一种高强度隔热砖的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度隔热砖的制备方法，属于建筑材料制备技术领域。本发明专利技术首先以莫来石为原料，先用氢氟酸浸泡再用去离子水浸泡，并反复进行液氮冷冻和浸泡的处理，得到改性莫来石，接着将废弃聚苯乙烯泡沫塑料用丙酮溶解，得到废弃塑料胶液，再配制硅酸钠溶液，最后将改性莫来石和硅酸钠溶液以及其他原料混合制浆，再加入废弃塑料胶液后注模热压，烧结即得高强度隔热砖，本发明专利技术制得的隔热砖强度高，隔热性能好，具有极佳的使用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度隔热砖的制备方法
本专利技术涉及一种高强度隔热砖的制备方法，属于建筑材料制备

技术介绍
近几年，大型焙烧炉越来越多，焙烧温度高，焙烧周期短，焙烧炉窑体结构中底部的隔热砖在高温下长期承受上部砖体和焙烧制品的重量的作用，以及上部的电极箱加热墙等部位高温作用和焙烧周期内温度变化的作用，由于焙烧炉炉底用隔热砖受力复杂以及上述多种因素的影响，使得焙烧炉炉底用隔热砖成为焙烧炉中最容易、最先破坏的部位，焙烧炉炉底用隔热砖的寿命决定着整个焙烧炉的使用寿命。对隔热砖来说，组成隔热砖的轻质耐火材料的材质对隔热砖的寿命起着决定性的影响。随着轻质隔热材料的快速发展，利用粘土制备轻质隔热耐火材料已经十分普遍。但现有的粘土隔热砖存在着耐压强度低，易引起焙烧炉火道墙变形，焙烧炉的使用寿命短，制备工艺复杂，制备成本高等缺点。能源紧缺已经是全世界范围所要面临的严峻局面，低碳环保和节约能源是我国保持经济稳健发展的重要措施之一。各种工业窑炉等热工设备是工业生产中的重要设施，也是能源消耗大户。因此，对于窑炉及热工设备的隔热保温是其长期安全使用、节能降耗的重要途径，故开发轻质、高强、使用温度高和热导率低的轻质隔热耐火材料是一项具有重大意义的课题，以便有效降低炉壳外表温度、保证设备安全作业、有效降低能耗。目前各种材质的隔热、保温耐火材料主要采用以下方法制备：(1)加入可燃物造孔剂，如聚轻球、锯末；(2)添加低密度、低耐火度轻质材料，如漂珠、珍珠岩、硅藻土以及氧化铝空心球等。这些骨料的加入存在较多问题，一是来源有限；二是虽然骨料部分密度低，但是基质部分仍然呈致密状态，热导率较高；三是添加一些低熔点的骨料造成材料使用温度降低，抗热震性能差；四是原料成本高，如氧化铝空心球。在加入可燃物造孔剂方法中，高铝轻质隔热砖及其制备方法(CN201010100809.3)的专利技术，公开了以高铝矾土熟料、高岭土或铝酸钙水泥为原料，通过添加造孔剂聚轻球、锯末来造孔。该产品原料成本较高，由于添加了聚轻球，因此砖体内部孔径主要以大孔的形式存在，而材料的强度和孔径大小密切相关，大孔径必然造成应力集中，从而造成强度较低；此外孔径大小对材料的导热系数影响较大，在体积密度相同的情况下，孔径越小导热系数越小，因此该种轻质隔热砖隔热性能一般；由于该专利中均为无机粉料，无起支撑作用的骨料成分，高温煅烧存在较大的线变化。因此，专利技术一种新的造孔方式制备隔热砖用以提高其机械强度，对建筑材料制备
具有积极的意义。