CN101607813B - 电气石红外辐射地聚物材料及其制备方法 - Google Patents

电气石红外辐射地聚物材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101607813B
CN101607813B CN2009100632072A CN200910063207A CN101607813B CN 101607813 B CN101607813 B CN 101607813B CN 2009100632072 A CN2009100632072 A CN 2009100632072A CN 200910063207 A CN200910063207 A CN 200910063207A CN 101607813 B CN101607813 B CN 101607813B
Authority
CN
China
Prior art keywords
infra
brazinan
chrysolite
red radiation
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009100632072A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101607813A (zh
Inventor
李珍
陈文�
周静
金成国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Geosciences
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
China University of Geosciences
Wuhan University of Technology WUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Geosciences, Wuhan University of Technology WUT filed Critical China University of Geosciences
Priority to CN2009100632072A priority Critical patent/CN101607813B/zh
Publication of CN101607813A publication Critical patent/CN101607813A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101607813B publication Critical patent/CN101607813B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

本发明涉及一种红外辐射材料及其制备方法，特别是利用电气石制得的红外辐射地聚物材料及其制备方法。电气石红外辐射地聚物材料通过以下方法制备：(1)配制模数为1-3.5的水玻璃溶液；(2)混合电气石粉与水玻璃溶液，搅拌2-50h；(3)将搅拌后的混合物以模具成型，干燥；(4)2-30h后，拆除模具；(5)将成型的混合物进行养护，得到电气石红外辐射地聚物材料。本发明的有益效果是：(1)以水玻璃为激发剂，使电气石粉体颗粒被硅氧化合物包覆交联，形成地聚物，具有良好的机械性能；(2)制备的红外辐射地聚物材料红外发射率优于纯电气石粉体；(3)采用不同的模具，可以得到不同形状的电气石红外辐射地聚物材料，适用性强。

