一种利用废料粒径控制制备轻质高强隔热材料的方法及其制得的产品

摘要

本发明涉及一种利用废料粒径控制制备轻质高强隔热材料的方法及其制得的产品，以废料粉煤灰漂珠为主要原料并控制其粒径范围，膨润土和镁质粘土为辅助原料,其原料配方的重量百分比组成为：粉煤灰漂珠80～95wt%、膨润土5～20wt%、镁质粘土（外加）1～5wt%、PVA（外加）1～4wt%，经配料、干混、湿混、陈腐、挤压成型、干燥、烧成后获得制品，其中烧结温度为：1200～1300℃，保温30min。本发明利用废料制备轻质隔热材料，既可以减少环境污染，又可以降低成本、节约资源，制备的隔热材料质量轻，强度高，保温隔热性能优良，具有广泛的应用前景。

权利要求

1.一种利用废料粒径控制制备轻质高强隔热材料的方法，以废料粉煤灰漂珠为主要原料，膨润土和镁质粘土为辅助原料, 其原料配方的重量百分比组成为：粉煤灰漂珠80～95wt%、膨润土5～20wt%、外加镁质粘土1～5 wt%、外加PVA 1～4 wt%，经配料、干混、湿混、陈腐、挤压成型、干燥、烧成后获得制品，其中烧结温度为：1200～

1300℃，保温30min;

所述废料粉煤灰漂珠的粒径范围控制为80～120目、120～160目、160～200目;所述废料粉煤灰漂珠的粒径为120～160目范围内时，制得产品的体积密度0.38～3

1.04g/cm、抗压强度为1.5～39.5MPa、导热性为0.07～0.26。

2.根据权利要求1所述方法制得的轻质高强隔热材料产品，其特征在于：所述废料粉3

煤灰漂珠的粒径为80～120目范围内时，制得产品的体积密度0.42～0.77g/cm、抗压强度为1.52～19.8MPa、导热性为0.08～0.22。

3.根据权利要求1所述方法制得的轻质高强隔热材料产品，其特征在于：所述废料粉3

煤灰漂珠的粒径为160～200目范围内时，制得产品的体积密度0.47～0.72g/cm、抗压强度为4.9～18.5MPa、导热性为0.11～0.2。

说明书

一种利用废料粒径控制制备轻质高强隔热材料的方法及其

制得的产品

技术领域

[0001] 本发明属于保温隔热材料（陶瓷）领域， 具体涉及一种利用废料粒径控制制备轻质高强隔热材料的方法及其制得的产品。

背景技术

[0002] 近年来，相对我国经济的飞速发展，我国在能源生产的发展却要相对落后得多，而目前能解决能源短缺最好办法之一还是节能，即减少热损失、提高热能的利用效率、减少能源浪费等。国际上将节能工程当作“第五能源”，和石油、煤、天然气和电力一同作为五大常规能源，而节能的最重要措施之一就是发展和应用轻质隔热材料。

[0003] 粉煤灰漂珠是指从火力发电厂的废料粉煤灰中筛取出来的一种硅铝质珠状微小玻璃颗粒，其结构具有壁薄中空的特点，重量轻，因能够漂浮在水面上，所以叫做“漂珠”。粉煤灰漂珠来源于粉煤灰，具有粉煤灰的许多特性，但因其独特的形成条件，使得漂珠具有比粉煤灰更优越的性能。作为一种新开发的新型功能材料，它微小而空心，质轻却高强，保温且耐火，是制造轻质隔热材料的理想原料，当前在建筑材料、石油化工、冶金、机械等行业和领域中已有着十分广阔的用途，在其它一些领域中也正显示出其宽阔的应用发展前景和深厚的发展潜力，被誉为“空间时代材料”。

[0004] 随着现代工业窑炉和高温设备对轻质隔热材料的需求，以及航天技术的迅速发展，传统的单一组分的轻质隔热材料由于存在各种各样的问题，已经不能满足轻质隔热材料应用在恶劣环境当中。目前常用的轻质隔热制品，如轻质粘土砖、硅藻土保温砖、轻质高铝制品，甚至是一些高级耐火制品，虽然体积密度较低，但抗压强度不高，隔热性能也一般，详细参数见图4。在保温隔热材料领域，利用粉煤灰漂珠作为主要原料代替传统原料制备轻质隔热材料已有应用，但用量大多在60-80%左右，并且在低体积密度下的抗压强度也都不高，因此采用高掺量粒径控制的粉煤灰漂珠制备轻质高强隔热材料不仅具有很大的创新性，而且具备很好的应用前景和发展前途。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种利用废料粒径控制粉煤灰漂珠制备轻质高强隔热材料的方法及其制得的产品。

[0006] 为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种利用废料粒径控制制备轻质高强隔热材料的方法，以废料粉煤灰漂珠为主要原料，膨润土和镁质粘土为辅助原料, 其原料配方的重量百分比组成为：

[0007] 粉煤灰漂珠80～95wt%、膨润土5～20wt%、镁质粘土（外加）1～5 wt%、PVA （外加）1～4 wt%，经配料、干混、湿混、陈腐、挤压成型、干燥、烧成后获得制品，其中烧结温度为：1200～1300℃，保温30min。

