一種防火保溫材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種防火保溫材料及其制備方法和應(yīng)用。所述防火保溫材料中包括將含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料與強(qiáng)堿按照一定的配比進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅鋁氧化學(xué)鍵,其中,所述含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料的重量份數(shù)為100份,所述強(qiáng)堿的重量份數(shù)為2~10份,發(fā)泡劑的重量份數(shù)為0.1~10份。本發(fā)明的防火保溫材料具有重量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小等特點(diǎn),同時(shí)具有優(yōu)異的防火性能和抗壓性能。
【專利說(shuō)明】一種防火保溫材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域,具體涉及一種防火保溫材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們環(huán)保、節(jié)能意識(shí)的提高以及國(guó)家政策的規(guī)定,各行各業(yè)都在環(huán)保、節(jié)能方面加大研發(fā)力度,以更好地保護(hù)人類生活的環(huán)境。在建筑材料領(lǐng)域,建筑節(jié)能也是一個(gè)重要的發(fā)展方向,其中,保溫材料的研發(fā)是其重要的分支。為滿足人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境舒適度提高的需求,同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能的目的,出現(xiàn)了多種含有相應(yīng)工業(yè)廢料的保溫材料。
[0003]常規(guī)的保溫材料中,為結(jié)合各種原料并使其具有一定的強(qiáng)度,水泥是起到粘結(jié)性能以及提供強(qiáng)度的主要組分。因水泥制備過(guò)程中耗能高、減小對(duì)環(huán)境污染所需費(fèi)用大,因此用其他粘結(jié)材料替代水泥以盡可能小的實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好是非常好的方式。
[0004]粉煤灰是燃煤電場(chǎng)排出的固體廢棄物,目前,其仍是排放量較大的工業(yè)廢渣之一,如果將其利用,可以大大減少其堆放占地污染。粉煤灰具有潛在的水硬性,若將其利用替換水泥來(lái)達(dá)到所需的粘結(jié)性能等,則除了減少其自身的污染外,還能少用高耗能、污染大的水泥,實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好,因此,粉煤灰的利用是保溫材料領(lǐng)域中研究積極開(kāi)展的方向。
[0005]中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN101575880A公開(kāi)了一種聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng),包括墻體結(jié)構(gòu)層,在墻體結(jié)構(gòu)層之外依次有保溫層、抗裂防護(hù)層及飾面層,其中,保溫層由粘結(jié)膠漿、阻燃型膨脹聚苯板組成,抗裂防護(hù)層由抗裂砂漿和玻璃纖維耐堿網(wǎng)格布組成,飾面層為外墻柔性膩?zhàn)?。在該發(fā)明專利申請(qǐng)中,粘結(jié)膠漿使用了 2-6wt%的粉煤灰。然而,在該發(fā)明專利申請(qǐng)中,粉煤灰的用量較小,因而消化工業(yè)廢料的能力有限。而且,其采用的保溫材料為有機(jī)保溫材料,相應(yīng)的防火效果較差。
[0006]中國(guó)發(fā)明專利ZL02137686.7公開(kāi)了一種防火保溫材料,該材料包括低鈣粉煤灰、高嶺土、氫氧化鈣、氫氧化鎂、玻璃纖維和膨脹珍珠巖。本發(fā)明中,通過(guò)將氫氧化鈣和高嶺土混合后形成具有水硬性膠凝性能的粘結(jié)劑,從而起到粘結(jié)作用,但該材料的保溫性能和抗壓性能較差。
[0007]因而,本發(fā)明在克服上述問(wèn)題的基礎(chǔ)上還考慮了此類材料在環(huán)保節(jié)能、防火、強(qiáng)度及重量、成本之間實(shí)現(xiàn)平衡。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的是提供一種防火保溫材料及其制備方法,通過(guò)將含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料與強(qiáng)堿按照一定的配比進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),從而形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅鋁氧化學(xué)鍵,提高了防火保溫材料的保溫性能、耐高溫性能和抗壓性能。