CN103011876B - 一种保温隔热泡沫陶瓷板及其制备方法 - Google Patents

一种保温隔热泡沫陶瓷板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种保温隔热泡沫陶瓷板及其制备方法，其中，按质量百分比计，所述保温隔热泡沫陶瓷板的原料为60~80%固体废渣、10~25%高岭土、10~20%黑坭以及1~3%增塑剂，所述固体废渣包括陶瓷抛光废渣、钢渣及铝渣中的一种或几种组合；所述陶瓷抛光废渣，按质量百分比计，包括65~75%SiO2、15~25%Al2O3、2~4%CaO、1~3%MgO、1~3%K2O以及2~4%Na2O；所述钢渣，按质量百分比计，包括10~20%SiO2、1~5%Al2O3、30~40%CaO、5~10%MgO、0.2%K2O以及0.1%Na2O；所述铝渣，按质量百分比计，包括0.5%SiO2、55~65%Al2O3、2%CaO、1%MgO、0.05%K2O以及2.5%Na2O。本发明制备得到的保温隔热泡沫陶瓷板具有建筑节能、保温隔热、耐火防潮、抗酸碱腐蚀、使用寿命长等优点。

Description

一种保温隔热泡沫陶瓷板及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温隔热材料领域，尤其涉及一种保温隔热泡沫陶瓷板及其制备方法。
背景技术
在工业、建筑、交通和生活四大节能产业中，建筑节能被视为热度最高的领域，是减轻环境污染、改善城市环境质量的一项最直接、最廉价的措施，作为建筑节能的重要组成部分，保温材料市场也迅速升温，需求规模空前。
现有技术中的保温材料主要有以下几种：有机保温材料、无机保温材料、复合保温材料，但这些保温材料都存在不足之处：有机保温材料，例如聚苯乙烯塑料板，这些材料普遍存在易燃、有毒、物理化学稳定性低、容易老化、使用寿命短等缺点，同时还存在不便于施工、与无机墙界面不匹配，易发生收缩变形和空鼓等问题；无机保温材料，例如棉板、矿棉板、玻璃棉毡、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、发泡水泥等，这些材料存在吸湿性差、易渗水和开裂、微孔结构在外力作用下易发生变形或被破坏，抗侵蚀能力弱等缺点；复合保温材料例如复合硅酸盐保温板、复合硅酸镁保温板，制造工艺复杂、制造成本高。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种保温隔热泡沫陶瓷板及其制备方法，旨在解决现有技术中泡沫陶瓷产品工艺技术复杂、生产流程不易控制、成本过高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种保温隔热泡沫陶瓷板，其中，按质量百分比计，所述保温隔热泡沫陶瓷板的原料为60~80%固体废渣、10~25%高岭土、10~20%黑坭以及1~3%增塑剂，所述固体废渣包括陶瓷抛光废渣和钢渣的混合物、或者陶瓷抛光废渣和铝渣中的混合物；
所述陶瓷抛光废渣，按质量百分比计，包括65~75%SiO2、15~25%Al2O3、2~4%CaO、1~3%MgO、1~3%K2O以及2~4%Na2O；
所述钢渣，按质量百分比计，包括10~20%SiO2、1~5%Al2O3、30~40%CaO、5~10%MgO、0.2%K2O以及0.1%Na2O；
所述铝渣，按质量百分比计，包括0.5%SiO2、55~65%Al2O3、2%CaO、1%MgO、0.05%K2O以及2.5%Na2O。
所述保温隔热泡沫陶瓷板，其中，所述黑坭，按质量百分比计，包括: 60~70%SiO2、22~27%Al2O3、0.2%CaO、0.2%MgO、0.5~1.5%K2O以及0.2~0.5%Na2O。