[0008] 所述废料粉煤灰漂珠的粒径范围控制为80～120目、120～160目、160～200目。

[0009] 所述废料粉煤灰漂珠的粒径为80～120目范围内时，制得产品的体积密度3
0.42～0.77g/cm、抗压强度为1.52～19.8MPa、导热性为0.08～0.22。

[0010] 所述废料粉煤灰漂珠的粒径为120～160目范围内时，制得产品的体积密度3
0.38～1.04g/cm、抗压强度为1.5～39.5MPa、导热性为0.07～0.26。

[0011] 所述废料粉煤灰漂珠的粒径为160～200目范围内时，制得产品的体积密度3
0.47～0.72g/cm、抗压强度为4.9～18.5MPa、导热性为0.11～0.2。

[0012] 通过XRD、SEM及其它测试手段研究分析表明：本发明制备的隔热材料结构中有较多的石英、莫来石（粉煤灰漂珠引入和反应生成）主晶相，材料内部漂珠与漂珠间的结合程度也较好，这都是导致隔热材料轻质且高强的主要因素。

[0013] 本发明采用工业废料粉煤灰漂珠和常见的矿物为原料，其来源广泛，成本低廉，不仅可以减少环境污染、降低生产成本、降低资源浪费，并且制备的隔热材料具有质量轻、强度高、保温隔热性能优良的优点，因此可广泛应用于各类隔热产品中。

附图说明

[0014] 图1是实施例5的样品在1250℃下的表面SEM图谱；

[0015] 图2是实施例6的样品在1300℃下的表面SEM图谱；

[0016] 图3是实施例6样品在1300℃下的XRD图；

[0017] 图4是现有技术中高铝质隔热砖和漂珠砖的性能参数。

具体实施方式

[0018] 实施例1：

[0019] 按下述原料配方的重量百分比组成，将原料混合配料、干混、湿混、陈腐、挤压成型、干燥、烧成后获得制品，其中烧结温度为：1200℃，保温30min；

[0020] 隔热材料配方为：（80～120目）粉煤灰漂珠95wt%、膨润土5wt%、镁质粘土（外加）5 wt%、PVA （外加）4 wt%；

[0021] 隔热材料制品的性能参数：体积密度0.42g/cm3、抗压强度为1.52MPa、导热性为0.08。

[0022] 实施例2：

[0023] 按下述原料配方的重量百分比组成，将原料混合配料、干混、湿混、陈腐、挤压成型、干燥、烧成后获得制品，其中烧结温度为：1250℃，保温30min；

[0024] 隔热材料配方为：（120～160目）粉煤灰漂珠95wt%、膨润土5wt%、镁质粘土（外加）3 wt%、PVA （外加）4 wt%；

[0025] 隔热材料制品的性能参数：体积密度0.48g/cm3、抗压强度为3.17MPa、导热性为0.09。

[0026] 实施例3：

[0027] 按下述原料配方的重量百分比组成，将原料混合配料、干混、湿混、陈腐、挤压成型、干燥、烧成后获得制品，其中烧结温度为：1250℃，保温30min；

[0028] 隔热材料配方为：（160～200目）粉煤灰漂珠90wt%、膨润土10wt%、镁质粘土（外加）5 wt%、PVA （外加）3 wt%；

[0029] 隔热材料制品的性能参数：体积密度0.54g/cm3、抗压强度为6.1MPa、导热性为0.13。

[0030] 实施例4：

[0031] 按下述原料配方的重量百分比组成，将原料混合配料、干混、湿混、陈腐、挤压成型、干燥、烧成后获得制品，其中烧结温度为：1250℃，保温30min；

[0032] 隔热材料配方为：（80～120目）粉煤灰漂珠80wt%、膨润土20wt%、镁质粘土（外加）2wt%、PVA （外加）1wt%；

[0033] 隔热材料制品的性能参数：体积密度0.65g/cm3、抗压强度为14.8MPa、导热性为0.2。

[0034] 实施例5：

[0035] 按下述原料配方的重量百分比组成，将原料混合配料、干混、湿混、陈腐、挤压成型、干燥、烧成后获得制品，其中烧结温度为：1300℃，保温30min；

[0036] 隔热材料配方为：（120～160目）粉煤灰漂珠80wt%、膨润土20wt%、镁质粘土（外加）5 wt%、PVA （外加）1wt%；

[0037] 隔热材料制品的性能参数：体积密度1.04g/cm3、抗压强度为39.5MPa、导热性为0.26。

[0038] 实施例6：

[0039] 按下述原料配方的重量百分比组成，将原料混合配料、干混、湿混、陈腐、挤压成型、干燥、烧成后获得制品，其中烧结温度为：1250℃，保温30min；

[0040] 隔热材料配方为：（160～200目）粉煤灰漂珠85wt%、膨润土15wt%、镁质粘土（外加）1wt%、PVA （外加）2wt%；

[0041] 隔热材料制品的性能参数：体积密度0.6g/cm3、抗压强度为10.5MPa、导热性为0.16。