本发明涉及建筑保温材料技术领域，具体涉及一种粉煤灰防火保温材料及其制备方法。
背景技术：
一方面粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人类和生物造成危害。
目前粉煤灰主要用于修筑路面、粉煤灰蒸养砖、粉煤灰粘土烧结砖、粉煤灰加气混凝土、粉煤灰混凝土空心砌块、粉煤灰混凝土路面砖、粉煤灰砖、粉煤灰混凝土轻质隔墙板等产品原料，不仅附加值低，掺加量有限，而且对粉煤灰有一定的技术要求，不能充分利用大量的粉煤灰资源。
另一方面常用的防火保温材料主要有：聚苯乙烯泡沫塑料板（eps及xps）、岩（矿）棉板、玻璃棉毡以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等，这些材料内部有大量的封闭孔，表观密度较小，这也是防火保温材料所必备的。聚苯乙烯泡沫塑料板（eps及xps）是以聚苯乙烯树脂为主要原料，经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料，表观密度小，导热系数小，吸水率低，机械强度高、尺寸精度高，但是防火性能较差；岩（矿）棉和玻璃棉有时统称为矿物棉，属于无机材料；岩棉不燃烧，吸湿性大，价格较低，在满足保温隔热性能的同时还具有一定的隔声效果，但岩棉的质量优劣相差很大，抗拉强度低，耐久性差，保温效果差；胶粉聚苯颗粒保温浆料阻燃性好，废品回收，但保温效果不理想，对施工要求高。
技术实现要素：
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种粉煤灰防火保温材料，该保温材料对粉煤灰进行了综合循环利用，节约了资源、保护了环境，实现了废弃物的充分利用，其制备的保温材料比重低、强度高、保温性能好，耐高温阻燃性能优越，材料稳定性较好；同时本发明提供的制备方法，其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种粉煤灰防火保温材料，包括以下重量份的原料：
压缩粉煤灰15-25份、酸化粉煤灰20-40份、水玻璃10-14份、吸附填土12-18份、偶联剂5-7份、粘结剂15-25份、玻璃微珠9-13份、加强纤维8-16份、阻燃添加物7-11份。
优选地，所述粉煤灰防火保温材料包括以下重量份的原料：
压缩粉煤灰20份、酸化粉煤灰30份、水玻璃12份、吸附填土15份、偶联剂6份、粘结剂20份、玻璃微珠11份、加强纤维12份、阻燃添加物9份。
优选地，所述压缩粉煤灰的制备方法为：将粉煤灰、松香、聚乙烯醇、二异氰酸酯按照重量比30:3:1:0.1加入搅拌机中搅拌，再送入压片机中压缩为片状物，片状物厚度为2-4毫米。
优选地，所述酸化粉煤灰的制备方法为：将粉煤灰、5%的稀硫酸溶液按照重量比5:1混合加入高速搅拌机总，搅拌均匀，将搅拌后的混合物通过对辊机挤压为粉煤灰片状物，粉煤灰片状物的厚度小于3毫米，再将粉煤灰片状物输送到回转式烘干炉内焙烧，焙烧时间为1-3小时，焙烧温度控制在250～350℃，焙烧后的粉煤灰片状物含水量小于5％即可。
优选地，所述吸附填土为高岭土、凹凸棒土、膨润土按照重量比3:4:2组成的混合物。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种；
所述粘结剂为硅溶胶、丙烯酸乳液、环氧树脂按照重量比3:5:1组成的混合物。
优选地，所述玻璃微珠的直径为40-80微米，壁厚3-5微米；
所述加强纤维为玻璃纤维、聚乙烯纤维、碳纤维按照重量比2:1:1组成的混合物，所述加强纤维的长度为25-35毫米，直径为0.2-0.6毫米。
优选地，所述阻燃添加物为氢氧化镁、氢氧化铝、十溴二苯乙烷按照重量比4:3:1组成的混合物。
本发明还提供了一种粉煤灰防火保温材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将压缩粉煤灰、酸化粉煤灰加入到高速粉碎机中，粉碎过100目，混合吸附填土加入搅拌机中，搅拌15-25分钟，得到混合物a；
步骤三、将偶联剂、玻璃微珠、阻燃添加物、水玻璃混合加入搅拌机中，在搅拌转速为250-350r/min下搅拌均匀，得到混合物b待用；