Description

电气石红外辐射地聚物材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种红外辐射材料及其制备方法，特别是利用电气石制得的红外辐射地聚物材料及其制备方法。
背景技术
红外辐射材料是指在红外波段具有高发射率或特征发射率的无机材料，主要应用于锅炉的加热，烤漆，木材、食品的加热和干燥等，也可以应用于运动训练康复、燃油炉灶节能、室内空气净化以及人体保健方面。利用红外辐射材料对燃油进行红外辐射处理，可以使燃油的粘度和表面张力降低，利于雾化和充分燃烧。
电气石是一种以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物，其通式一般表示为XY3Z6Si6O18(BO3)3W4，式中：X＝Ca2+，Na+，K+，□(空位)；Y＝Li+，Mg2+，Fe2+，Mn2+，Al，Cr3+，V3+，Fe3+；Z＝Mg2+，Al3+，Fe3+，V3+，Cr3+；W＝OH-，F-，O-。电气石是一种具有电磁场的天然矿物体，具有压电性和热释电性。由于自发极化效应，晶体两端产生电势差即电压，释放远红外辐射，其远红外线发射力将近100％，数值较其他矿物高，因此电气石在红外材料的制备中处于重要的地位。地聚物即地质聚合物，是碱激活胶凝材料中最具前途的无机聚合物材料。地聚物的形成原理为：由具有一定活性的含铝硅酸盐与碱进行化学反应，使铝硅酸盐网络中的硅(铝)氧键断裂，逐渐聚合形成硅铝网络结构的聚合体，其成型体的强度不断增加。由于其特殊的无机缩聚三维氧化物网络结构使得地聚物材料在众多方面具有比高分子材料、水泥、陶瓷和金属更高的高温性能和机械性能。
因此，利用电气石制备红外辐射地聚物材料，既不影响电气石红外辐射性能，又可提高电气石类红外辐射材料的机械性能，同时可以控制电气石红外辐射材料形状。
发明内容
本发明的目的是针对上述研究现状，以水玻璃为激发剂，提供一种电气石红外辐射地聚物材料及其制备方法。
实现本发明目的采用的技术方案是：一种电气石红外辐射地聚物材料，其全波段红外发射率为0.89-0.93，肖氏硬度为42-60，微观形貌显示电气石粉体颗粒被硅氧化合物所包覆并交联在一起。电气石红外辐射地聚物材料通过以下方法制备：
1、配制模数为1-3.5的水玻璃溶液；
2、按电气石粉与水玻璃物料比为15g/20mL～20g/10mL混合，搅拌2-50h；
3、搅拌后的混合物以模具成型，干燥；
4、2-30h后，拆除模具；
5、将成型的混合物进行养护；
6、养护完毕后，得到电气石红外辐射地聚物材料。
上述第(1)步模数为1-3.5的水玻璃溶液由NaOH与高模数水玻璃混合配制而成；第(2)步采用磁力搅拌器或电动搅拌器搅拌，搅拌速度为100-600r/min；第(3)步干燥在室温25℃下进行；第(5)步的养护条件为：温度为25-50℃，湿度为50-90％，时间为10-50天。
分析认为：电气石粉体表面在激发剂的作用下，发生Si-O和Al-O共价键的断裂，在水溶液中生成硅酸和氢氧化铝的混合溶胶，溶胶颗粒之间部分脱水缩合生成正铝硅酸。Na+被吸附在分子骨架中的Al周围，以平衡Al3+(四配位)所带的负电荷，然后，正铝硅酸分子上的羟基在碱性溶液中或干燥条件下极不稳定，相互吸引形成氢键，进一步脱水缩合形成聚铝硅氧大分子链，将电气石粉体交联在一起，从而具有良好的机械性能。
本发明的有益效果是：
(1)利用水玻璃为激发剂，使电气石粉体颗粒被硅氧化合物所包覆交联，形成地聚物，具有良好的机械性能；
(2)制备的电气石红外辐射地聚物材料红外发射率优于纯电气石粉体；
(3)采用不同的模具，可以得到不同形状的电气石红外辐射地聚物材料，适用性强。
附图说明
图1为实施例1的电气石红外辐射地聚物材料SEM图
图2为实施例2的电气石红外辐射地聚物材料SEM图
图3为实施例3的电气石红外辐射地聚物材料SEM图
具体实施方式
本发明实施例采用新疆电气石粉，模数为1-3.5的水玻璃为原料，按电气石粉与水玻璃物料比为15g/20mL～20g/10mL混合，搅拌2-50h混合均匀，以模具成型，室温25℃下干燥2-30h后，拆除模具，在温度为25-50℃，湿度为50-90％条件下，养护10-50天，得到电气石红外辐射地聚物材料。
下述实施例是在本发明所述制备条件范围内的较佳实施例而已，当然不能以此限定本发明制备条件范围。
实施例1
将100目新疆电气石粉15g与模数为3.2的水玻璃20mL混合，用磁力搅拌器以300r/min搅拌均匀混合24h，以模具成型，室温25℃下干燥15h，在温度为35℃，湿度为50-65％条件下养护25天，即得到电气石红外辐射地聚物材料。
利用IREII型红外辐射测试仪(中科院上海技术物理研究所研制)测试制备的红外辐射材料的红外辐射率，将样品粉末以乙醇分散，均匀涂敷在圆形铜片上，测试温度60℃，精确温度控制到±0.1℃。测得其全波段红外发射率F1为0.93，高于纯电气石粉的全波段红外发射率(0.88)，制备的红外辐射材料的F2、F3、F4、F5、F6、F7和F8值也高于纯电气石粉的。
利用HS-19A型肖氏硬度计(山东莱州市试验机厂)测试制备的红外辐射材料的肖氏硬度，测得其肖氏硬度为60，同比测得釉面陶瓷对比样的肖氏硬度为85，大理石对比样的肖氏硬度为44。
利用Quanta200型扫描电镜(FEI有限公司)对制备的红外辐射材料新鲜截断面进行表征(图1)，发现电气石颗粒间堆积紧密，但颗粒尺寸不均一，电气石颗粒被硅氧化物所包覆，大颗粒电气石相互连接，构成一个整体骨架，小颗粒电气石与硅氧化物相混，填充间隙，使整体交联在一起。
采用模数为1及3.5的水玻璃，其他条件相同制得的电气石红外辐射地聚物材料，测得的红外辐射率、肖氏硬度及断面的形貌具有相同的结果。
实施例2
100目新疆电气石粉为20g，模数为3.2水玻璃为10mL，并加入10mLH2O，其它条件同实施例1制得电气石红外辐射地聚物材料。测得全波段红外发射率F1为0.90，肖氏硬度为42，SEM图显示其新鲜截断面的形貌与实施例1的相似。
实施例3
100目新疆电气石粉为20g，模数为3.2水玻璃为10mL，其它条件同实施例1制得电气石红外辐射地聚物材料。测得全波段红外发射率F1为0.89，肖氏硬度为55，SEM图显示其新鲜截断面的形貌与实施例1的相似。
表1电气石粉及各实施例的红外发射率
Figure G2009100632072D00031
注：F1--全波段积分发射率，F2--8.00μm前截止，F3--8.55μm(中心波长带宽1μm，以下同)，F4--9.55μm，F5--11.5μm，F6--12.00μm，F7--13.5μm，F8--14.00μm。

Claims (4)

