一种泡沫陶瓷保温板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及保温材料领域，具体地，涉及一种泡沫陶瓷保温板的制备方法以及由 该方法制备的泡沫陶瓷保温板。
【背景技术】
[0002] 随着我国墙体材料改革与建筑节能政策的推行，节能型建筑材料的开发和应用受 到广泛的重视，国内大力发展节能、利废、保温、轻质、隔热等新型材料。建筑中使用的隔热 材料主要包括无机材料和有机保温材料，其中无机材料主要有发泡水泥、岩棉、玻璃棉等， 有机材料主要有聚苯乙烯、聚氨酯、酚醛树脂等泡沫板材。泡沫陶瓷是一种新型保温材料， 由于其具有气孔率高，热导率低，重量轻，硬度高，抗热性能好，耐高温、耐腐蚀性及机械轻 度等优良性能，也可以用于建筑保温隔热材料。目前，泡沫陶瓷保温板主要有粉末胚体发泡 法和浆料发泡法。粉末发泡法主要是采用碳酸钙、氢氧化钙等发泡剂，制得生胚，再烧结获 得多孔材料，而浆料发泡法是利用陶瓷悬浮液进行发泡，经过干燥脱模再烧结的工艺。上述 方法工业复杂，成本高，孔径及其分布不易控制，不易连续制备大尺寸的多孔泡沫陶瓷，使 其用途受限。
[0003] 此外，粉煤灰是火力电厂排出的工业废弃物，其排放量随着经济的快速发展而不 断增加，2013年我国粉煤灰的排放量将近4. 2吨，而利用率仅为67%左右，不但占用大量土 地，而且还对空气、地下水产生恶劣影响。
[0004] CN101550021A公开了一种利用粉煤灰制备轻质泡沫多孔砖的方法，其中主要是将 电厂粉煤灰、活化剂和助溶剂混合，研磨成粉，再将生料与自制的泡沫加水混合搅拌形成浆 料，将浆料浇注成型并干燥固化，通过高温（1050°C )处理2-3小时，获得轻质泡沫保温转。 生料中粉煤灰、活化剂（如碱金属、氢氧化物等）与助溶剂（如硫酸钠、碳酸钠、玻璃粉等） 的比例为75-95 :2-20 :3-5 ;表面活性剂为吐温20, 40, 60或80、烷基磺酸盐等；烧结温度为 1050°C，其产品抗压强度达到6. 2Mpa，但是其密度在700-800kg/m3之间。
[0005] CN101597178A公开了一种利用粉煤灰制备泡沫陶瓷保温板的方法，其中主要是将 粉煤灰和钾长石球磨成粉，采用氧化铈为发泡剂混合成浆料，喷雾干燥后，压制成胚体，在 1150-1220°C下烧结l_3h，自然冷却为泡沫陶瓷保温板。
[0006] 上述工艺都存在工艺过程复杂、密度难以控制、需要球磨工艺、比较耗能等问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是为了克服现有的采用粉煤灰制备的泡沫陶瓷保温材料的过程中 存在的问题，提供一种无需球磨工艺，能耗较小的制备泡沫陶瓷保温板的方法以及由该方 法制备的泡沫陶瓷保温板。
[0008] 本发明提供了一种泡沫陶瓷保温板的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0009] (1)将粉煤灰、水玻璃和水进行混合，得到混合料；
[0010] (2)将所得混合料和化学发泡剂在高速搅拌下混合，得到浆料；
[0011] (3)将所得浆料进行成型；
[0012] (4)将所得成型品以5-15°C/min的升温速度升温至900-1200°C进行烧结，然后冷 却；
[0013] 其中，相对于100重量份的所述粉煤灰，所述水玻璃的用量为30-80重量份，所述 化学发泡剂的用量为〇. 1-10重量份。
[0014] 本发明还提供了由上述方法制备的泡沫陶瓷保温板。
[0015] 在本发明提供的泡沫陶瓷保温板的制备方法中，采用化学发泡的方法对粉煤灰基 浆料进行发泡，使得制备的泡沫陶瓷保温板的密度可控，导热系数较低，并且该方法可以降 低烧结温度，无需实施研磨即可获得较好的发泡效果，从而耗能较低。
[0016] 而且，根据本发明提供的所述方法，粉煤灰可以以较大的掺入量使用，从而有效解 决了粉煤灰的去处问题；并且原料来源广泛，生产成本低，能耗小，可生产大尺寸泡沫陶瓷 保温板。因此，本发明提供的方法具有显著的经济及环境效益。
[0017] 另外，根据本发明提供的方法所制备的泡沫陶瓷保温板具有较低的导热系数、较 高的抗压强度以及可控的密度，适用于外墙建筑保温材料或管道保温领域。