步骤四，将步骤二制备的混合物a、步骤三制备的混合物b、粘结剂、加强纤维加入混料机中，在转速为150-250r/min下搅拌10-20分钟，得到混合料c；
步骤五，将步骤四制得的混合料c加入高压均质机中，在70-80℃下搅拌20-30min，均质压力为10-16mpa，均质转速为4000-6000r/min，再将混合料送入压制成型机中，在压力为1-1.4mpa下压制6-10分钟，脱模送入蒸汽养护机中养护1-2小时，自然冷却，阴干得到发明的粉煤灰防火保温材料。
优选地，所述粉煤灰防火保温材料的制备步骤为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将压缩粉煤灰、酸化粉煤灰加入到高速粉碎机中，粉碎过100目，混合吸附填土加入搅拌机中，搅拌20分钟，得到混合物a；
步骤三、将偶联剂、玻璃微珠、阻燃添加物、水玻璃混合加入搅拌机中，在搅拌转速为300r/min下搅拌均匀，得到混合物b待用；
步骤四，将步骤二制备的混合物a、步骤三制备的混合物b、粘结剂、加强纤维加入混料机中，在转速为200/min下搅拌15分钟，得到混合料c；
步骤五，将步骤四制得的混合料c加入高压均质机中，在75℃下搅拌25min，均质压力为13mpa，均质转速为5000r/min，再将混合料送入压制成型机中，在压力为1.2mpa下压制8分钟，脱模送入蒸汽养护机中养护1.5小时，自然冷却，阴干得到发明的粉煤灰防火保温材料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种粉煤灰防火保温材料以粉煤灰为主要原料，一方面有效利用了废弃物，节约了资源，保护了环境，另一方面也大大减轻了粉煤灰对于环境的污染，提高了其利用率。
（2）本发明的一种粉煤灰防火保温材料添加的加强纤维，主要为加强纤维为玻璃纤维、聚乙烯纤维、碳纤维，使得该保温材料在具有良好的保温性能的同时，具有良好的力学强度。
（3）本发明的一种粉煤灰防火保温材料使用的粘结剂，主要为硅溶胶、丙烯酸乳液、环氧树脂，一方面可以有效提高保温材料各成分的粘结程度，大大增强保温材料的耐磨和抗雨水冲击的性能，另一方面可以减少材料后期可能出现的挥发出少量有毒有害气体的可能，达到了生态环保的效果。
（4）本发明的一种粉煤灰防火保温材料采用的阻燃添加物，主要为氢氧化镁、氢氧化铝、十溴二苯乙烷，大量采用了无卤阻燃剂，有效提高了耐热阻燃效果，同时减少了燃烧过程中烟雾的产生，阻燃防烟效果优越。
（5）本发明的粉煤灰防火保温材料添加的吸附填土为高岭土、凹凸棒土、膨润土，一方面其较大的比表结构可以有效吸收空气中的污染物，达到了较好的净化空气的效果，生态环保，另一方面这些材料大都具有较低的导热系数，同时其还具有一定的隔音效果，使得制备的墙体材料具有较好的保温隔音功能。
（6）本发明的粉煤灰防火保温材料采用的粉煤灰进行了酸化以及压缩处理，有效处理后的粉煤灰具有较好的吸附性、触变性、热稳定性、可塑性、粘结性和干压强度高的特点，大大提高了保温材料的机械强度和力学性能。
（7）本发明的粉煤灰防火保温材料对粉煤灰进行了综合循环利用，节约了资源、保护了环境，实现了废弃物的充分利用，其制备的保温材料比重低、强度高、保温性能好，耐高温阻燃性能优越，材料稳定性较好；同时本发明提供的制备方法，其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种粉煤灰防火保温材料，包括以下重量份的原料：
压缩粉煤灰15份、酸化粉煤灰20份、水玻璃10份、吸附填土12份、偶联剂5份、粘结剂15份、玻璃微珠9份、加强纤维8份、阻燃添加物7份。
本实施例中的压缩粉煤灰的制备方法为：将粉煤灰、松香、聚乙烯醇、二异氰酸酯按照重量比30:3:1:0.1加入搅拌机中搅拌，再送入压片机中压缩为片状物，片状物厚度为2-4毫米。
本实施例中的酸化粉煤灰的制备方法为：将粉煤灰、5%的稀硫酸溶液按照重量比5:1混合加入高速搅拌机总，搅拌均匀，将搅拌后的混合物通过对辊机挤压为粉煤灰片状物，粉煤灰片状物的厚度小于3毫米，再将粉煤灰片状物输送到回转式烘干炉内焙烧，焙烧时间为1小时，焙烧温度控制在250℃，焙烧后的粉煤灰片状物含水量小于5％即可。
