具中，靜置60min後，將其送入乾燥室乾燥首先在溫度36°C、溼度87%下保持10h，然後調節溫度為58°C、溼度為75%，在此條件下保持 7h，然後調節溫度為100°C、溼度為45%，在此條件下保持6h後即可乾燥完成。將乾燥的泡沫陶瓷素坯脫模後送入窯爐燒成，燒結溫度為1050°C，保溫時間為2h，然後自然降溫至室溫，經切割、檢驗得到外牆保溫用輕質泡沫陶瓷。產品相關性能測試結果為體積密度O. 36g/cm3，抗壓強度I. 4Mpa，導熱係數 O. 08ff/m · K。實施例4將30kg煤砰石、30kg金屬尾礦、20kg瓶罐廢玻璃和20kg珍珠巖裝入球磨機溼法研磨24h，出磨泥漿稱量後進入水浴式攪拌器進行攪拌，待料漿溫度均勻地變為28°C後，向料眾中加入O. 5kg活性招粉,攪拌3min後加入O. 15kg的三乙醇胺,再攪拌2min,然後加入
5.5kg的lmol/L的氫氧化鈉溶液，繼續攪拌30s，然後將料漿注入溫度為30°C的模具中，靜置60min後,將其送入乾燥室乾燥首先在溫度33°C、溼度90%下保持9. 5h,然後調節溫度為55°C、溼度為75%，在此條件下保持8h，再調節溫度為90°C、溼度為35%，在此條件下保持4h後即可乾燥完成。將乾燥的泡沫陶瓷素坯脫模後送入窯爐燒成，燒結溫度為1000°C， 保溫時間為2h，然後自然降溫至室溫，經切割、檢驗得到外牆保溫用輕質泡沫陶瓷。產品相關性能測試結果為體積密度O. 38g/cm3，抗壓強度I. 5Mpa，導熱係數 O. 08ff/m · K。實施例5將50kg煤砰石、40kg赤泥和IOkg鈉長石裝入球磨機溼法研磨24h,出磨泥眾稱量後進入水浴式攪拌器進行攪拌，待料漿溫度均勻地變為28°C後，向料漿中加入O. 5kg活性招粉，攪拌3min後加入O. 15kg的聚乙二醇,再攪拌2min,然後加入4. 6kg的濃鹽酸,繼續攪拌24s，然後將料漿注入溫度為29 V的模具中，靜置60min後，將其送入乾燥室乾燥首先在溫度35°C、溼度82%下保持8. 5h，然後調節溫度為52°C、溼度為80%，在此條件下保持6. 5h，再調節溫度為90°C、溼度為50%，在此條件下保持6h後即可乾燥完成。將乾燥的泡沫陶瓷素坯脫模後送入窯爐燒成，燒結溫度為1100°c，保溫時間為2h，然後自然降溫至室溫， 經切割、檢驗得到外牆保溫用輕質泡沫陶瓷。產品相關性能測試結果為體積密度O. 33g/cm3，抗壓強度I. 2Mpa，導熱係數 O. 07ff/m · K。實施例6將40kg赤泥、40kg金屬尾礦、IOkg鈉長石和IOkg珍珠巖裝入球磨機溼法研磨 24h，出磨泥漿稱量後進入水浴式攪拌器進行攪拌，待料漿溫度均勻地變為27°C後，向料漿中加入O. 5kg活性招粉,攪拌3min後加入O. 15kg的甘油，再攪拌2min,然後加入4. 5kg的 lmol/L的氫氧化鈉溶液，繼續攪拌25s，然後將料漿注入溫度為30°C的模具中，靜置60min 後，將其送入乾燥室乾燥首先在溫度38°C、溼度88%下保持8h，然後調節溫度為56°C、溼度為77%，在此條件下保持7. 5h，再調節溫度為95°C、溼度為38%，在此條件下保持5. 5h 後即可乾燥完成。將乾燥的泡沫陶瓷素坯脫模後送入窯爐燒成，燒結溫度為1080°C，保溫時間為2h，然後自然降溫至室溫，經切割、檢驗得到外牆保溫用輕質泡沫陶瓷。產品相關性能測試結果為體積密度O. 36g/cm3，抗壓強度I. 7Mpa，導熱係數 O. 08ff/m · K。實施例7將25kg煤砰石、20kg金屬尾礦、25kg赤泥、IOkg瓶罐廢玻璃、15kg鈉長石和IOkg 珍珠巖裝入球磨機溼法研磨24h，出磨泥漿稱量後進入水浴式攪拌器進行攪拌，待料漿溫度均勻地變為28°C後，向料漿中加入O. 5kg活性鋁粉，攪拌3min後加入O. 15kg的三乙醇胺， 再攪拌2min，然後加入4. 2kg的lmol/L的氫氧化鈉溶液，繼續攪拌27s，然後將料漿注入溫度為28°C的模具中，靜置60min後，將其送入乾燥室乾燥首先在溫度34°C、溼度85%下保持9h，然後調節溫度為54°C、溼度為72%，在此條件下保持8h，再調節溫度為85°C、溼度為 42%，在此條件下保持4. 5h，即可乾燥完成。將乾燥的泡沫陶瓷素坯脫模後送入窯爐燒成， 燒結溫度為1040°C，保溫時間為2h，然後自然降溫至室溫，經切割、檢驗得到外牆保溫用輕質泡沫陶瓷。產品相關性能測試結果為體積密度O. 36g/cm3，抗壓強度I. 4Mpa，導熱係數 O. 08ff/m · K。
