一种提高常温发泡珍珠岩基无机保温板性能的技术制造技术

本发明专利技术提供了一种提高常温发泡珍珠岩基无机保温板性能的技术，以珍珠岩、水玻璃、表面活性剂、发泡剂为主要原料，通过发泡剂发泡及特定的热处理工艺，即可得到具有毫米级、微米级和亚微米级别的三级孔径的新型无机保温材料。该方法制备的保温材料不但具有较低的密度、较低的导热系数，而且还可以显著提高保温材料的软化系数，并且同时保持了较高的强度，综合性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种提高常温发泡珍珠岩基无机保温板性能的技术
本专利技术涉及无机保温材料
，特别涉及一种提高常温发泡珍珠岩基无机保温板性能的技术。
技术介绍
膨胀珍珠岩具有质量轻、无毒害、隔热性能好、抗蚀、不燃等优良的物理化学特性以及使用成本低廉的特点，同时具备保温隔热及吸声等多重特殊性能，在当今社会节能型工业、民用建筑上的应用日趋广泛。膨胀珍珠岩用于建筑保温材料在欧洲占珍珠岩用途50％，在北美占60％，在日本占55％，在我国占65％。传统上，膨胀珍珠岩是将天然珍珠岩矿石，经过破碎筛选，高温煅烧，使其体积急剧膨胀制得，是多空色白的颗粒状物质。一方面，传统高温工艺对设备要求高，另一方面传统高温工艺制得的膨胀珍珠岩吸水率较高，在墙体温度变化时，珍珠岩易因为吸水膨胀产生鼓泡、开裂现象，吸水还降低了材料的保温性能。另外，由于膨胀珍珠岩保温材料多出于珍珠岩与水泥结合体，存在难以解决的强度与导热系数之间的矛盾，这些给其作为建筑保温材料带来了致命的缺陷。利用珍珠岩粉为主要原料，有研究者利用常温化学发泡剂制备出多孔的珍珠岩保温材料，该方法的制备过程简易、耗能低，同时还可以实现珍珠岩尾砂的再利用。但是，该方法所制备的保温材料导热系数约为0.054W/(m〃K)，如能进一步降低导热系数将有效提升保温材料的隔热效果。另外，这类保温材料软化系数低，耐水性极差。软化系数是指石材在饱和水状态下的抗压强度与其干燥条件下的抗压强度之比，反映了材料的耐水性能。因此，亟需开发一种密度低、导热系数低、软化系数高并保持较高的强度的新型基于珍珠岩的无机保温材料。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，结果发现：一种提高常温发泡珍珠岩基无机保温板性能的技术，通过发泡剂发泡及特定的热处理工艺，即可得到具有毫米级、微米级和亚微米级别的三级孔径的无机保温材料。该方法制备的保温材料不但具有较低的密度、较低的导热系数，而且还可以显著提高保温材料的软化系数，并且同时保持了较高的强度，综合性能优异，从而完成了本专利技术。本专利技术的目的在于提供以下方面：第一方面，本专利技术提供一种提高常温发泡珍珠岩基无机保温板性能的技术，所述方法包括以下步骤：步骤1，将珍珠岩粉、水玻璃、表面活性剂与无机发泡剂混合，搅拌均匀；步骤2，进行常温发泡；步骤3，热处理再造孔、冷却，得到最终产品。其中，步骤1中，所述珍珠岩粉选自珍珠岩、珍珠岩尾砂中的一种或两种；所述无机发泡剂选自碳酸氢钠、碳酸铵、亚硝酸铵、双氧水中的一种或多种。进一步地，所述无机发泡剂为双氧水，优选5～50wt％双氧水。其中，步骤1中，先将珍珠岩粉和水玻璃一起混合，所述珍珠岩粉与水玻璃的质量比为(0.4～1.2)：1，优选为(0.5～1.1)：1。其中，步骤1中，先将珍珠岩粉与水玻璃和阳离子表面活性剂一起混合，优选为季铵盐类表面活性剂，更优选选自十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。其中，步骤2中，发泡温度为20～40℃；发泡时间为4～48h，优选为5～36h。其中，步骤3中，所述热处理再造孔包括子步骤(I)45～65℃下干燥，以及子步骤(II)150～500℃下发泡；所述冷却为热处理再造孔完成后，自然冷却或立即(优选在0.1-1min内)取出产品降温。进一步地，子步骤(I)中，温度为50℃，时间为12～36h；子步骤(II)中，温度为150～450℃，时间为4～50min，优选为5～45min，更优选为10～45min。进一步地，子步骤(II)中，先将加热装置预热到所需温度。第二方面，本专利技术还提供一种上述第一方面方法的用途，用于制备珍珠岩粉无机保温材料，优选该保温材料用作外墙保温材料或隔热材料。附图说明图1示出对比例1产品的不同放大倍数的SEM图；图2示出实施例4产品的不同放大倍数的SEM图；图3示出对比例2、实施例6、实施例7中制得产品的SEM图。图4.示出热处理温度对产品密度、导热系数及软化系数的影响图(a:密度关系图；b:导热系数及软化系数图)。具体实施方式下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。以下详述本专利技术。为了解决