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的第一方面提供了一種防火保溫材料,所述防火保溫材料中包括將含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料與強(qiáng)堿按照一定的配比進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅鋁氧化學(xué)鍵,其中,所述含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料的重量份數(shù)為100份,所述強(qiáng)堿的重量份數(shù)為2~10份,發(fā)泡劑的重量份數(shù)為0.1-1ο份。[0010]上述材料中,含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料可以選自粉煤灰、爐灰、粘土、高嶺土、礦渣和赤泥中的一種或多種;強(qiáng)堿可以選自氨基化合物、堿金屬氫化物和氫氧化物中的一種或多種或選自工業(yè)廢堿含有上述強(qiáng)堿成分;發(fā)泡劑可以選自于鋁粉、鎂粉、鋅粉、鋇粉、電石、氯化銨、碳酸氫氨、雙氧水、表面活性劑和碳酸氫鈉中的一種或多種。
[0011]優(yōu)選地,所述強(qiáng)堿為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀。
[0012]進(jìn)一步地,所述防火保溫材料還可以包括10-50重量份的水玻璃和/或10-50重量份的水泥。其中,所述水泥優(yōu)選地為硅酸鹽水泥。
[0013]進(jìn)一步地,可根據(jù)實(shí)際需求,在上述防火保溫材料中還可加入強(qiáng)度激活劑、復(fù)合隔熱骨料、憎水劑、增稠劑、發(fā)泡穩(wěn)定劑和/或高效減水劑。
[0014]進(jìn)一步地,所述防火保溫材料還可以包括纖維、纖維格布和/或金屬網(wǎng)。
[0015]本發(fā)明的第二方面提供了一種制備上述防火保溫材料的方法,包括:
[0016]I)在包括100重量份含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料和2~10重量份強(qiáng)堿的原料中加入10-200重量份的水,進(jìn)行混合攪拌,以便含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料與強(qiáng)堿進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅鋁氧化學(xué)鍵;
[0017]2)加入0.1~10重量份發(fā)泡劑進(jìn)行攪拌,而后將混合物倒入模具;
[0018]3)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、脫模。
[0019]優(yōu)選地,所述含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料是經(jīng)粉磨或篩選處理過(guò)的細(xì)粉狀含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料。另外,上述方法中步驟(2)優(yōu)選地在2(T50°C條件下進(jìn)行;上述方法中步驟(3)優(yōu)選地在2(Tl00°C條件下進(jìn)行。
[0020]本發(fā)明的第三方面提供了一種建筑外墻用防火保溫板,其中,所述防火保溫板中的一層或多層采用上述防火保溫材料制得。
[0021]本發(fā)明的第四方面提供了一種防火保溫門,其中,所述防火保溫門中內(nèi)層和/或外層的一層或多層采用上述防火保溫材料制得。
【具體實(shí)施方式】
[0022]通過(guò)以下實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)解釋本發(fā)明,但以下描述僅用于使本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員能夠更加清楚地理解本發(fā)明的原理和精髓,并不意味著對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何形式的限制。除了特別說(shuō)明之外,標(biāo)示的百分?jǐn)?shù)和份數(shù)均為重量百分?jǐn)?shù)和重量份數(shù)。
[0023]實(shí)施例1:
[0024]在室溫下,將500g粉煤灰,30g氫氧化鈉,200g水玻璃,70g水以及IOg PP纖維攪拌均勻?yàn)樾\(zhòng)體,加入20g的過(guò)氧化氫(濃度為30%)后快速攪拌5分鐘,而后,將衆(zhòng)體狀混合物倒入模具,在60°C的條件下養(yǎng)護(hù)24小時(shí),脫模,得到最終的防火保溫材料。將樣品切割成40mmX40mmX40mm的樣塊,測(cè)定其技術(shù)性能參數(shù),結(jié)果見(jiàn)表1。
[0025]實(shí)施例2:
[0026]在室溫下,將450g粉煤灰,50g硅酸鹽水泥,27g氫氧化鈉,150g水玻璃,水60g,llgPP纖維攪拌均勻?yàn)闈{體,加入18g的過(guò)氧化氫(濃度為30%)后快速攪拌5分鐘,將漿體狀混合物倒入模具,在55°C的條件下養(yǎng)護(hù)24小時(shí),脫模,得到最終的防火保溫材料。將樣品切割成40mmX40mmX40mm的樣塊,測(cè)定其技術(shù)性能參數(shù),結(jié)果見(jiàn)表1。