權利要求
1.一種外牆保溫用輕質泡沫陶瓷，其特徵在於是先將質量份數60 90份的工業固體廢棄物和10 40份的助熔物料經溼法研磨製得料漿後，再經發泡工藝製備而成。
2.根據權利要求I所述的外牆保溫用輕質泡沫陶瓷，其特徵在於所述工業固體廢棄物為煤矸石、金屬尾礦或赤泥中的一種或任意兩種或三種的任意比例的混合物。
3.根據權利要求I所述的外牆保溫用輕質泡沫陶瓷，其特徵在於所述助熔物料為瓶罐廢玻璃、鈉長石或珍珠巖中的一種或任意兩種或三種的任意比例的混合物。
4.根據權利要求I所述的外牆保溫用輕質泡沫陶瓷，其特徵在於所述發泡工藝是向料漿中依次加入活性鋁粉、穩泡劑和濃鹽酸或依次加入活性鋁粉、穩泡劑和氫氧化鈉進行發泡。
5.根據權利要求4所述的外牆保溫用輕質泡沫陶瓷，其特徵在於所述活性鋁粉為O.4 O. 6重量份。
6.根據權利要求4所述的外牆保溫用輕質泡沫陶瓷，其特徵在於所述穩泡劑為甘油、 三乙醇胺或聚乙二醇中一種，其加入量為O. I O. 2重量份。
7.根據權利要求4所述的外牆保溫用輕質泡沫陶瓷，其特徵在於所述濃鹽酸為4 6 重量份濃度為36%的濃鹽酸。
8.根據權利要求4所述的外牆保溫用輕質泡沫陶瓷，其特徵在於所述氫氧化鈉為4 6重量份lmol/L的氫氧化鈉溶液。
9.一種權利要求I所述的外牆保溫用輕質泡沫陶瓷的製備方法，其特徵在於包括以下步驟1)混合研磨將符合比例的工業固體廢棄物和助熔物料混合，溼法研磨至料漿粒度 D90 < 50 μ m ；2)發泡製坯工藝將料漿注入帶溫度調節裝置的攪拌器中，待料漿溫度均勻達到 26 0C 30°C時，向料漿中依次加入O. 4 O. 6重量份的活性鋁粉，攪拌2 4min，加入O.I O. 2重量份的穩泡劑，攪拌I 2min，再加入4 6重量份的濃鹽酸或lmol/L的氫氧化鈉溶液，繼續攪拌20 30s，然後將料漿注入溫度為26°C 30°C的模具中，靜置30 60min ；3)乾燥將模具送入乾燥室乾燥，得到泡沫陶瓷素坯；4)燒成將步驟3)製備的泡沫陶瓷素坯脫模，送入窯爐燒成，經保溫後自然降溫至室溫，即得符合外牆保溫要求的輕質泡沫陶瓷。
10.根據權利要求9所述的外牆保溫用輕質泡沫陶瓷的製備方法，其特徵在於所述乾燥過程共分為三個階段首先將料漿在溫度30 40°C、溼度80 90%下保持8 10h，然後調節溫度為50 60°C、溼度為70 80%，在此條件下保持6 8h，最後調節溫度為80 100°C、溼度為20 50%，在此條件下保持4 6h。
11.根據權利要求9所述的外牆保溫用輕質泡沫陶瓷的製備方法，其特徵在於所述燒成溫度為1000 1100°C，窯爐燒成時升溫時間為9 10h，保溫時間為I 2h。
全文摘要
本發明屬於建築材料領域，具體涉及一種外牆保溫用輕質泡沫陶瓷，是先將質量份數60～90份的工業固體廢棄物和10～40份的助熔物料經溼法研磨製得料漿後，再經發泡工藝製備而成，其中，工業固體廢棄物為煤矸石、金屬尾礦或赤泥中的一種或任意兩種或三種的任意比例的混合物，助熔物料為瓶罐廢玻璃、鈉長石或珍珠巖中的一種或任意兩種或三種的任意比例的混合物。原料經混合研磨後，依次加入活性鋁粉、穩泡劑和濃鹽酸或依次加入活性鋁粉、穩泡劑和氫氧化鈉溶液，經攪拌後發泡成型，製成泡沫陶瓷素坯，然後送入窯爐燒成，經自然冷卻、切割、檢驗後得到外牆保溫用輕質泡沫陶瓷。本發明外牆保溫用輕質泡沫陶瓷具有A級不燃、保溫隔熱性能優良、節能環保、成本較低的特點。
文檔編號C04B14/02GK102584327SQ201210034759
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月16日 優先權日2012年2月16日
發明者劉鵬, 呂寶偉, 徐先豹, 王振環, 王玉寶, 趙小玻, 邢政鵬, 陳達謙, 鮑曉芸 申請人:中材高新材料股份有限公司, 山東工業陶瓷研究設計院有限公司