所述保温隔热泡沫陶瓷板，其中，所述增塑剂包括羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮以及阿拉伯树胶中的一种或几种组合。
一种所述保温隔热泡沫陶瓷板的制备方法，其中，包括步骤：
S1、将配方比的固体废渣、高岭土、黑坭以及增塑剂混合制成混合物，并采用湿法球磨将混合物制得浆料；
S2、将浆料过筛除铁，将过筛除铁后的浆料进行喷雾干燥；
S3、将喷雾干燥后得到的粉料进入料仓陈腐；
S4、将陈腐后的粉料输送至压机成型得到砖坯，并将成型好的砖坯干燥以及烧成；
S5、将烧成后的砖坯切割成所需的尺寸制得所述保温隔热泡沫陶瓷板。
所述制备方法，其中，所述步骤S1中制得的浆料粒度为250目筛余0.8~1.2%。
所述制备方法，其中，所述步骤S4中干燥的条件为：在150℃下干燥45~60分钟。
所述制备方法，其中，所述步骤S4中烧成的条件为: 在1110-1200℃下烧成2~3小时。
有益效果：本发明提供的保温隔热泡沫陶瓷板的制备方法制备得到的保温隔热泡沫陶瓷板具有建筑节能、保温隔热、耐火防潮、抗酸碱腐蚀、使用寿命长等优点。本发明采用陶瓷抛光废渣、钢渣、铝渣等多种固体废渣为原料，降低了生产成本，工艺可控，具有实际应用及生产意义，与目前现有的泡沫陶瓷制备工艺相比，本发明成本更低、生产效率更高，日产量可达到270~300m3。
具体实施方式
本发明提供一种保温隔热泡沫陶瓷板及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的保温隔热泡沫陶瓷板的原料主要为固体废渣，所述固体废渣，包括陶瓷抛光废渣、钢渣及铝渣中的一种或几种组合，当所述固体废渣为陶瓷抛光废渣、钢渣以及铝渣三种时，按质量百分比计，所述固体废渣包括60~80%陶瓷抛光废渣、10~20%钢渣及10~20%铝渣。其中的陶瓷抛光废渣、钢渣以及铝渣都是生产过程产生的固体废渣，所以采用这些固体废渣为原料重新制备保温材料，将大大降低生产成本，而且由于这些固体废渣中的成分相对稳定，各种组分能够相互配合，提高生产的保温材料的隔热保温性能，提高了产品质量。
下面对本发明中的各组分进行详细说明。
本发明中的陶瓷抛光废渣是玻化砖产品抛光后产生的废水经过沉淀以及压出后形成的废渣，本发明中的陶瓷抛光废渣，按质量百分比计，包括：65~75%SiO2、15~25%Al2O3、2~4%CaO、1~3%MgO、1~3%K2O以及2~4%Na2O，其中，陶瓷抛光废渣的烧失量为1.5~3%，在陶瓷抛光废渣中，还包括一定量的SiC，SiC材料在后面的高温烧成过程中能够起到发泡剂的作用。
所述钢渣是采用钢渣尾泥，按质量百分比计，包括：10~20%SiO2、1~5%Al2O3、30~40%CaO、5~10%MgO、0.2%K2O以及0.1%Na2O，钢渣的主要成分是CaO，钢渣的烧失量为2.5~3.5%。
本发明中的铝渣，按质量百分比计，包括：0.5%SiO2、55~65%Al2O3、2%CaO、1%MgO、0.05%K2O以及2.5%Na2O，铝渣的主要成分是Al2O3，铝渣的烧失量为10~12%。
此外，在本发明的保温隔热泡沫陶瓷板中，还包括高岭土、黑坭以及增塑剂等其他原料；其中，按质量百分比计，所述高岭土占原料总配比的10~25%，黑坭占原料总配比的10~20%，所述增塑剂占原料总配比的1~3%，这样，保温隔热泡沫陶瓷板中的原料为：60~80%固体废渣、10~25%高岭土、10~20%黑坭以及1~3%增塑剂。在制备时需将这些组分进行混合，然后通过湿法球磨成浆料。本发明的保温隔热泡沫陶瓷板的制备方法在后文会进行详细说明。
