一種環(huán)保氧化鎂發(fā)泡材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種環(huán)保氧化鎂發(fā)泡材料，主要原料含有80-90重量份的輕燒氧化鎂粉、5-15重量份的粉狀填料及1-10重量份的復合型發(fā)泡劑。本發(fā)明所得產(chǎn)品的容重為200-300kg/m3，耐壓強度3MPa以上，導熱系數(shù)為0.05-0.1W/（M.K），不但可以有效降低建筑物的承載，而且保溫性能良好。本發(fā)明還涉及該發(fā)泡材料的制備方法。
【專利說明】一種環(huán)保氧化鎂發(fā)泡材料
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型環(huán)保氧化鎂發(fā)泡材料。
【背景技術】
[0002]無機材料具有強度高、防火阻燃安全性好、熱工性能好、施工便捷、穩(wěn)定性高、綠色環(huán)保無公害的特點，因此被廣泛用于建筑領域，如制成保溫材料或防火材料使用。普通鎂水泥材料具有強度高、耐火、防腐等性能，是無機材料中工業(yè)應用前景較高的一種。但是普通鎂水泥的容重比其它保溫材料大，制約了普通鎂水泥作為保溫材料的發(fā)展。針對這一缺點， 目前通常的做法是通過添加發(fā)泡劑降低其容重，或是不添加氯化鎂，降低腐蝕、返鹵、吸潮現(xiàn)象，或是在發(fā)泡的同時達到控制噪聲、凈化空氣的功能。
[0003]一般而言，使用的發(fā)泡劑是由于反應而生成氣泡或由于分解而生成氣泡，發(fā)泡劑的添加量隨制品的容重減小而增加。針對這一特點CN1115308A公開了一種菱鎂水泥發(fā)泡材料，其中使用表面活性劑來降低漿體的表面強力，改變體系的界面狀態(tài)，從而產(chǎn)生潤濕或反潤濕，乳化或破乳，起泡或消泡等一系列作用，以便控制制品氣孔的大小與結構，同時控制制品的容重。但是，其中混入鹵水，由于氯離子能不斷吸潮且極具腐蝕性，因而制品不可避免的出現(xiàn)腐蝕、表面返鹵和吸潮現(xiàn)象，造成性能不穩(wěn)定。
[0004]CN1075472A公開了一種含鎂輕質(zhì)發(fā)泡建筑材料，其中為了增強材料的強度和韌性，加入骨料和纖維質(zhì)等填料，最終制成了容重為200-1000 kg/m3的制品。但是需要加入適量的輔助膠結劑一起使用，如氯化鎂、硫酸鎂等可溶性鎂鹽溶液。并且采用的發(fā)泡劑為單一發(fā)泡劑。
[0005]為了解決氧化鎂和氯化鎂和雙氧水發(fā)泡后氯離子的吸潮和腐蝕性問題， CN101851111A公開了一種防火板，由下列重量份的原料制成:氧化鎂500-1000份、硫酸鎂 60-120份、高嶺土 200-500份、磷酸20-30份、雙氧水50-200份、水50-200份。該產(chǎn)品不含氯化鎂，而采用硫酸鎂作為輔助膠結劑，因此具有無腐蝕、無返鹵、無吸潮現(xiàn)象，環(huán)保無毒。 但是其缺點在于增加了比重。
[0006]CN102101787A公開了一種鎂水泥泡沫材料，由輕燒氧化鎂粉、填料及復合型發(fā)泡劑按10-90%、5-89%、0.8-10%的重量百分比混合后，以混合物總重量的100-150%拌合氯化鎂溶液，經(jīng)攪拌均勻、澆注成型即得。其中使用由過氧化物、浸潤劑、穩(wěn)泡劑按90-95%、1- 6 %、1- 5 %的質(zhì)量比混合而成的復合發(fā)泡劑，具有發(fā)泡速度快、發(fā)泡均勻的特點，容重為 400-900kg/m3,導熱系數(shù)為0.06-0.25W/ (M.K)，熱阻約為普通混凝土的10-20倍。
[0007]CN103265317A公開了一種粉狀氧化鎂發(fā)泡劑，由輕質(zhì)氧化鎂、高粘凹凸棒石粘土粉、活性凹凸棒石粘土、十二烷基硫酸鈉、過碳酸鈉、聚丙烯酸鈉、焦硫酸鈉和聚萘甲醛磺酸鈉鹽組成。該產(chǎn)品用于澆注泡沫材料產(chǎn)品，澆注過程中不會出現(xiàn)分層，產(chǎn)品脫模時間較短， 氣體含有一定量的氧氣，有利于保護施工現(xiàn)場的空氣環(huán)境，并且與單純使用十二烷基硫酸鈉相比，復合型發(fā)泡劑的泡沫穩(wěn)定性更好，孔洞大小更加均勻；所生產(chǎn)的產(chǎn)品不但能有效的控制噪聲污染，還有保溫和凈化空氣的功能。