本实施例中的吸附填土为高岭土、凹凸棒土、膨润土按照重量比3:4:2组成的混合物。
本实施例中的偶联剂为硅烷偶联剂；
所述粘结剂为硅溶胶、丙烯酸乳液、环氧树脂按照重量比3:5:1组成的混合物。
本实施例中的玻璃微珠的直径为40-80微米，壁厚3-5微米；
所述加强纤维为玻璃纤维、聚乙烯纤维、碳纤维按照重量比2:1:1组成的混合物，所述加强纤维的长度为25-35毫米，直径为0.2-0.6毫米。
本实施例中的阻燃添加物为氢氧化镁、氢氧化铝、十溴二苯乙烷按照重量比4:3:1组成的混合物。
本实施例中的隔热填料为粉煤灰漂珠、玻璃微珠、碳化硅、陶瓷珠按照重量比3:2:4:2组成的混合物。
本实施例的一种粉煤灰防火保温材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将压缩粉煤灰、酸化粉煤灰加入到高速粉碎机中，粉碎过100目，混合吸附填土加入搅拌机中，搅拌15分钟，得到混合物a；
步骤三、将偶联剂、玻璃微珠、阻燃添加物、水玻璃混合加入搅拌机中，在搅拌转速为250r/min下搅拌均匀，得到混合物b待用；
步骤四，将步骤二制备的混合物a、步骤三制备的混合物b、粘结剂、加强纤维加入混料机中，在转速为150r/min下搅拌10分钟，得到混合料c；
步骤五，将步骤四制得的混合料c加入高压均质机中，在70℃下搅拌20min，均质压力为10mpa，均质转速为4000r/min，再将混合料送入压制成型机中，在压力为1mpa下压制6分钟，脱模送入蒸汽养护机中养护1小时，自然冷却，阴干得到发明的粉煤灰防火保温材料。
实施例2.
本实施例的一种粉煤灰防火保温材料，包括以下重量份的原料：
压缩粉煤灰25份、酸化粉煤灰40份、水玻璃14份、吸附填土18份、偶联剂7份、粘结剂25份、玻璃微珠13份、加强纤维16份、阻燃添加物11份。
本实施例中的压缩粉煤灰的制备方法为：将粉煤灰、松香、聚乙烯醇、二异氰酸酯按照重量比30:3:1:0.1加入搅拌机中搅拌，再送入压片机中压缩为片状物，片状物厚度为4毫米。
本实施例中的酸化粉煤灰的制备方法为：将粉煤灰、5%的稀硫酸溶液按照重量比5:1混合加入高速搅拌机总，搅拌均匀，将搅拌后的混合物通过对辊机挤压为粉煤灰片状物，粉煤灰片状物的厚度小于3毫米，再将粉煤灰片状物输送到回转式烘干炉内焙烧，焙烧时间为1-3小时，焙烧温度控制在250～350℃，焙烧后的粉煤灰片状物含水量小于5％即可。
本实施例中的吸附填土为高岭土、凹凸棒土、膨润土按照重量比3:4:2组成的混合物。
本实施例中的偶联剂为钛酸酯偶联剂；
所述粘结剂为硅溶胶、丙烯酸乳液、环氧树脂按照重量比3:5:1组成的混合物。
本实施例中的玻璃微珠的直径为40-80微米，壁厚3-5微米；
所述加强纤维为玻璃纤维、聚乙烯纤维、碳纤维按照重量比2:1:1组成的混合物，所述加强纤维的长度为25-35毫米，直径为0.2-0.6毫米。
本实施例中的阻燃添加物为氢氧化镁、氢氧化铝、十溴二苯乙烷按照重量比4:3:1组成的混合物。
本实施例中的隔热填料为粉煤灰漂珠、玻璃微珠、碳化硅、陶瓷珠按照重量比3:2:4:2组成的混合物。
本实施例的一种粉煤灰防火保温材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将压缩粉煤灰、酸化粉煤灰加入到高速粉碎机中，粉碎过100目，混合吸附填土加入搅拌机中，搅拌25分钟，得到混合物a；
步骤三、将偶联剂、玻璃微珠、阻燃添加物、水玻璃混合加入搅拌机中，在搅拌转速为350r/min下搅拌均匀，得到混合物b待用；
步骤四，将步骤二制备的混合物a、步骤三制备的混合物b、粘结剂、加强纤维加入混料机中，在转速为250r/min下搅拌20分钟，得到混合料c；
步骤五，将步骤四制得的混合料c加入高压均质机中，在80℃下搅拌30min，均质压力为16mpa，均质转速为6000r/min，再将混合料送入压制成型机中，在压力为1.4mpa下压制10分钟，脱模送入蒸汽养护机中养护2小时，自然冷却，阴干得到发明的粉煤灰防火保温材料。
实施例3.
