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一种保温疏水型膨胀珍珠岩的制备方法技术

技术编号:21991096 阅读:31 留言:0更新日期:2019-08-31 03:17
本发明专利技术公开了一种保温疏水型膨胀珍珠岩的制备方法,属于建筑材料技术领域。将改性膨胀珍珠岩与有机溶剂按质量比1:120~1:150混合于三口烧瓶中,并向三口烧瓶中加入改性膨胀珍珠岩质量1~3倍的改性二氧化硅和改性膨胀珍珠岩质量0.2~0.8倍的有机铝,于温度为80~120℃的条件下,搅拌反应5~8h后,过滤,得保温疏水型膨胀珍珠岩坯料,将保温疏水型膨胀珍珠岩坯料于温度为160~200℃的条件下干燥1~3h,得保温疏水型膨胀珍珠岩。本发明专利技术所得保温疏水型膨胀珍珠岩具有优异的保温性能和憎水性能。

A preparation method of thermal insulation and hydrophobic expanded perlite

【技术实现步骤摘要】
一种保温疏水型膨胀珍珠岩的制备方法
本专利技术公开了一种保温疏水型膨胀珍珠岩的制备方法,属于建筑材料

技术介绍
现在有很多类型的保温材料。按材质分类,可将保温材料分为三类:金属保温材料、有机保温材料、无机保温材料。金属类:主要有锡箔、铝箔等材料的制品。有机保温材料:聚氨酯泡沫及其制品、PS泡沫及其制品、PVC泡沫塑料及其制品、酚醛树脂泡沫塑料及其制品等。无机保温材料:硅酸铝纤维及其制品、加气混凝土及其制品、膨胀蛭石及其制品、玻璃棉及其制品、泡沫石棉制品、矿(岩)棉及其制品、玻化微珠膨胀珍珠岩及其制品。因为无机保温材料价格低廉,而且在建筑中一般都有水泥砂浆等物质,无机保温材料和这类物质的亲和性很好,使得其在建筑保温材料中大量的应用,而且由于有机保温材料的易燃性,使人们意识到使用无机保温材料的好处,使无机保温材料迎来了一个春天。现在玻璃棉、岩棉、膨胀珍珠岩等占主要的保温市场,这些材料来源广泛,价格低廉。其中玻璃棉、岩棉等建筑保温材料的密度大、吸湿性高、抗震性差、施工困难、导热系数较大,而且本身带有很多的有毒物质,环保性差,无法满足人的健康要求,所以其应用范围很小,膨胀珍珠岩作为天然的保温材料既没有金属类保温材料的价格昂贵,也没有有机保温材料的易燃的特点,相对于玻璃棉、岩棉,它本身不带有很多的有毒物质,环保性好,且其导热系数一般在0.054W/(m·K)左右,相对于玻璃棉、岩棉也好一些,这些使膨胀珍珠岩作为保温材料广泛的应用。膨胀珍珠岩是将天然的酸性玻璃矿石(即珍珠岩矿石),经过破碎、筛分,然后在1000~1300℃的高温条件下煅烧,由于珠岩矿石本身含有内部附着水和结晶水,在高温下水瞬间气化急剧蒸发而产生大量的气泡冲破了颗粒表面而产生膨胀力,使珍珠岩在熔融状态下急剧膨胀,一般是膨胀4~30倍,在内部形成蜂窝状的孔隙和裂痕,冷却后形成的白色多孔的颗粒状物质。由于膨胀珍珠岩在高温下的导热系数比较低,耐火温度在1250℃以上,容重也很小,一般在40~280kg/m,使其广泛的应用于轻质保温材料中。目前传统的膨胀珍珠岩还存在憎水性能和保温性能无法进一步提高的问题,因此还需对其进行研究。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是:针对传统膨胀珍珠岩憎水性能和保温性能无法进一步提高的问题,提供了一种保温疏水型膨胀珍珠岩的制备方法。为了解决上述技术问题,本专利技术所采用的技术方案是:(1)将十六烷基三甲基溴化铵与水按质量比1:140~1:150混合,并加入十六烷基三甲基溴化铵质量10~15倍的混合助溶剂,搅拌混合后,得十六烷基三甲基溴化铵混合液;(2)将十六烷基三甲基溴化铵混合液与正硅酸乙酯体积比30:1~40:1混合,并加入十六烷基三甲基溴化铵混合液体积0.01~0.03倍的3-巯基丙基三甲氧基硅烷和十六烷基三甲基溴化铵混合液体积0.01~0.02倍的氨水,搅拌反应后,过滤,洗涤,干燥,得预处理二氧化硅;(3)将预处理二氧化硅与甲苯按质量比1:100~1:120混合,超声分散,得预处理二氧化硅分散液,将预处理二氧化硅分散液与3-巯基丙基三甲氧基硅烷按质量比10:1~20:1混合,搅拌反应后,过滤,洗涤,干燥,得预处理滤饼,将预处理滤饼与双氧水按质量比1:10~1:20混合,搅拌反应后,过滤,洗涤,干燥,得预改性二氧化硅;(4)将预改性二氧化硅与硝酸银溶液按质量比1:10~1:18混合,搅拌反应后,过滤,得滤渣,将滤渣与水按质量比1:20~1:30混合,并加入滤渣质量0.5~0.8倍的还原剂,搅拌反应后,过滤,干燥,得改性二氧化硅坯料;(5)将改性二氧化硅坯料与甲醇按质量比1:10~1:15混合,并加入改性二氧化硅坯料质量2~3倍的γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷,搅拌反应后,过滤,干燥,得改性二氧化硅;(6)将改性膨胀珍珠岩与有机溶剂按质量比1:120~1:150混合,并加入改性膨胀珍珠岩质量1~3倍的改性二氧化硅和改性膨胀珍珠岩质量0.2~0.8倍的有机铝,搅拌反应后,过滤,干燥,得保温疏水型膨胀珍珠岩。