[0018] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0019] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0020] 本发明提供的所述泡沫陶瓷保温板的制备方法包括以下步骤：
[0021] (1)将粉煤灰、水玻璃和水进行混合，得到混合料；
[0022] (2)将所得混合料和化学发泡剂在高速搅拌下混合，得到浆料；
[0023] (3)将所得浆料进行成型；
[0024] (4)将所得成型品以5-15°C/min的升温速度升温至900-1200°C进行烧结，然后冷 却；
[0025] 其中，相对于100重量份的所述粉煤灰，所述水玻璃的用量为30-80重量份，所述 化学发泡剂的用量为〇. 1-10重量份。
[0026] 在优选情况下，相对于100重量份的所述粉煤灰，所述水玻璃的用量为45-65重量 份；所述化学发泡剂的用量为〇. 2-3重量份。
[0027] 在步骤（1)中，水的用量没有特别的限定，只要能够使混合后得到的混合料呈浆 状即可。而且，在将粉煤灰、水玻璃和水进行混合的过程中，水玻璃通常以含水的形式使用。 当所述水玻璃中的水含量较高时，则额外加入的水的量可以适当降低；相反，当所述水玻璃 中的水含量较低时，则额外加入的水的量可以适当增大。
[0028] 在步骤（1)中，所述混合过程可以采用本领域常规的方法实施。在优选情况 下，步骤（1)所述的混合过程包括：在55-65r/min的慢速搅拌下进行0. 5-2min，然后在 115-135r/min的快速搅拌下进行2-8min。该混合过程可以在高速搅拌机中实施。所述高速 搅拌机可以为本领域常规的高速搅拌机，如由无锡建仪仪器机械有限公司提供的JJ-5型 水泥胶沙搅拌机。
[0029] 在本发明提供的所述方法中，所述粉煤灰可以为本领域常规的粉煤灰。在优选情 况下，所述粉煤灰含有30-65重量％的SiOjP 14. 6-41重量％的A1 203。对于满足前述组成 的粉煤灰例如可以为火电厂产生的一级或二级粉煤灰。在本发明中，所述粉煤灰的烧失量 可以为1-5重量％，优选为2-4重量％。
[0030] 在本发明提供的所述方法中，所述粉煤灰无需经过研磨。所述粉煤灰可以以常规 的尺寸掺入使用，具体地，所述粉煤灰的粒度可以为10-45 μ m。
[0031] 在本发明提供的所述方法中，所述水玻璃可以为常规的水玻璃。在优选情况下，所 述水玻璃的模数可以为2-3,优选为2. 3-2. 6,最优选为2. 4 ;固含量可以为30-40重量％， 优选为32-37重量％，最优选为34. 5重量％。所述水玻璃可以通过商购获得，或者通过将 商购的水玻璃调制而成。调制的方法例如可以为将模数高的水玻璃用水和NaOH配置成所 设定的模数和浓度。所述配置的方法已为本领域所熟知，在此不再赘述。另外，对于调制的 水玻璃，优选在使用之前将其陈化12-24小时。在本发明中，所述水玻璃的用量以水玻璃溶 液的重量计。
[0032] 在步骤（2)中，优选地，所述混合的过程包括：在115-135r/min的高速搅拌下进行 l-2min。该混合过程可以在高速搅拌机中实施。所述高速搅拌机可以为本领域常规的高速 搅拌机，如由无锡建仪仪器机械有限公司提供的JJ-5型水泥胶沙搅拌机。
[0033] 在本发明提供的所述方法中，所述化学发泡剂可以为本领域常规使用的化学发泡 剂产品，例如可以为双氧水或铝粉。最优选地，所述化学发泡剂为双氧水。所述双氧水的浓 度可以为25-30重量％。所述双氧水可以为市售产品，产品规格为LR。在本发明中，当所述 化学发泡剂为双氧水时，所述化学发泡剂的用量以双氧水溶液的重量计。
[0034] 根据本发明的一种优选实施方式，所述泡沫陶瓷保温板的制备方法还包括：在步 骤（1)和/或步骤（2)的混合过程中引入稳泡剂，也即在将粉煤灰、水玻璃和水混合的过程 中，和/或在将步骤（1)所得混合料与化学发泡剂混合的过程中引入稳泡剂。进一步优选 地，相对于100重量份的所述粉煤灰，所述稳泡剂的用量为0. 3-1