一种以高岭土为骨料的新型轻质保温材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种以高岭土为骨料的新型轻质保温材料及其制备方法，通过将高岭土粉采用发泡剂双氧水发泡以及通过特定温度下干燥，即而得到新型轻质保温材料，其不但具有较高孔隙率、较低的密度，而且具有较低的导热系数，并且同时保持了较高的强度，性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种以高岭土为骨料的新型轻质保温材料及其制备方法
本专利技术涉及保温材料
，特别涉及一种由高岭土为骨料制备的新型轻质保温材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，建筑保温材料的发展速度非常迅猛。在工业或建筑中恰当的采用良好的保温技术与材料，可以大幅减少热量损失，起到节能环保，达到事半功倍的效果。保温材料一般为导热系数小于0.2W·m-1·K-1的材料，传统保温材料主要分为有机保温材料和无机保温材料。有机保温材料具有导热系数低、密度轻等优势，但其易于燃烧，且燃烧后释放出大量有毒气体。而无机保温材料具有不燃、天然无公害、成本低廉等优势，因此成为保温材料研究的热点。目前，由珍珠岩、松脂岩为原料制成的无机保温材料的研究有不少报道。例如，中国专利CN103626434A报道了一种含有松脂岩的抗压保温材料。该材料由以下成分按照重量比组成：200目～300目的松脂岩粉为36～40份、二甲基硅油为22～25份、酚醛树脂9～18份、三聚磷酸钾为17～22份、碳酸氢镁为5～7份、水为29～33份。然而，珍珠岩、松脂岩价格较高，而且储量不那么丰富，因此，有研究者对储量丰富、价格低廉的高岭土作为保温材料进行了研究探索。高岭土是储量丰富、不燃无公害的天然矿物材料，仅广东就有6个大型高岭土矿床。同时，高岭土的分散性比较好、抗酸碱性强且具有一定自洁性。前人已经对于高岭土保温材料作了一定的研究，但存在发泡效果不理想，生产工艺复杂，材料性能不符合要求等缺陷。例如，中国专利CN107973581A，一种外墙保温材料及其制备方法，该专利技术公开了一种外墙保温材料及其制备方法，所述外墙保温材料是由以下重量分数的组分制成：脱硫石膏粉60-90份，高岭土20-30份，锂基膨润土12-24份，水玻璃15-30份，膨胀蛭石6-12份，二氧化硅2-5份，硅酸钠1-6份，聚乙烯醇6-14份，聚丙烯纤维3-9份，磷酸铝5-10份，硬脂酸钙2-6份，硅酸铝纤维棉7-14份，发泡剂1-3份，二氧化锰2-5份，阻燃剂3-7份，石英砂3-8份，氧化镁粉4-8份，聚硅硼烷5-9份，水15-24份。该专利技术中指出所制得的保温材料隔热效果良好，但并未具体给出隔热效果的数据，而且该专利技术中原料组分比较多，制备工艺较为复杂。因此，亟需开发一种以高岭土为骨料制备的密度低、导热系数低、孔隙率高并保持较高的强度的新型轻质保温材料。
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：一种由高岭土为骨料的新型轻质保温材料及其制备方法，通过采用高岭土粉用发泡剂发泡以及特定的热处理方式和热处理温度，得到新型轻质保温材料，其不但密度低、导热系数低，孔隙率高(94％)，孔径在0.23mm～1.24mm可调，而且保持了较高的强度，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，提供一种以高岭土为骨料的轻质保温材料，其原料包括高岭土粉、胶凝剂。其中，所述原料各自的质量配比为：高岭土粉，10-50份，优选15-45份，胶凝剂，20-250份，优选25-245份。进一步地，所述胶凝剂为水玻璃。进一步地，所述原料还包括发泡剂，其为无机发泡剂，选自碳酸氢钠、碳酸铵、亚硝酸铵、双氧水中的一种或两种，优选为双氧水。进一步地，所述原料还包括控泡剂，其选自非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂，优选为阳离子表面活性剂，更优选为季铵盐类表面活性剂，进一步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，更进一步优选为十六烷基三甲基溴化铵。第二方面，提供一种制备以高岭土为骨料的轻质保温材料的方法，优选用于制备第一方面所述的轻质保温材料，所述方法包括以下步骤：步骤1，将胶凝剂、高岭土粉混合均匀；步骤2，加入发泡剂并进行常温发泡；步骤3，干燥，得到最终产品。