步骤(1)所述混合助溶剂为将乙醚与乙醇按体积比3:1混合,得混合助溶剂。步骤(4)所述还原剂为硼氢化钠,硼氢化钾或四氢化锂铝中任意一种。步骤(6)所述改性膨胀珍珠岩为将膨胀珍珠岩与甲苯按质量比1:10~1:30混合,并加入膨胀珍珠岩质量2~3倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌反应后,过滤,洗涤,得预处理膨胀珍珠岩,将预处理膨胀珍珠岩与二甲基亚砜按质量比1:15~1:25混合,并加入预处理膨胀珍珠岩质量1~2倍的丁二酸酐和预处理膨胀珍珠岩质量0.8~0.6倍的乙二胺,搅拌反应后,过滤,洗涤,干燥,得改性膨胀珍珠岩。步骤(6)所述有机溶剂为乙二醇或N,N-二甲基甲酰胺中任意一种。步骤(6)所述有机铝为异丙醇铝或叔丁醇铝中任意一种。步骤(3)所述溶剂为甲苯,二甲苯或苯中任意一种。本专利技术的有益效果是:(1)本专利技术在制备保温疏水型膨胀珍珠岩时加入改性二氧化硅和改性膨胀珍珠岩,首先,二氧化硅在经过改性后,二氧化硅表具有纳米褶皱状结构,在与水接触后,可在二氧化硅凹陷处形成“气垫”结构,降低水在二氧化硅表面的附着力,从而使改性二氧化硅的疏水性提高,进而在加入产品中后,可使产品的憎水性提高,其次,二氧化硅在经过改性后,二氧化硅表面可吸附纳米银,从而在改性二氧化硅表面形成纳米级乳突结构,进而使改性二氧化硅的疏水性提高,使产品的憎水性进一步提高,再者,由于改性二氧化硅表面带有环氧基团,并且,加入的改性膨胀珍珠岩在经过改性后,表面带有氨基和羧基基团,在改性膨胀珍珠岩与改性二氧化硅混合后,改性二氧化硅表面的环氧基团可开环并与改性膨胀珍珠岩表面的氨基和羧基基团发生反应而结合,从而使改性二氧化硅与改膨胀珍珠岩的结合力提高,使产品具有长效的憎水性,进一步的由于改性二氧化硅的加入保留了膨胀珍珠岩内部的孔隙,因此,可使产品在拥有较好憎水性的同时具有较好的保温性能;并且,由于改性二氧化硅进入膨胀珍珠岩的孔隙内部后吸附与珍珠岩内壁中,从而可使改性二氧化硅表面的聚硅氧烷在膨胀珍珠岩孔隙内部形成复杂的网络结构,进而使膨胀珍珠岩的孔隙复杂化,而使产品的疏水性能进一步提高,同时,由于膨胀珍珠岩孔隙的复杂化,可使产品的保温性能进一步提高,同时提高产品的使用寿命,防止水分在蒸发过程中使膨胀珍珠岩出现开裂现象。具体实施方式将膨胀珍珠岩与甲苯按质量比1:10~1:30混合,并向膨胀珍珠岩与甲苯的混合物中加入膨胀珍珠岩质量2~3倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷,于温度为60~80℃,转速为300~320r/min的条件下,搅拌反应10~12h后,过滤,得预处理膨胀珍珠岩坯料,将预处理膨胀珍珠岩坯料用无水乙醇洗涤8~10次后,得预处理膨胀珍珠岩,将预处理膨胀珍珠岩与二甲基亚砜按质量比1:15~1:25混合,并向预处理膨胀珍珠岩与二甲基亚砜的混合物中加入预处理膨胀珍珠岩质量1~2倍的丁二酸酐和预处理膨胀珍珠岩质量0.8~0.6倍的乙二胺,于温度为50~65℃,转速为300~350r/min的条件下,搅拌反应20~24h后,过滤,得改性膨胀珍珠岩坯料,将改性膨胀珍珠岩坯料用无水乙醇洗涤3~8次后,于温度为60~80℃的条件下干燥1~2h后,得改性膨胀珍珠岩;将十六烷基三甲基溴化本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种保温疏水型膨胀珍珠岩的制备方法,其特征在于,具体制备方法为:(1)将十六烷基三甲基溴化铵与水按质量比1:140~1:150混合,并加入十六烷基三甲基溴化铵质量10~15倍的混合助溶剂,搅拌混合后,得十六烷基三甲基溴化铵混合液;(2)将十六烷基三甲基溴化铵混合液与正硅酸乙酯体积比30:1~40:1混合,并加入十六烷基三甲基溴化铵混合液体积0.01~0.03倍的3‑巯基丙基三甲氧基硅烷和十六烷基三甲基溴化铵混合液体积0.01~0.02倍的氨水,搅拌反应后,过滤,洗涤,干燥,得预处理二氧化硅;(3)将预处理二氧化硅与溶剂按质量比1:100~1:120混合,超声分散,得预处理二氧化硅分散液,将预处理二氧化硅分散液与3‑巯基丙基三甲氧基硅烷按质量比10:1~20:1混合,搅拌反应后,过滤,洗涤,干燥,得预处理滤饼,将预处理滤饼与双氧水按质量比1:10~1:20混合,搅拌反应后,过滤,洗涤,干燥,得预改性二氧化硅;(4)将预改性二氧化硅与硝酸银溶液按质量比1:10~1:18混合,搅拌反应后,过滤,得滤渣,将滤渣与水按质量比1:20~1:30混合,并加入滤渣质量0.5~0.8倍的还原剂,搅拌反应后,过滤,干燥,得改性二氧化硅坯料;(5)将改性二氧化硅坯料与甲醇按质量比1:10~1:15混合,并加入改性二氧化硅坯料质量2~3倍的γ‑缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷,搅拌反应后,过滤,干燥,得改性二氧化硅;(6)将改性膨胀珍珠岩与有机溶剂按质量比1:120~1:150混合,并加入改性膨胀珍珠岩质量1~3倍的改性二氧化硅和改性膨胀珍珠岩质量0.2~0.8倍的有机铝,搅拌反应后,过滤,干燥,得保温疏水型膨胀珍珠岩。...