本实施例的一种粉煤灰防火保温材料，包括以下重量份的原料：
压缩粉煤灰20份、酸化粉煤灰30份、水玻璃12份、吸附填土15份、偶联剂6份、粘结剂20份、玻璃微珠11份、加强纤维12份、阻燃添加物9份。
本实施例中的压缩粉煤灰的制备方法为：将粉煤灰、松香、聚乙烯醇、二异氰酸酯按照重量比30:3:1:0.1加入搅拌机中搅拌，再送入压片机中压缩为片状物，片状物厚度为3毫米。
本实施例中的酸化粉煤灰的制备方法为：将粉煤灰、5%的稀硫酸溶液按照重量比5:1混合加入高速搅拌机总，搅拌均匀，将搅拌后的混合物通过对辊机挤压为粉煤灰片状物，粉煤灰片状物的厚度小于3毫米，再将粉煤灰片状物输送到回转式烘干炉内焙烧，焙烧时间为2小时，焙烧温度控制在300℃，焙烧后的粉煤灰片状物含水量小于5％即可。
本实施例中的吸附填土为高岭土、凹凸棒土、膨润土按照重量比3:4:2组成的混合物。
本实施例中的偶联剂为硅烷偶联剂；
所述粘结剂为硅溶胶、丙烯酸乳液、环氧树脂按照重量比3:5:1组成的混合物。
本实施例中的玻璃微珠的直径为40-80微米，壁厚3-5微米；
所述加强纤维为玻璃纤维、聚乙烯纤维、碳纤维按照重量比2:1:1组成的混合物，所述加强纤维的长度为25-35毫米，直径为0.2-0.6毫米。
本实施例中的阻燃添加物为氢氧化镁、氢氧化铝、十溴二苯乙烷按照重量比4:3:1组成的混合物。
本实施例中的隔热填料为粉煤灰漂珠、玻璃微珠、碳化硅、陶瓷珠按照重量比3:2:4:2组成的混合物。
本实施例的一种粉煤灰防火保温材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将压缩粉煤灰、酸化粉煤灰加入到高速粉碎机中，粉碎过100目，混合吸附填土加入搅拌机中，搅拌20分钟，得到混合物a；
步骤三、将偶联剂、玻璃微珠、阻燃添加物、水玻璃混合加入搅拌机中，在搅拌转速为300r/min下搅拌均匀，得到混合物b待用；
步骤四，将步骤二制备的混合物a、步骤三制备的混合物b、粘结剂、加强纤维加入混料机中，在转速为200/min下搅拌15分钟，得到混合料c；
步骤五，将步骤四制得的混合料c加入高压均质机中，在75℃下搅拌25min，均质压力为13mpa，均质转速为5000r/min，再将混合料送入压制成型机中，在压力为1.2mpa下压制8分钟，脱模送入蒸汽养护机中养护1.5小时，自然冷却，阴干得到发明的粉煤灰防火保温材料。
本发明一种的粉煤灰防火保温材料对粉煤灰进行了综合循环利用，节约了资源、保护了环境，实现了废弃物的充分利用，其制备的保温材料比重低、强度高、保温性能好，耐高温阻燃性能优越，材料稳定性较好；同时本发明提供的制备方法，其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。