第三方面，提供一种第一方面所述的轻质保温材料或第二方面所述方法制备的轻质保温材料的用途，该轻质保温材料用作外墙保温材料或隔热材料。附图说明图1示出本专利技术一种优选的实施方式中发泡装置的立体示意图；图2示出图1中的发泡装置的俯视示意图；图3示出图1中的发泡装置的侧视图；图4示出图1中的发泡装置的相应的盖的俯视示意图；图5(1)示出原料高岭土粉的XRD图与高岭石标准XRD谱图；图5(2)示出实施例1～6样品的SEM图；图6示出实施例1～6样品的孔隙率及孔径大小图；图7示出实施例1～6样品的密度曲线图；图8示出实施例1～6样品的抗压强度及导热系数曲线图；图9示出实施例1以及实施例7～9的孔隙率及孔径大小曲线图；图10示出实施例1以及实施例7～9的密度曲线图；图11示出实施例1以及实施例7～9的抗压强度及导热系数曲线图；图12示出实施例1以及实施例10～12样品的孔隙率及孔径大小曲线图；图13示出实施例1以及实施例10～12样品的密度曲线图；图14示出实施例1以及实施例10～12样品的抗压强度及导热系数曲线图。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，通过将高岭土粉采用发泡剂双氧水发泡以及通过特定温度下干燥方式，即而得到由高岭土为骨料制备的新型轻质保温材料，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，孔隙率高(94％)，孔径在0.23mm～1.24mm可调，并且同时保持了较高的强度，性能优异。根据本专利技术的第一方面，提供一种以高岭土为骨料的轻质保温材料，其原料包括高岭土粉、胶凝剂。所述原料各自的质量配比为：高岭土粉，10-50份，优选15-45份，胶凝剂，20-250份，优选25-245份。所述胶凝剂为水玻璃，本专利技术人认为，所述水玻璃起到粘结聚合的作用，粘结和聚合高岭土粉颗粒。加热干燥后的材料在保持相当强度的同时，能够同时提高孔隙率，进而使得密度降低。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，如2.4模；所用水玻璃的波美浓度优选为30～60°Bé，更优选为40～55°Bé，如51°Bé。本专利技术人发现，随着高岭土粉与胶凝剂的质量比(简称为固液比)增加，样品的孔径、密度、导热系数和强度会增加；本专利技术中，所述原料还包括发泡剂，其为无机发泡剂，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，所述无机发泡剂为双氧水，优选25～50wt％双氧水；如30wt％双氧水；在进一步优选的实施方式中，所述双氧水的质量与总质量(所述总质量为高岭土粉、水玻璃、双氧水、以及CTAB四者质量之和)的比为(1～16)：100；更进一步优选为(2～12)：10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以高岭土为骨料的轻质保温材料，其特征在于，其原料包括高岭土粉、胶凝剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种以高岭土为骨料的轻质保温材料，其特征在于，其原料包括高岭土粉、胶凝剂。


2.根据权利要求1所述的轻质保温材料，其特征在于，所述原料各自的质量配比为：
高岭土粉，10-50份，优选15-45份，
胶凝剂，20-250份，优选25-245份。


3.根据权利要求1或2所述的轻质保温材料，其特征在于，所述胶凝剂为水玻璃。


4.根据权利要求1至3之一所述的轻质保温材料，其特征在于，所述原料还包括发泡剂，其为无机发泡剂，选自碳酸氢钠、碳酸铵、亚硝酸铵、双氧水中的一种或两种，优选为双氧水。


5.根据权利要求1至4之一所述的轻质保温材料，其特征在于，所述原料还包括控泡剂，其选自非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂，优选为阳离子表面活性剂，更优选为季铵盐类表面活性剂，进一步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，更进一步优选为十六烷基三甲基溴化铵。


6.一种制备以高岭土为骨料的轻质保温材料的方法，优选用于制备权利要求1至5之一...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅乐夫，高欢，张帆，张龙辉，廖立兵，刘昊，
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