包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料及其方法。在本发明专利技术的方法中，先用含钛化合物预处理陶瓷纤维，然后在添加剂存在的情况下，在850‑950℃的温度下，用经过含钛化合物预处理的陶瓷纤维改性天然蛭石粉末，经冷却退火之后，得到包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料。本发明专利技术的有益效果在于显著降低了膨胀蛭石的导热系数，最终得到导热系数低、阻燃性能优异的包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料。

Flame retardant thermal insulation material containing ceramic fiber modified expanded vermiculite and preparation method thereof

The invention relates to a flame retardant thermal insulation material comprising ceramic fiber modified expanded vermiculite and a method thereof. In the method of the invention, the ceramic fibers were pretreated with titanium containing compounds, and under the condition of the presence of additives, the ceramic fiber modified natural vermiculite powder was modified by the ceramic fibers pretreated with titanium compounds at the temperature of 850 and 950. After the cooling annealing, the flame retardancy and heat preservation of the expanded vermiculite containing ceramic fiber was obtained. Material Science\u3002 The beneficial effect of the invention is to significantly reduce the thermal conductivity of the expanded vermiculite, and finally get the flame retardant and thermal insulation material with ceramic fiber modified expanded vermiculite, which has low thermal conductivity and excellent flame retardancy.

【技术实现步骤摘要】
包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
具体来说，本专利技术涉及一种包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料及其制备方法。
技术介绍
现有的保温材料主要包括有机保温材料和无机保温材料，其中无机保温材料主要有蛭石、珍珠岩、硅酸钙、发泡水泥、矿棉、玻璃棉等。蛭石是具有潜在优势的无机材料之一，来源广泛，价格低廉，蛭石在高温下会发生剧烈膨胀形成膨胀蛭石。膨胀蛭石的防火阻燃性能好，但导热系数偏大，保温效果稍差。中国专利技术专利申请201510348148.9披露一种高强度低导热系数陶瓷纤维隔热材料。但据专利技术人所知，目前尚无使用陶瓷纤维改性膨胀蛭石的报道。为此，本领域迫切需要一种导热系数低、阻燃性能优异的包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术之目的在于提供一种制备包括陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料的方法，从而解决上述现有技术中的技术问题。具体来说，在本专利技术的方法中，先用例如三氯化钛的含钛化合物预处理陶瓷纤维，然后在例如水玻璃的添加剂存在的情况下，在850-950℃的温度下，用经过含钛化合物预处理的陶瓷纤维改性天然蛭石粉末，经冷却退火之后，得到包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料。通过水玻璃的胶粘作用，利用经过含钛化合物预处理的无机材料陶瓷纤维改性膨胀蛭石，显著降低了膨胀蛭石的导热系数，最终得到导热系数低、阻燃性能优异的包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料。所得材料的导热系数最低至0.035w/(m·k)，且极限氧指数最高达82.3％。本专利技术之目的还在于提供一种通过如上所述的制备包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料的方法制备的包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料。为了实现上述目的，本专利技术提供下述技术方案。在第一方面中，本专利技术提供一种制备包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料的方法，所述方法包括下述步骤：S1：用含钛化合物预处理陶瓷纤维，得到经含钛化合物预处理的陶瓷纤维；S2：在室温下混合天然蛭石粉末、经含钛化合物预处理的陶瓷纤维以及添加剂，得到第一混合物，放入模具制成坯体，然后在850℃-950℃的温度下将所述坯体烧结第一预定时间，得到经烧结的坯体，冷却退火至50℃以下，得到包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料；其中所述用含钛化合物预处理陶瓷纤维包括将陶瓷纤维置于含钛化合物溶液中，搅拌干燥，然后在500℃-800℃的温度下热处理第二预定时间，得到所述经含钛化合物预处理的陶瓷纤维；以及其中所述添加剂包括水玻璃。在第一方面的一种实施方式中，所述含钛化合物包括三氯化钛和/或硫酸氧钛。在第一方面的另一种实施方式中，所述陶瓷纤维包括硅酸铝陶瓷纤维、镁硅陶瓷纤维和钙镁硅陶瓷纤维中的一种或几种。在第一方面的另一种实施方式中，在步骤S2中，以8℃-15℃/分钟的升温速率，将坯体的温度从室温直接升高到850℃-950℃。在第一方面的另一种实施方式中，在步骤S2中，在冷却退火经烧结的坯体的过程中，降温速度为1.5℃-1℃/分钟。在第一方面的另一种实施方式中，所述第一预定时间为30-60分钟。在第一方面的另一种实施方式中，所述第二预定时间为30-240分钟。在第一方面的另一种实施方式中，在步骤S2中，以重量为基准计，所述水玻璃的量小于所述天然蛭石粉末的5％，所述水玻璃的量小于所述天然蛭石粉末的1％。在第一方面的另一种实施方式中，在步骤S2中，所述天然蛭石粉末的粒度小于或等于200目。可通过研磨和/或球磨天然蛭石来获得所述天然蛭石粉末。在第二方面中，本专利技术提供一种通过如第一方面所述的制备包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料的方法制备的包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于通过使用水玻璃作为胶粘剂，利用经过含钛化合物预处理的陶瓷纤维在形成膨胀蛭石的过程中改性膨胀蛭石，最终得到导热系数低、阻燃性能优异的包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料。具体实施方式膨胀蛭石是广泛使用的无机保温阻燃材料，但其导热系数偏高，保温效果稍差。所以，仍需通过无机材料改性或有机材料改性来进一步降低其导热系数。本专利技术之目的在于提供一种制备包括陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料及其制备方法。具体来说，在本专利技术的方法中，先用例如三氯化钛的含钛化合物预处理陶瓷纤维，然后在例如水玻璃的添加剂存在的情况下，在850-950℃的温度下，用经过预处理的纤维改性天然蛭石粉末，经冷却退火之后，得到包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料。通过水玻璃的胶粘作用，利用经过含钛化合物预处理的无机材料陶瓷纤维改性膨胀蛭石，显著降低了膨胀蛭石的导热系数，最终得到导热系数低、阻燃性能优异的包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料。所得材料的导热系数最低至0.035w/(m·k)，且极限氧指数最高达82.3％。在第一方面中，本专利技术提供一种制备包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料的方法，所述方法包括下述步骤：S1：用含钛化合物预处理陶瓷纤维，得到经含钛化合物预处理的陶瓷纤维；S2：在室温下混合天然蛭石粉末、经含钛化合物预处理的陶瓷纤维以及添加剂，得到第一混合物，放入模具制成坯体，然后在850℃-950℃的温度下将所述坯体烧结第一预定时间，得到经烧结的坯体，冷却退火至50℃以下，得到包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料；其中所述用含钛化合物预处理陶瓷纤维包括将陶瓷纤维置于含钛化合物溶液中，搅拌干燥，然后在500℃-800℃的温度下热处理第二预定时间，得到所述经含钛化合物预处理的陶瓷纤维；以及其中所述添加剂包括水玻璃。天然蛭石粉末可在850℃-950℃的温度下发生膨胀，在该温度下处理第一混合物时，经过含钛化合物预处理的陶瓷纤维可在水玻璃的胶粘作用下改性膨胀蛭石，降低其孔隙率，进而降低其导热系数。在一种具体实施方式中，可在850℃，875℃，900℃，925℃，950℃的温度下烧结所述坯体。在一种具体实施方式中，烧结时间可为30,40,50,60分钟。用含钛化合物预处理陶瓷纤维是为了得到低导热系数的经含钛化合物预处理的陶瓷纤维。在一种实施方式中，所述含钛化合物包括三氯化钛和/或硫酸氧钛。在一种实施方式中，所述陶瓷纤维包括硅酸铝陶瓷纤维、镁硅陶瓷纤维和钙镁硅陶瓷纤维中的一种或几种。在一种具体实施方式中，可在500℃，550℃，600℃，650℃，700℃，750℃，或800℃的温度下利用含钛化合物预处理陶瓷纤维。且对陶瓷纤维进行预处理的时间段可为30，60，120，180,或240分钟。没有特别限定在本专利技术方法中的升温速率，但在一种实施方式中，在步骤S2中，以8℃-15℃/分钟的升温速率，将坯体的温度从室温直接升高到850℃-950℃。在另一种具体实施方式中，在步骤S2中，在冷却退火经烧结的坯体的过程中，降温速度为1.5℃-1℃/分钟。在本专利技术中，水玻璃的主要用作高温胶粘剂，但要尽量抑制其发泡带来的对所得保温阻燃材料体积变化的影响。在一种实施方式中，在步骤S2中，以重量为基准计，所述水玻璃的量小于所述天然蛭石粉末的5％，所述水玻璃的量小于所述天然蛭石粉末的1％。例如，以重量为基准计，所述水玻璃的量为天然蛭石粉末的1％，2％，3％，4％或5％。此外，在一种具体实施方式中，在步骤S2中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料的方法，所述方法包括下述步骤：S1：用含钛化合物预处理陶瓷纤维，得到经含钛化合物预处理的陶瓷纤维；S2：在室温下混合天然蛭石粉末、经含钛化合物预处理的陶瓷纤维以及添加剂，得到第一混合物，放入模具制成坯体，然后在850℃‑950℃的温度下将所述坯体烧结第一预定时间，得到经烧结的坯体，将所述经烧结的坯体冷却退火至50℃以下，得到包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料；其中所述用含钛化合物预处理陶瓷纤维包括将陶瓷纤维置于含钛化合物溶液中，搅拌干燥，然后在500℃‑800℃的温度下热处理第二预定时间，得到所述经含钛化合物预处理的陶瓷纤维；以及其中所述添加剂包括水玻璃。