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前常见的隔热砖都是采用可燃物造孔的方法制备，并且造出的孔径主要以大孔形式存在，导致隔热砖强度降低并且隔热效果差的缺陷，提供了一种高强度隔热砖的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种高强度隔热砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取改性莫来石、硅酸钠溶液、膨胀珍珠岩混合均匀后得到浆料，再向浆料中加入质量分数为1%的盐酸，继续搅拌混合20～30min得到预制浆料；（2）将上述得到的预制浆料和废弃塑料胶液混合后放入搅拌机中继续搅拌40～50min后注入模具中，用热压机以1～2MPa的压力热压5～10min后常温干燥48～50h，放入电阻炉中保温烧结，即得高强度隔热砖；所述改性莫来石的制备步骤为：（1）称取莫来石放入碎石机中粉碎1～2h得到莫来石颗粒，将粉碎得到的莫来石颗粒先用氢氟酸浸泡，浸泡结束后过滤分离得到滤渣，用去离子水冲洗滤渣3～5次后自然晾干，得到预处理莫来石；（2）将上述预处理莫来石和去离子水混合后用超声振荡仪以30～40kHz的频率超声振荡浸渍处理10～15min，浸渍后过滤分离得到浸渍滤渣，立即用液氮喷淋冷冻1～2min；（3）待上述液氮喷淋冷冻结束后，继续放入去离子水中超声振荡浸渍10～15min，浸渍后继续用液氮喷淋冷冻1～2min，如此超声振荡浸渍、液氮喷淋冷冻循环处理后即得改性莫来石，备用；所述废弃塑料胶液和硅酸钠溶液的制备步骤为：称取废弃聚苯乙烯泡沫塑料和丙酮混合后加热升温至60～70℃，搅拌溶解2～3h后得到废弃塑料胶液，再将硅酸钠和去离子水混合得到硅酸钠溶液。所述高强度隔热砖的具体制备步骤（1）中，按重量份数计，改性莫来石为50～60份、硅酸钠溶液为60～70份、膨胀珍珠岩为10～15份。所述高强度隔热砖的具体制备步骤（1）中，质量分数为1%的盐酸的加入量为浆料质量的10%。所述高强度隔热砖的具体制备步骤（2）中，预制浆料和废弃塑料胶液的质量比为10:1。所述高强度隔热砖的具体制备步骤（2）中，保温烧结的温度为1200～1500℃，保温烧结的时间为3～5h。所述改性莫来石的制备步骤（1）中，用氢氟酸浸泡莫来石颗粒的时间为15～20min。所述改性莫来石的制备步骤（2）中，预处理莫来石和去离子水的质量比为1:10。所述改性莫来石的制备步骤（3）中，超声振荡浸渍、液氮喷淋冷冻循环处理的次数为3～5次。所述废弃塑料胶液和硅酸钠溶液的制备步骤中，废弃聚苯乙烯泡沫塑料和丙酮的质量比为4:5，硅酸钠和去离子水的质量比为1:3。本专利技术的有益技术效果是：（1）本专利技术首先以莫来石为原料，先用氢氟酸浸泡再用去离子水浸泡，并反复进行液氮冷冻和浸泡的处理，得到改性莫来石，接着将废弃聚苯乙烯泡沫塑料用丙酮溶解，得到废弃塑料胶液，再配制硅酸钠溶液，最后将改性莫来石和硅酸钠溶液以及其他原料混合制浆，再加入废弃塑料胶液后注模热压，烧结即得高强度隔热砖，本专利技术首先以以莫来石为原料，先用氢氟酸浸泡再用去离子水浸泡，并反复进行液氮冷冻和浸泡的处理，得到改性莫来石，先通过氢氟酸浸泡溶解莫来石中部分硅成分，使得莫来石内部和表面孔隙增多，接着通过去离子水浸渍到莫来石内部孔隙中，在液氮的瞬时冷冻下，水结冰体积变大，起到撑开莫来石内部孔隙的作用，进一步提高莫来石内部的微孔体积，由于微孔体积的增大，具有良好隔热功能的空气含量也就变多，使得改性莫来石保温性能变好，由其制成的隔热砖的隔热性能也更好；（2）本专利技术用丙酮溶解聚苯乙烯泡沫塑料作为可燃物造孔成分，由于胶液可以和隔热砖的其他原料充分混合，和直接使用聚轻球可燃物相比，本专利技术塑料胶液造出的孔隙更加微小，从而能够保持隔热砖的机械强度，不至于因为孔洞太大而降低其机械强度，而且微小气孔隔热效果更加，从而提高了本专利技术隔热砖的强度和隔热性能，此外，本专利技术还向原料中加入了硅酸钠溶液，并用盐酸混合，通过盐酸和硅酸钠反应生成原硅酸沉淀，在后期的热压以及烧结过程中，原硅酸水解生成纳米二氧化硅，纳米二氧化硅表面的硅羟基和莫来石表面的硅羟基在烧结时，硅羟基之间脱水缩合形成键能较大的硅氧硅键，从而提高了隔热砖的内聚力，进而再一次提高了本专利技术隔热砖的强度，具有广阔的应用前景。