[0008]從上述氧化鎂發(fā)泡材料的發(fā)展可以看出，使用復合發(fā)泡劑較單一發(fā)泡劑的優(yōu)勢比較明顯，同時隨著市場需求的多樣化，對氧化鎂泡沫材料的要求也越來越豐富，從最初的容重要求，到現(xiàn)在的輕質(zhì)高強且能消音降噪，凈化空氣的多種需求化發(fā)展。單純使用過氧化物發(fā)泡時，氣泡生成快，但氣泡也存在部分破裂，即穩(wěn)定性較差，因而不僅需要控制單位體積的產(chǎn)泡量，還需要控制氣泡的穩(wěn)定性和均勻性，一般可以通過加入適量的穩(wěn)泡劑來控制，控制氣泡液膜的結構穩(wěn)定性，賦予泡沫良好的彈性和自修復能力。另外，對于凈化空氣的額外要求，可以通過添加適量的填料來實現(xiàn)，如凹凸棒石粘土粉等。但是，額外功能的實現(xiàn)通常會增加原料的成本，如凹凸棒石粘土粉的處理等，不利于大規(guī)模地工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]綜上所述，本發(fā)明的目的在于提供一種強度高，容重低且低成本的氧化鎂發(fā)泡材料。
[0010]本發(fā)明所述的一種新型環(huán)保氧化鎂發(fā)泡材料，其特征在于:該材料原料包含 80-90重量份的輕燒氧化鎂粉、5-15重量份的粉狀填料及1-10重量份的復合型發(fā)泡劑。
[0011]所述輕燒氧化鎂粉是指將菱鎂礦在700_850°C溫度下煅燒而成的輕燒氧化鎂，其中輕燒氧化鎂粉中的氧化鎂含量為75-80%。
[0012]所述粉狀填料為無機填料和有機填料的混合物，無機填料優(yōu)選為沸石粉、石棉粉、 粉煤灰或礦渣粉中的一種或幾種，更優(yōu)選為沸石粉和石棉粉一起使用。有機填料優(yōu)選為秸桿粉、廢舊輪胎橡膠粉中的一種或兩種。通過大量實驗發(fā)現(xiàn)，通過無機填料和有機填料的配合使用，可以有效的降低發(fā)泡材料的容重，同時提高其強度和隔熱保溫性能，并且通過沸石粉的加入，可以兼顧凈化空氣的技術效果。本發(fā)明所采用的填料均為成本較低，來源豐富的產(chǎn)品，在達到上述有益技術效果的前提下，有效的降低了總體成本。從降低產(chǎn)品成本的角度考慮，所述沸石粉優(yōu)選為天然沸石粉。
[0013]考慮到發(fā)泡劑對最終產(chǎn)品性能的重要影響，本發(fā)明采用復合發(fā)泡劑，具體為，過氧化物或過碳酸鹽和烷基磺酸鹽或烷基苯磺酸鹽配合而成的復合發(fā)泡劑。與常規(guī)的復合發(fā)泡劑相比，本發(fā)明通過加入烷基磺酸鹽或烷基苯磺酸鹽與過氧化物或過碳酸鹽配合使用， 結果發(fā)現(xiàn)同`樣可以得到穩(wěn)定性較好的泡沫。且從最終產(chǎn)品性能的角度考慮，通過交叉設計實驗發(fā)現(xiàn)，每100重量份的復合發(fā)泡劑，使用20-40重量份的過氧化物或過碳酸鹽和80-60 重量份的烷基磺酸鹽或烷基苯磺酸鹽為佳，烷基磺酸鹽或烷基苯磺酸鹽用量過大或過小， 氣泡的均勻性都會受到影響，不利于產(chǎn)品的強度提高。更加優(yōu)選，每100重量份的復合發(fā)泡劑，使用20重量份的過氧化物或過碳酸鹽和80重量份的烷基磺酸鹽或烷基苯磺酸鹽。更為重要的是，在不增加產(chǎn)品成本的前提下，通過過氧化物或過碳酸鹽與烷基磺酸鹽或烷基苯磺酸鹽復配使用達到了其它成本較高復合發(fā)泡劑同等的技術效果。
[0014]過氧化物可以為本領域常規(guī)的發(fā)泡劑，如過氧化氫、過氧化鈉或過氧化鉀，過碳酸鹽可以為本領域常規(guī)的發(fā)泡劑，如過碳酸鈉。優(yōu)選地，烷基磺酸鹽為十二烷基磺酸鈉(SDS) 或十二烷基磺酸鉀(PDS)，烷基苯磺酸鹽為十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)或十二烷基苯磺酸鉀 (PDBS)。
[0015]從提高強度的角度考慮，所述發(fā)泡材料還含有5-10重量份的密胺樹脂。用量超過 10份，由于密胺的分散性降低而不能提高強度，反而降低，低于5份，提高強度的效果不明顯；綜合上述兩個方面的考慮，優(yōu)選加入5-10重量份的密胺樹脂。
[0016]上述配方的環(huán)保氧化鎂發(fā)泡材料，其制備方法如下:首先按比例將輕燒氧化鎂粉與粉狀填料干混合，然后加入水攪拌混合，充分攪拌后加入復合發(fā)泡劑迅速攪拌后倒入預先準備好的模型中，待發(fā)氣完畢進行整型，經(jīng)5-10小時后脫模，24-72小時后加工成所需形狀、尺寸的制品，養(yǎng)護處理，檢驗合格后使用。