【技术特征摘要】
1.一种保温疏水型膨胀珍珠岩的制备方法,其特征在于,具体制备方法为:(1)将十六烷基三甲基溴化铵与水按质量比1:140~1:150混合,并加入十六烷基三甲基溴化铵质量10~15倍的混合助溶剂,搅拌混合后,得十六烷基三甲基溴化铵混合液;(2)将十六烷基三甲基溴化铵混合液与正硅酸乙酯体积比30:1~40:1混合,并加入十六烷基三甲基溴化铵混合液体积0.01~0.03倍的3-巯基丙基三甲氧基硅烷和十六烷基三甲基溴化铵混合液体积0.01~0.02倍的氨水,搅拌反应后,过滤,洗涤,干燥,得预处理二氧化硅;(3)将预处理二氧化硅与溶剂按质量比1:100~1:120混合,超声分散,得预处理二氧化硅分散液,将预处理二氧化硅分散液与3-巯基丙基三甲氧基硅烷按质量比10:1~20:1混合,搅拌反应后,过滤,洗涤,干燥,得预处理滤饼,将预处理滤饼与双氧水按质量比1:10~1:20混合,搅拌反应后,过滤,洗涤,干燥,得预改性二氧化硅;(4)将预改性二氧化硅与硝酸银溶液按质量比1:10~1:18混合,搅拌反应后,过滤,得滤渣,将滤渣与水按质量比1:20~1:30混合,并加入滤渣质量0.5~0.8倍的还原剂,搅拌反应后,过滤,干燥,得改性二氧化硅坯料;(5)将改性二氧化硅坯料与甲醇按质量比1:10~1:15混合,并加入改性二氧化硅坯料质量2~3倍的γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷,搅拌反应后,过滤,干燥,得改性二氧化硅;(6)将改性膨胀珍珠岩与有机溶剂按质量比1:120~1...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨明洲
申请(专利权)人:杨明洲
类型:发明
国别省市:湖北,42

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