其中，本发明中的黑坭，按质量百分比计包括：60~70%SiO2、22~27%Al2O3、0.2%CaO、0.2%MgO、0.5~1.5%K2O以及0.2~0.5%Na2O，烧失量为10~12%。
高岭土的含量对于制备保温隔热泡沫陶瓷板过程中的可塑性、粘度、成型性能及烧成性能均有很大影响，本发明优选添加质量百分比为10~25%的高岭土，能够提高可塑性、干燥性能及烧成性能。
本发明中的增塑剂优选为羟甲基纤维素（CMC）、聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、阿拉伯树胶中的一种或几种。
本发明提供的保温隔热泡沫陶瓷板的制备方法，包括步骤：
a、按质量百分比计，将配方比（即前述的原料配比）的固体废渣、高岭土、黑坭以及增塑剂进行混合制成混合物，并采用湿法球磨将混合物处理为粒度为250目筛余0.8~1.2%的浆料；此步骤中，还优选添加高岭土、黑坭以及增塑剂一起混合，以提高保温隔热泡沫陶瓷板的可塑性、干燥性能及烧成性能。
b、将步骤a中制得的浆料过筛除铁；
c、将过筛除铁后的浆料进行喷雾干燥，喷雾干燥获得的粉料颗粒级配为：30目以上2.5~5.0%、30目~80目＞80%、100目以下＜3%；
d、将喷雾干燥后的粉料放入料仓中常温下陈腐，陈腐后的粉料水分含量为6.5~7.5%，陈腐时间优选为48小时；
e、将陈腐好的粉料输送到压机成型制成砖坯，成型尺寸为580×580mm，厚度为15±2mm；
f、将成型好的砖坯进行干燥，干燥时间45~60分钟；
g、将干燥后的砖坯输送到辊道窑烧成，烧成温度为1110~1200℃，烧成时间2~3小时；
h、烧成后的砖坯进行切割制成所需的保温隔热泡沫陶瓷板，切割后的尺寸为600×600mm，厚度20~25mm。
下面以具体的实施例来对本发明进行具体说明。
实施例1：
按质量百分比计，将75%的陶瓷抛光废渣、12%的高岭土、10%的黑坭、以及3%的增塑剂一起混合，湿法球磨至浆料粒度为250目筛余0.8~1.2%；将球磨好的浆料过筛除铁；浆料进行喷雾干燥，颗粒级配为：30目以上2.5~5.0%、30目~80目＞80%、100目以下＜3%，喷雾干燥后的粉料进入料仓常温下陈腐48小时，陈腐后水份为6.5~7.5%，陈腐好的粉料输送到压机成型，成型尺寸为580×580mm，厚度为15±2mm；压制好的砖坯进入150℃干燥窑干燥45分钟，干燥好的砖坯进入辊道窑烧成，烧成温度为1160℃，烧成时间2小时。烧成后的砖坯进行切割，切割后的尺寸为600×600mm，厚度20~25mm。最后制得的保温隔热泡沫陶瓷板导热系数为0.08~0.12W/(m·K)，保温隔热节能效果显著。
实施例2：
按质量百分比计，将60%的陶瓷抛光废渣、10%的钢渣、16%的高岭土、13%的黑坭、以及1%的增塑剂一起混合，湿法球磨至浆料粒度为250目筛余0.8~1.2%。将球磨好的浆料过筛除铁。浆料进行喷雾干燥，颗粒级配为：30目以上2.5~5.0%、30目~80目＞80%、100目以下＜3%，喷雾干燥后的粉料进入料仓常温下陈腐48小时，陈腐后水份为6.5~7.5%，陈腐好的粉料输送到压机成型，成型尺寸为580×580mm，厚度为15±2mm。压制好的砖坯进入150℃干燥窑干燥60分钟，干燥好的砖坯进入辊道窑烧成，烧成温度为1115℃，烧成时间2小时；烧成后的砖坯进行切割，切割后的尺寸为600×600mm，厚度20-25mm。最后制得的保温隔热泡沫陶瓷板导热系数为0.08~0.12W/(m·K)，保温隔热节能效果显著。
实施例3：