[0027]對(duì)比實(shí)施例:[0028]在室溫下,將150g粉煤灰,350g硅酸鹽水泥,250g水,Ilg PP纖維攪拌均勻?yàn)闈{體,加入18g的過(guò)氧化氫(濃度為30%)后快速攪拌5分鐘,將漿體狀混合物倒入模具,常溫養(yǎng)護(hù)24小時(shí),脫模,得到最終的防火保溫材料。將樣品切割成40mmX40mmX40mm的樣塊,測(cè)定其技術(shù)性能參數(shù),結(jié)果見(jiàn)表1。
[0029]表1
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種防火保溫材料,其特征在于:所述防火保溫材料中包括將含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料與強(qiáng)堿按照一定的配比進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅鋁氧化學(xué)鍵,其中,所述含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料的重量份數(shù)為100份,所述強(qiáng)堿的重量份數(shù)為2~10份,發(fā)泡劑的重量份數(shù)為ο.1-10份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料,其中,所述含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料選自于粉煤灰、爐灰、粘土、高嶺土、礦渣和赤泥中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料,其中,所述強(qiáng)堿選自于氨基化合物、堿金屬氫化物和氫氧化物中的一種或多種,或選自工業(yè)廢堿含有上述強(qiáng)堿成分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料,其中,所述強(qiáng)堿為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料,其中,所述發(fā)泡劑選自于鋁粉、鎂粉、鋅粉、鋇粉、電石、氯化銨、碳酸氫氨、雙氧水、表面活性劑和碳酸氫鈉中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料,其中,所述防火保溫材料還包括10-50重量份的水玻璃和/或10-50重量份的水泥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的材料,其中,所述防火保溫材料進(jìn)一步包括強(qiáng)度激活劑、復(fù)合隔熱骨料、憎水劑、增稠劑、發(fā)泡穩(wěn)定劑和/或高效減水劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的材料,其中,所述防火保溫材料進(jìn)一步包括纖維、纖維格布和/或金屬網(wǎng)。
9.一種制備權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述材料的方法,包括: 1)在包括100重量份含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料和2~10重量份強(qiáng)堿的原料中加入10-200重量份的水,進(jìn)行混合攪拌,以便含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料與強(qiáng)堿進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅鋁氧化學(xué)鍵; 2)加入0.1-10重量份發(fā)泡劑進(jìn)行攪拌,而后將混合物倒入模具; 3)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、脫模。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法,其中,所述含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料是經(jīng)粉磨或篩選處理過(guò)的細(xì)粉狀含硅鋁質(zhì)粉狀工業(yè)廢料。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法,其中,步驟(2)在2(T50°C條件下進(jìn)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法,其中,步驟(3)在2(T10(TC條件下進(jìn)行。
13.一種建筑外墻用防火保溫板,其中,所述防火保溫板中的一層或多層用根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述材料制得。
14.一種防火保溫門,其中,所述防火保溫門中內(nèi)層和/或外層的一層或多層用根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述材料制得。
【文檔編號(hào)】C04B38/02GK103804012SQ201210458125
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】卓錦德, 趙永彬, 董陽(yáng), 賴世燿 申請(qǐng)人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司, 北京低碳清潔能源研究所