【技术特征摘要】
1.一种制备包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料的方法，所述方法包括下述步骤：S1：用含钛化合物预处理陶瓷纤维，得到经含钛化合物预处理的陶瓷纤维；S2：在室温下混合天然蛭石粉末、经含钛化合物预处理的陶瓷纤维以及添加剂，得到第一混合物，放入模具制成坯体，然后在850℃-950℃的温度下将所述坯体烧结第一预定时间，得到经烧结的坯体，将所述经烧结的坯体冷却退火至50℃以下，得到包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料；其中所述用含钛化合物预处理陶瓷纤维包括将陶瓷纤维置于含钛化合物溶液中，搅拌干燥，然后在500℃-800℃的温度下热处理第二预定时间，得到所述经含钛化合物预处理的陶瓷纤维；以及其中所述添加剂包括水玻璃。2.如权利要求1所述的制备包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料的方法，其特征在于，所述含钛化合物包括三氯化钛和/或硫酸氧钛。3.如权利要求1所述的制备包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料的方法，其特征在于，所述陶瓷纤维包括硅酸铝陶瓷纤维、镁硅陶瓷纤维和钙镁硅陶瓷纤维中的一种或几种。4.如权利要求1所述的制备包含陶瓷纤维改性膨胀蛭石的阻燃保温材料的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚文涛，郑建波，
申请(专利权)人：滨州学院，
类型：发明
国别省市：山东,37