1.一种电气石红外辐射地聚物材料，其特征在于，该材料全波段红外发射率为0.89-0.93，肖氏硬度为42-60，微观形貌显示电气石粉体颗粒被硅氧化合物所包覆并交联在一起，该材料采用如下方法步骤制得：
1)配制模数为1-3.5的水玻璃溶液；
2)按电气石粉与水玻璃物料比为15g/mL～20g/mL混合，搅拌2-50h；
3)将搅拌后的混合物以模具成型，在室温25℃下进行干燥；
4)2-30h后，拆除模具；
5)将成型的混合物进行养护，养护条件为：温度为25-50℃，湿度为50-90％，时间为10-50天；
6)养护完毕后，得到电气石红外辐射地聚物材料。
2.一种电气石红外辐射地聚物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)配制模数为1-3.5的水玻璃溶液；
2)按电气石粉与水玻璃物料比为15g/mL～20g/mL混合，搅拌2-50h；
3)将搅拌后的混合物以模具成型，在室温25℃下进行干燥；
4)2-30h后，拆除模具；
5)将成型的混合物进行养护，所述的养护条件为：温度为25-50℃，湿度为50-90％，时间为10-50天；
6)养护完毕后，得到电气石红外辐射地聚物材料，该材料全波段红外发射率为0.89-0.93，肖氏硬度为42-60，微观形貌显示电气石粉体颗粒被硅氧化合物所包覆并交联在一起。
3.根据权利要求2所述的电气石红外辐射地聚物材料的制备方法，其特征在于，所述的模数为1-3.5的水玻璃溶液由NaOH与高模数水玻璃混合配制而成。
4.根据权利要求2所述的电气石红外辐射地聚物材料的制备方法，其特征在于，所述的第(2)步采用磁力搅拌器或电动搅拌器搅拌，搅拌速度为100-600r/min。
CN2009100632072A 2009-07-17 2009-07-17 电气石红外辐射地聚物材料及其制备方法 Expired - Fee Related CN101607813B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100632072A CN101607813B (zh) 2009-07-17 2009-07-17 电气石红外辐射地聚物材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100632072A CN101607813B (zh) 2009-07-17 2009-07-17 电气石红外辐射地聚物材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101607813A CN101607813A (zh) 2009-12-23
CN101607813B true CN101607813B (zh) 2012-06-20

Family

ID=41481740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100632072A Expired - Fee Related CN101607813B (zh) 2009-07-17 2009-07-17 电气石红外辐射地聚物材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101607813B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101973768A (zh) * 2010-09-02 2011-02-16 北京恩吉节能科技有限公司 一种热辐射材料及其应用热辐射材料的耐火材料
CN103073205B (zh) * 2013-02-04 2014-07-16 连云港金红矿业有限公司 一种绿辉石地质聚合物材料的制备方法
CN109704688A (zh) * 2019-03-08 2019-05-03 上海雨巢新型建材有限公司 一种节能减耗的节油组合物及制备方法
CN110190770A (zh) * 2019-06-03 2019-08-30 东北大学 一种强化电气石辐射的磁脉冲预处理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1667053A (zh) * 2004-03-09 2005-09-14 于天诗 超细电气石微粉的表面包覆方法
CN101274176A (zh) * 2007-12-19 2008-10-01 华南理工大学 电气石功能陶瓷滤芯的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1667053A (zh) * 2004-03-09 2005-09-14 于天诗 超细电气石微粉的表面包覆方法
CN101274176A (zh) * 2007-12-19 2008-10-01 华南理工大学 电气石功能陶瓷滤芯的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101607813A (zh) 2009-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110204244B (zh) 一种氧化石墨烯-teos/硅烷复合纳米材料的制备方法和应用
CN110054864B (zh) 一种高导热复合填料及其聚合物基复合材料的制备方法
Huang et al. Facile construction of the aerogel/geopolymer composite with ultra-low thermal conductivity and high mechanical performance
CN101607813B (zh) 电气石红外辐射地聚物材料及其制备方法
CN101468906B (zh) 一种富含SiO2纳米复合无机阻燃绝热保温板及其制备工艺
CN110922111A (zh) 一种铜渣-粉煤灰地质聚合物及其制备方法和应用
US20110290153A1 (en) Environment friendly composite construction materials
CN112142058B (zh) 一种自燃烧法制备二氧化硅气凝胶材料的方法
Wang et al. Fabrication and properties of thermal insulating material using hollow glass microspheres bonded by aluminum–chrome–phosphate and tetraethyl orthosilicate
CN112300602A (zh) 一种无机填料的改性方法
CN108097866B (zh) 一种提高无机粘结剂砂强度的方法
WO2022148465A1 (zh) 气凝胶涂料及其制备方法和气凝胶涂层及其制备方法
JP2018530506A (ja) 熱伝導率の低いシリカ成形体
WO2005012203A2 (en) Method for preparing materials containing binder systems derived from amorphous silica and bases
Wang et al. Thermal properties of metakaolin-based geopolymer modified by the silane coupling agent
CN107778006A (zh) 耐高温SiC‑二氧化锆陶瓷气凝胶隔热复合材料及其制备方法和应用
CN107879743A (zh) 一种超高温陶瓷的低温烧结方法
CN105368096B (zh) 一种煤系高岭土制备纳米级涂料专用活化粉的方法
CN105199384B (zh) 透明型阻燃苯并噁嗪纳米复合材料及其制备方法
CN112299745B (zh) 一种缓释型混凝土养护剂及其制备方法和应用
CN110342838B (zh) 一种高导热水泥熟料及其水泥制品的制备方法和应用
CN117263542A (zh) 一种掺有壳聚糖磷酸酯@纳米二氧化硅的氯氧化镁水泥及其制备方法
Du et al. Effects of characteristics of fly ash on the properties of geopolymer
CN113526928B (zh) 一种绿色环保型轻骨料混凝土及其制备工艺
CN109879638A (zh) 一种用于制造人造石的废石粉混合料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120620

Termination date: 20130717