[0017]從增加相容性的角度考慮，優(yōu)選的輕燒氧化鎂粉與粉末填料在干混合后先加入聚乙烯醇(PVA)水溶液進行分散，然后加入水攪拌混合。通過此工藝得到的發(fā)泡材料的耐壓強度進一步提高。聚乙烯醇水溶液濃度優(yōu)選為l_5wt%，氧化鎂粉與PVA水溶液用量比為: 80-90:100-200o
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點:
1、成本低。所采用的組分均為常規(guī)原料，且不需要進一步處理，與市場現(xiàn)有產(chǎn)品相比， 具有成本的優(yōu)勢。
[0019]2、效果好。采用新穎的復合發(fā)泡劑與粉狀填料一起使用，達到了質(zhì)量輕、強度高， 容重低的技術效果，并且還可以兼具凈化空氣的作用。
[0020]3、經(jīng)測試，本發(fā)明容重為200-300 kg/m3,耐壓強度3MPa以上，導熱系數(shù)為
0.05-0.1ff/ (M.K)，不但可以有效降低建筑物的承載，而且保溫性能良好。
[0021]表1本發(fā)明的部分實施例和對比例:
【權利要求】
1.一種環(huán)保氧化鎂發(fā)泡材料，其特征在于:主要原料含有80-90重量份的輕燒氧化鎂粉、5-15重量份的粉狀填料及1-10重量份的復合型發(fā)泡劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)泡材料，其特征在于:所述輕燒氧化鎂粉是指將菱鎂礦在 700-850°C溫度下煅燒而成的輕燒氧化鎂,其中輕燒氧化鎂粉中的氧化鎂含量為75-80%。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)泡材料，其特征在于:所述粉狀填料為無機填料和有機填料的混合物。
4.根據(jù)權利要求3所述的發(fā)泡材料，其特征在于:無機填料為沸石粉、石棉粉、粉煤灰或礦渣粉中的一種或幾種，有機填料優(yōu)選為秸桿粉、廢舊輪胎橡膠粉中的一種或兩種。
5.根據(jù)權利要求4所述的發(fā)泡材料，其特征在于:無機填料為沸石粉和石棉粉一起使用。
6.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)泡材料，其特征在于:復合發(fā)泡劑為過氧化物或過碳酸鹽同烷基磺酸鹽或烷基苯磺酸鹽一起配合而成。
7.根據(jù)權利要求6所述的發(fā)泡材料，其特征在于:每100重量份的復合發(fā)泡劑，使用 20-40重量份的過氧化物或過碳酸鹽和80-60重量份的烷基磺酸鹽或烷基苯磺酸鹽；優(yōu)選地，每100重量份的復合發(fā)泡劑，使用20重量份的過氧化物或過碳酸鹽和80重量份的烷基磺酸鹽或烷基苯磺酸鹽。
8.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)泡材料，其特征在于:還含有5-10重量份的密胺樹脂。
9.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)泡材料，其特征在于:過氧化物為過氧化氫、過氧化鈉或過氧化鉀，過碳酸鹽為過碳酸鈉；烷基磺酸鹽為十二烷基磺酸鈉或十二烷基磺酸鉀，烷基苯磺酸鹽為十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基苯磺酸鉀。
10.一種如權利要求1所述`的發(fā)泡材料的制備方法，首先按比例將輕燒氧化鎂粉與粉狀填料干混合，然后加入水攪拌混合，充分攪拌后加入復合發(fā)泡劑迅速攪拌后倒入預先準備好的模型中，待發(fā)氣完畢進行整型，經(jīng)5-10小時后脫模，24-72小時后加工成所需形狀、 尺寸的制品，養(yǎng)護處理，檢驗合格后使用；優(yōu)選地，輕燒氧化鎂粉與粉末填料在干混合后先加入聚乙烯醇(PVA)水溶液進行分散， 然后加入水攪拌混合；更加優(yōu)選地，聚乙烯醇水溶液濃度為l_5wt%，氧化鎂粉與PVA水溶液用量比為: 80-90:100-200o
【文檔編號】C04B28/10GK103553700SQ201310519015
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權日:2013年10月29日
【發(fā)明者】陳志芳 申請人:新疆華莎能源股份有限公司