技术介绍
中的问题，经过大量研究和实验，本专利技术人惊喜地发现，通过采用发泡剂双氧水发泡以及通过特定温度下干燥以及瞬间升温的热处理方式和150～500℃下的热处理，之后迅速从热源中取出样品迅速降温或关闭热源后不取出样品自然冷却，即而得到具有多级孔结构的珍珠岩粉无机保温材料，其不但具有较低的密度、较低的导热系数，而且具有较高的软化系数，并且同时保持了较高的强度，综合性能优异。根据本专利技术的第一方面，提供一种提高常温发泡珍珠岩基无机保温板性能的技术，所述方法包括以下步骤：步骤1，将珍珠岩粉、水玻璃、表面活性剂与无机发泡剂混合，搅拌均匀；步骤2，进行常温发泡；步骤3，热处理造孔、冷却，得到最终产品。步骤1中，在一种实施方式中，所述珍珠岩粉选自珍珠岩、珍珠岩尾砂中的一种或两种；所述无机发泡剂选自碳酸氢钠、碳酸铵、亚硝酸铵、双氧水中的一种或两种。在一种优选的实施方式中，所述珍珠岩为珍珠岩粉末，所得到的保温材料性能更为优异。在一种优选的实施方式中，所述无机发泡剂为双氧水，优选5～50wt％双氧水；如30wt％双氧水；在进一步优选的实施方式中，所述双氧水与所述珍珠岩粉的质量比为(2～16)：100；更进一步地，双氧水的质量：珍珠岩粉的质量＝(4～12)：100，如8:100。本专利技术人发现，双氧水分解发泡主要形成宏观孔，孔径范围在100μm～1mm不等。本专利技术人还发现，所用双氧水若太少，则形成的宏观孔偏少，而若所用双氧水太多，则不利于珍珠岩保温材料的稳定发泡，并且孔径会变太大，不利于产品的强度。在一种实施方式中，步骤1中，先将珍珠岩粉和水玻璃一起混合，所述珍珠岩粉与水玻璃的质量比为(0.4～1.2)：1，优选为(0.5～1.1)：1。在一种优选的实施方式中，所述水玻璃与珍珠岩粉的质量比为(0.6～1.0)：1，如0.8:1。本专利技术人认为，所述水玻璃不仅起到粘结聚合的作用，粘结和聚合珍珠岩粉颗粒，同时，可以在加热时再次发泡，形成孔径在10～50μm的孔。加热再发泡后的发泡聚合物材料在保持相当强度的同时，能够同时改善提高软化系数。本专利技术中，所用水玻璃的模数优选为1.0～3.5模，更优选为1.3～3.2模；所用水玻璃的波美浓度优选为30～60°Bé，更优选为40～50°Bé。在一种实施方式中，步骤1中，先将珍珠岩粉与水玻璃和阳离子表面活性剂一起混合，优选为季铵盐类表面活性剂，更优选选自十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。在一种优选的实施方式中，步骤1中，所述阳离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高常温发泡珍珠岩基无机保温板性能的技术，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤1，将珍珠岩粉、水玻璃、表面活性剂与无机发泡剂混合，搅拌均匀；/n步骤2，进行常温发泡制备保温材料；/n步骤3，热处理、冷却，得到具有多级孔结构的最终产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高常温发泡珍珠岩基无机保温板性能的技术，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，将珍珠岩粉、水玻璃、表面活性剂与无机发泡剂混合，搅拌均匀；
步骤2，进行常温发泡制备保温材料；
步骤3，热处理、冷却，得到具有多级孔结构的最终产品。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述珍珠岩粉选自珍珠岩、珍珠岩尾砂中的一种或两种。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述无机发泡剂选自碳酸氢钠、碳酸铵、亚硝酸铵、双氧水中的一种或多种，优选为双氧水，浓度5～50wt％。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，先将珍珠岩粉与水玻璃和阳离子表面活性剂一起混合，优选为季铵盐类表面活性剂，更优选选自十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，先将珍珠岩粉和水玻璃一起混合，所述珍珠岩粉与水玻璃的质量比为(0.4～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖立兵，高欢，刘昊，梅乐夫，吕国诚，王泽杰，黄丹蓝，梁立明，朱国典，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11