粉煤灰轻质隔热发泡陶瓷保温板及其制法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建筑外墙保温材料，更具体地说，本发明涉及一种粉煤灰轻质隔热发泡陶瓷保温板及其制备方法。
【背景技术】
[0002]墙体保温是建筑节能中的关键，外墙保温由于其施工比较方便而成为建筑行业的首选，尤其适合北方等寒冷地区。建筑外墙保温材料是影响建筑节能一个重要的影响因素。目前有机保温材料几乎占领了国内建筑保温材料市场，有机类保温材料主要包括发泡聚苯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS)、喷涂聚氨酯(SPU)、聚苯颗粒等。其优点主要是质轻、致密性高、保温隔热性好，但也存在许多缺点，如不耐老化、变形系数大、稳定性差、安全稳固性差、易燃烧、生态环保性很差、施工难度大、成本较高等。
[0003]2009年9月25日，国家公安部、国家建设部联合发布了“关于印发《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》”的通知，通知规定:民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级。这就意味着存在有防火等级低、稳定性和耐久性差等固有缺陷的有机保温材料已经不能适应现有政策对建筑保温材料的规定。因此，目前急需开发可供选择的与建筑同寿命的外墙结构自保温体系和耐久安全的外墙保温材料，以利于建筑节能工作的开展。政府和市场都急需此类技术和产品。
[0004]研宄发现，属于无机保温材料的发泡陶瓷保温板产品具有防火阻燃，变形系数小，抗老化，性能稳定，生态环保性好，与墙基层和抹面层相容性好，安全稳固性好，可与建筑物同寿命的优点。更重要的是这种产品的防火等级为Al级，能够克服有机材料怕明火，易老化的致命弱点，可作为理想的建筑保温隔热材料。
[0005]但是，现有的发泡陶瓷板大都采用价格昂贵的矿石和精细陶瓷作为主要原料，生产成本高昂且生产过程需要消耗大量资源，使得发泡陶瓷保温板得不到广泛的应用。
[0006]粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，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，绝大多数灰渣堆积于灰场，这不仅严重污染环境，也耗费了大量的土地资源。因此，粉煤灰的综合利用一直都是环境保护领域的一个重要课题。
[0007]CN103833406A公开了一种发泡陶瓷保温板及其制备方法，其是以粉煤灰提铝残渣为主要原料，辅助以滑石、煤矸石、助熔剂、稳定剂、发泡剂、还原剂等，并在1150?1200°C氧化气氛下烧结并保温0.5?2h后随炉冷却得到发泡陶瓷保温板。在该发明的一种优选实施例中，原料按重量百分含量计包含:粉煤灰提取氧化铝残渣30?50 %、滑石5?10 %、煤矸石5?10%、助熔剂35?50%、以及适量的辅料，制得的发泡陶瓷保温板具有更轻的性能和更强的抗拉强度。该发泡陶瓷保温板的制备方法包括以下步骤:(I)将粉煤灰提铝残渣、煤矸石、滑石、助熔剂、稳定剂、发泡剂以及还原剂按照重量百分为进行混合后，导入球磨罐中，加入原料总量0.8倍的水量进行湿法球磨，制得浆料；(2)采用电炉烘干干燥-粉碎工艺先对浆料进行干燥，再将干燥后的固体研磨成粉末，烘干温度优选为在90?120°C的烘干温度下烘干30?60min ； (3)烧结前驱体粉料，烧结的温度为1150?1200°C，烧结时间为30?120min，冷却后形成发泡陶瓷保温板。
【发明内容】
[0008]为了克服现有产品密度较大，保温性能较差，成本高，原材料来源有限，制作设备多，制作工艺复杂，耗时耗能，并对环境造成污染等种种缺陷和不足，本发明提供一种方法简便、性能优异、能降低生产成本的粉煤灰轻质隔热发泡陶瓷保温板及其制备方法。
[0009]现有技术CN103833406A公开的发泡陶瓷保温板虽然采用固体废料粉煤灰为主要原料，但其最高添加量为70%，高岭土等普通陶瓷行业原料的添加量几乎占到了原料配方组成的一半，成本较高。此外，为了使制得的发泡陶瓷保温板具有适用于建筑外墙保温的性能，增强其防火阻燃、抗老化能力、稳定性以及降低其导热性等性能，上述方法还额外添加了稳定剂及还原剂，不仅增加了原料成本，且采用烧结改性剂等物质使得制备过程中会出现很多技术问题，如:发泡不易控制，坯体容易产生夹层，在烧结中出现鼓泡、开裂等现象，同时成型过程比较复杂，需要压机、干燥等设备，投资费用很大。