具体实施方式称取莫来石放入碎石机中粉碎1～2h得到莫来石颗粒，将粉碎得到的莫来石颗粒先用氢氟酸浸泡15～20m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度隔热砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：/n（1）称取改性莫来石、硅酸钠溶液、膨胀珍珠岩混合均匀后得到浆料，再向浆料中加入质量分数为1%的盐酸，继续搅拌混合20～30min得到预制浆料；/n（2）将上述得到的预制浆料和废弃塑料胶液混合后放入搅拌机中继续搅拌40～50min后注入模具中，用热压机以1～2MPa的压力热压5～10min后常温干燥48～50h，放入电阻炉中保温烧结，即得高强度隔热砖；/n所述改性莫来石的制备步骤为：/n（1）称取莫来石放入碎石机中粉碎1～2h得到莫来石颗粒，将粉碎得到的莫来石颗粒先用氢氟酸浸泡，浸泡结束后过滤分离得到滤渣，用去离子水冲洗滤渣3～5次后自然晾干，得到预处理莫来石；/n（2）将上述预处理莫来石和去离子水混合后用超声振荡仪以30～40kHz的频率超声振荡浸渍处理10～15min，浸渍后过滤分离得到浸渍滤渣，立即用液氮喷淋冷冻1～2min；/n（3）待上述液氮喷淋冷冻结束后，继续放入去离子水中超声振荡浸渍10～15min，浸渍后继续用液氮喷淋冷冻1～2min，如此超声振荡浸渍、液氮喷淋冷冻循环处理后即得改性莫来石，备用；/n所述废弃塑料胶液和硅酸钠溶液的制备步骤为：/n称取废弃聚苯乙烯泡沫塑料和丙酮混合后加热升温至60～70℃，搅拌溶解2～3h后得到废弃塑料胶液，再将硅酸钠和去离子水混合得到硅酸钠溶液。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高强度隔热砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取改性莫来石、硅酸钠溶液、膨胀珍珠岩混合均匀后得到浆料，再向浆料中加入质量分数为1%的盐酸，继续搅拌混合20～30min得到预制浆料；
（2）将上述得到的预制浆料和废弃塑料胶液混合后放入搅拌机中继续搅拌40～50min后注入模具中，用热压机以1～2MPa的压力热压5～10min后常温干燥48～50h，放入电阻炉中保温烧结，即得高强度隔热砖；
所述改性莫来石的制备步骤为：
（1）称取莫来石放入碎石机中粉碎1～2h得到莫来石颗粒，将粉碎得到的莫来石颗粒先用氢氟酸浸泡，浸泡结束后过滤分离得到滤渣，用去离子水冲洗滤渣3～5次后自然晾干，得到预处理莫来石；
（2）将上述预处理莫来石和去离子水混合后用超声振荡仪以30～40kHz的频率超声振荡浸渍处理10～15min，浸渍后过滤分离得到浸渍滤渣，立即用液氮喷淋冷冻1～2min；
（3）待上述液氮喷淋冷冻结束后，继续放入去离子水中超声振荡浸渍10～15min，浸渍后继续用液氮喷淋冷冻1～2min，如此超声振荡浸渍、液氮喷淋冷冻循环处理后即得改性莫来石，备用；
所述废弃塑料胶液和硅酸钠溶液的制备步骤为：
称取废弃聚苯乙烯泡沫塑料和丙酮混合后加热升温至60～70℃，搅拌溶解2～3h后得到废弃塑料胶液，再将硅酸钠和去离子水混合得到硅酸钠溶液。


2.根据权利要求1所述的一种高强度隔热砖的制备方法，其特征在于：所述高强度隔热砖的具体制备步骤（1）中，按重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓亮，
申请(专利权)人：黄晓亮，
类型：发明
国别省市：河南;41