粉煤灰轻质隔热发泡陶瓷保温板及其制法和应用_2

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料是建筑外墙保温材料。
[0034]本发明将粉煤灰等大宗工业固体废弃物作为发泡陶瓷保温材料的主要原料,不仅可以变废为宝,进行最大限度的资源再利用,还克服了目前市场上发泡陶瓷保温板原材料及制作成本价格偏高的缺陷,通过配方设计及制备工艺的调整,进一步降低其密度和导热系数,提高其抗拉强度和抗压强度。具体来说,具有如下优异的技术效果:
[0035]I)降低生产成本:本发明所用原料基本都来自环境固体废弃物,且固废的总添加量占到了 80%以上,成本低廉,既降低生产成本又保护了环境。
[0036]2)降低产品密度:本发明的制备方法得到的发泡陶瓷保温板的密度能够低至0.2g/cm3左右,使其可以称为轻质发泡陶瓷保温板。
[0037]3)提高保温隔热性能:本发明的制备方法得到的发泡陶瓷保温板,闭合气孔率达到80%以上,而且该发泡陶瓷保温板的导热系数最低可以低至0.018ff/(m.Κ),远远小于现有技术中的发泡陶瓷保温板的导热系数,这就使得本发明的制备方法得到的发泡陶瓷保温板具有更好的保温性能,使其更适用于作为建筑外墙用的保温材料。
【附图说明】
[0038]图1是本发明的轻质隔热发泡陶瓷保温板的制备方法简述工艺图。
【具体实施方式】
[0039]本发明提供一种粉煤灰轻质隔热发泡陶瓷保温板及其制备方法和应用,其总体技术方案如图1所示:
[0040]如图1所示,本发明的粉煤灰轻质隔热发泡陶瓷保温板的制备方法包括如下步骤:
[0041 ] 步骤a,配料、球磨,先将粉煤灰65?85 %、除尘灰O?10 %、膨润土 10?25 %、电厂炉渣O?10%、发泡剂0.1?4%混合得到混合料,再将混合料进行干磨得到混合料粉;以上百分数为质量百分数;
[0042]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;
[0043]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?3hr ;
[0044]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。
[0045]所述发泡剂是碳化硅微粉、半焦的一种或者二者兼有;两种发泡剂价格便宜,用量少,变废为宝,节约成本。
[0046]所述膨润土是先将膨润土原矿初步粉碎后经过100°C烘干至膨润土的含水率彡0.5%为止,再以膨润土:球=1:1(质量比例)进行干磨6?12hr后过200目筛网(采用英国泰勒筛)得到微粉。
[0047]步骤a中,干磨工序是采用粒径为0.5?2cm的氧化销球石作为研磨介质,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?3hr。干法球磨可以使发泡剂均匀分布在粉料中,这是得到泡径均匀的发泡陶瓷的必备条件。
[0048]步骤b中,在匣钵的底部均匀平铺氧化铝粉体、在匣钵四壁也涂覆氧化铝浆料。这样一方面是为了防止发泡陶瓷粘在匣钵四壁和底部,另一方面是为了发泡陶瓷脱模容易。
[0049]步骤c中,将匣钵置于电炉中,然后在氧化气氛下,在室温?600°C之间加热2?5h、优选3?4hr,在600?100CTC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。。保温0.5?3h,、优选I?2.5hr,然后关闭电源,随炉冷却。这样做是为了让发泡陶瓷缓慢降温,充分的释放内部热应力,若降温过快,会使发泡陶瓷开裂。
[0050]实施例
[0051]下面通过具体实施例详细说明本发明。
[0052]实施例1:
[0053]1、原料准备:将粉煤灰、膨润土烘干备用。其中:
[0054]粉煤灰为国标一级干粉煤灰,其主要成分(以重量含量计)为Si0250?60%,Al20320?40%,Fe2033?10%,CaO 4?7%,其余镁、钾、钠等元素的氧化物占5?15% ;粉体过200目筛网,筛余量小于5% ;
[0055]膨润土是内蒙古包头当地的天然粘土,主要成分(以重量含量计)为Si0260?80%, Al2O31?20%,Fe2032?7%,CaO 2?5%,其余镁、钾、钠等元素的氧化物占5?15%;膨润土微粉是先将膨润土原矿初步粉碎后经过100°C烘干至膨润土的含水率< 0.5%(wt)为止,再以膨润土:球=1:1(质量比例)进行干磨6?12hr后过200目筛网得到微粉,其中球的粒径为0.5?2cm的氧化铝球石。