[0010]CN103833406A公开的发泡陶瓷保温板的导热系数较高，达到0.092W/ (m.K，200°C )，因此其保温隔热性能较差，例如在炎热的夏天，室外温度较高时，由于其隔热性能差，会使热量很快传到室内，提高室内温度；而在寒冷的冬天，由于其保温性能差，会使室内热量大量的传到室外，不能起到很好的保温效果。
[0011]为了克服上述现有技术的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种粉煤灰轻质隔热发泡陶瓷保温板，其特征在于，所述发泡陶瓷保温板按重量百分含量计含有如下原料:粉煤灰65?85%，除尘灰O?12%、优选4?10%，膨润土 10?25%，电厂炉渣O?10%、优选5?9%，和发泡剂0.1-4% (外加)、优选0.2?3% (外加)，所述发泡剂的含量是指发泡剂相对于所述粉煤灰、除尘灰、膨润土和电厂炉渣的混合料的总质量的添加比例。
[0012]根据上述的发泡陶瓷保温板，其特征在于，粉煤灰的含量为70-80%。
[0013]根据上述的发泡陶瓷保温板，其特征在于，膨润土的含量为15-20%。
[0014]根据上述的发泡陶瓷保温板，其特征在于，发泡剂是碳化硅和/或半焦。
[0015]根据上述的发泡陶瓷保温板，其特征在于，发泡剂是碳化硅，其用量为0.3-0.6%。
[0016]根据上述的发泡陶瓷保温板，其特征在于，发泡剂是半焦，其用量为1-2%。
[0017]根据上述的发泡陶瓷保温板，其特征在于，发泡剂是碳化硅和半焦，碳化硅的用量为0.3-0.6%，半焦的用量为1-2%。
[0018]根据上述的发泡陶瓷保温板，其特征在于，所述粉煤灰按重量百分含量计包含:Si0250?60%, Al20320?40%,Fe2033 ~ 10%, CaO 4?7%，其余镁、钾、钠等元素的氧化物占5?15%。
[0019]根据上述的发泡陶瓷保温板，其特征在于，所述膨润土按重量百分含量计包含:Si0260?80%, Al2O31?20%, Fe2032 ~ 1%, CaO 2?5%，其余镁、钾、钠等元素的氧化物占5?15%。
[0020]根据上述的发泡陶瓷保温板，其特征在于，所述电厂炉渣的主要成分以重量含量计为Si0240?60%, Al20330?40%, Fe2033 ~ 8%, CaO 3?7%，其余镁、钾、钠等元素的氧化物占5?15%。
[0021]根据上述的发泡陶瓷保温板，其特征在于，碳化硅的细度为325目。
[0022]根据本发明的另一方面，提供了一种粉煤灰轻质隔热发泡陶瓷保温板的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:
[0023]步骤a，配料、球磨，先将各原料按比例混合得到混合料，再将混合料进行干磨得到混合粉料；
[0024]步骤b，装匣，将混合粉料平铺在底部铺有氧化铝粉的匣钵中；
[0025]步骤C，高温烧结，在1150?1200°C的氧化气氛下烧结，烧结完后保温0.5?3h ;
[0026]步骤d，冷却，即得到所述一种粉煤灰轻质隔热发泡陶瓷保温板。
[0027]根据上述的制备方法，其特征在于，所述膨润土是先将膨润土原矿初步粉碎后经过烘干至膨润土的含水率<0.5%为止，再以氧化铝球进行干磨6?12h后过200目筛网得到微粉。
[0028]根据上述的制备方法，其特征在于，在步骤a中，干磨工序是采用粒径为0.5?2cm的氧化铝球石作为研磨介质，按照混合料:研磨介质=1:1.5?2(质量比例)的比例干法球磨I?3h。
[0029]根据上述的制备方法，其特征在于，在步骤a中，混合料干磨后得到的混合粉料的粒度为200目以上。
[0030]根据上述的制备方法，其特征在于，在步骤b中，在匣钵的底部均匀平铺氧化铝粉体、在匣钵四壁涂覆氧化铝浆料。
[0031]根据上述的制备方法，其特征在于，在步骤c中，烧结的加热程序为:室温?600°C之间加热2?5h、优选3?4hr，在600?1000 °C之间加热I?4h、优选1.5?3hr，在1000?最高温度点(1150?12000C )之间加热I?3h、优选2?2.5hr，在1150?1200°C保温0.5?3h，、优选I?2.5hr。
[0032]根据本发明的另一方面，本发明提供上述的保温板在作为建筑保温材料中的应用。
[0033]根据上面所述的应用，其中所述建筑保温材