按质量百分比计，将58%的陶瓷抛光废渣、10%的钢渣、10%的铝渣、10%的高岭土、10%的黑坭、以及2%的增塑剂一起混合，湿法球磨至浆料粒度为250目筛余0.8~1.2%；将球磨好的浆料过筛除铁；浆料进行喷雾干燥，颗粒级配为：30目以上2.5~5.0%、30目~80目＞80%、100目以下＜3%，喷雾干燥后的粉料进入料仓常温下陈腐48小时，陈腐后粉料水份为6.5~7.5%，陈腐好的粉料输送到压机成型，成型尺寸为580×580mm，厚度为15±2mm；压制好的砖坯进入150℃干燥窑干燥50分钟，干燥好的砖坯进入辊道窑烧成，烧成温度为1190℃，烧成时间2.5小时；烧成后的砖进行切割，切割后的尺寸为600×600mm，厚度20~25mm；最后制得的建筑节能型保温隔热泡沫陶瓷板导热系数为0.08~0.12W/(m·K)，保温隔热节能效果显著。
本发明提供的保温隔热泡沫陶瓷板的制备方法制备得到的保温隔热泡沫陶瓷板具有建筑节能、保温隔热、耐火防潮、抗酸碱腐蚀、使用寿命长等优点。
本发明采用陶瓷抛光废渣、钢渣、铝渣等多种固体废渣为原料，降低了生产成本，工艺可控，具有实际应用及生产意义，与目前现有的泡沫陶瓷制备工艺相比，本发明成本更低、生产效率更高，日产量可达到270-300m3。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种保温隔热泡沫陶瓷板，其特征在于，按质量百分比计，所述保温隔热泡沫陶瓷板的原料为60~80%固体废渣、10~25%高岭土、10~20%黑坭以及1~3%增塑剂，所述固体废渣包括陶瓷抛光废渣和钢渣的混合物、或者陶瓷抛光废渣和铝渣的混合物；所述陶瓷抛光废渣是玻化砖产品抛光后产生的废水经过沉淀以及压出后形成的废渣；
所述陶瓷抛光废渣，按质量百分比计，包括65~75%SiO2、15~25%Al2O3、2~4%CaO、1~3%MgO、1~3%K2O以及2~4%Na2O；
所述钢渣，按质量百分比计，包括10~20%SiO2、1~5%Al2O3、30~40%CaO、5~10%MgO、0.2%K2O以及0.1%Na2O；
所述铝渣，按质量百分比计，包括0.5%SiO2、55~65%Al2O3、2%CaO、1%MgO、0.05%K2O以及2.5%Na2O；
所述黑坭，按质量百分比计，包括: 60~70%SiO2、22~27%Al2O3、0.2%CaO、0.2%MgO、0.5~1.5%K2O以及0.2~0.5%Na2O；
所述增塑剂包括羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮以及阿拉伯树胶中的一种或几种组合。
2.一种如权利要求1所述保温隔热泡沫陶瓷板的制备方法，其特征在于，包括步骤：
S1、将配方比的固体废渣、高岭土、黑坭以及增塑剂混合制成混合物，并采用湿法球磨将混合物制得浆料；
S2、将浆料过筛除铁，将过筛除铁后的浆料进行喷雾干燥；
S3、将喷雾干燥后得到的粉料进入料仓陈腐；
S4、将陈腐后的粉料输送至压机成型得到砖坯，并将成型好的砖坯干燥以及烧成；
S5、将烧成后的砖坯切割成所需的尺寸制得所述保温隔热泡沫陶瓷板。
3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤S1中制得的浆料粒度为250目筛余0.8~1.2%。
4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤S4中干燥的条件为：在150℃下干燥45~60分钟。
5.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤S4中烧成的条件为: 在1110-1200℃下烧成2~3小时。
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