[0056]除尘灰是选用包钢集团公司烧结厂的325目除尘灰,粒径在45 μπι左右;
[0057]半焦是选用内蒙古包头当地洗煤厂生产的半焦,经过100°C烘干至半焦的含水率^ 0.1% (Wt)为止,再以半焦:球=1:1进行干磨I?4hr后过200目筛网(采用英国泰勒筛)得到微粉,其中球的粒径为0.5?2cm的氧化铝球石;
[0058]电厂炉渣是选用包钢集团公司自备电厂产生的炉渣,经过100°C烘干至电厂炉渣的含水率彡0.1% (Wt)为止,再以电厂炉渣:球=1:1进行干磨3?6hr后过200目筛网得到微粉,其中球的粒径为0.5?2cm的氧化铝球石;其主要成分(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%。
[0059]发泡剂碳化硅采用325目碳化硅微粉。
[0060]2、制备:选取粉煤灰80%、膨润土 20%、碳化硅微粉0.3% (外加),以上百分数均为质量百分数;混合得到混合料,然后采用粒径为Icm和0.5cm的氧化铝球石按1:2比例混合作为研磨介质,按照混合料:研磨介质=1: 1.5的比例(质量比例)干法球磨Ihr得到混合粉料;再将混合粉料平铺在底部铺有氧化铝粉的匣钵中,同时在匣钵四壁也涂覆有氧化铝浆料,将混合粉料均匀的平铺在匣钵里面,混合粉料的高度为匣钵高度的1/3 ;然后在氧化气氛下,在4hr内使其从室温加热至600°C,在2hr内使其从600°C加热至1000°C,在2hr内使其从1000°C加热至1150°C,在1150°C保温2hr,然后关闭电源,随炉冷却,即得到所述轻质隔热发泡陶瓷保温板。所述轻质隔热发泡陶瓷保温板的闭合气孔率为80%,闭合气孔孔径为4mm,闭合气孔呈均匀分布在陶瓷烧结体内。陶瓷烧结体密度为0.35g/cm3,抗拉强度达到0.6MPa,抗压强度达到3MPa,导热系数为0.03W/ (m.K, 200°C )。其中,闭合气孔率按照标准GB/T10799-2008进行检测,闭合气孔孔径按照标准GB/T1967-1996进行检测,烧结体密度按照标准GB/T2998-2001(等效采用ISO 5016:1997)进行检测,抗拉强度按照标准GB/T9641-1988进行检测,抗压强度按照标准GB/T1964-1996进行检测,导热系数按照GB/T10294-2008进行检测,以下实施例中的测定均与该实施例1的测定方法相同,将省略不再赘述。
[0061]实施例2:原料粉煤灰、膨润土成分与实施例1相同;所不同的是各原料用量和轻质隔热发泡陶瓷保温板制备的步骤,具体如下:
[0062]选取粉煤灰65%、膨润土 25%、除尘灰4%、电厂炉渣6%、碳化硅微粉0.4% (外加)、半焦I % (外加),以上百分数均为质量百分数;混合得到混合料,然后采用粒径为Icm和0.5cm的氧化铝球石按1:2比例混合作为研磨介质,按照混合料:研磨介质=1:2的比例干法球磨1.5hr得到混合粉料;再将混合粉料平铺在底部铺有氧化铝粉的匣钵中,同时在匣钵四壁也涂覆有氧化铝浆料,将混合粉料均匀的平铺在匣钵里面,混合粉料的高度为匣钵高度的1/3 ;然后在氧化气氛下,在3hr内使其从室温加热至600°C,在1.5hr内使其从600°C加热至1000°C,在2hr内使其从1000°C加热至1160。。,在1160°C保温1.5hr,然后关闭电源,随炉冷却,即得到所述轻质隔热发泡陶瓷保温板。所述轻质隔热发泡陶瓷保温板的闭合气孔为82%,闭合气孔孔径为5mm,闭合气孔呈均勾分布在陶瓷烧结体内。陶瓷烧结体密度为0.26g/cm3,抗拉强度达到0.55MPa,抗压强度达到2.4MPa,导热系数为0.026W/(m.K,200。。)。
[0063]实施例3:原料粉煤灰、膨润土、电厂炉渣成分与实施例1相同;所不同的是各原料用量和轻质隔热发泡陶瓷保温板制备的步骤,具体如下:
[0064]选取粉煤灰85%、膨润土 10%、电厂炉渣5%、碳化硅微粉0.5% (外加),以上百分数均为质量百分数;混合得到混合料,然后采用粒径为Icm和0.5cm的氧化铝球石按1:2比例混合
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