CN103524143B - 发泡玄武岩保温材料的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于保温材料领域；公开了发泡玄武岩保温材料及其制作方法。本发明要解决现有保温材料的耐候性、耐久性差和泡沫玻璃柔性差的技术问题，发泡玄武岩保温材料是以含45%～52%（质量）SiO2的玄武岩矿石为原料，以氢化钛粉末为发泡剂，发泡制成的。发泡玄武岩保温材料的制作方法是按下述步骤进行的：将含45%～52%（质量）SiO2的玄武岩矿石粉碎至粒径800目以下，然后加热至融化后保温10～15分钟，以25～30℃/min速度降温至620～680℃，然后注入装有氢化钛粉末的模具中，继续以25～30℃/min速度降温至室温，即为发泡玄武岩保温材料。本发明产品保温效果好，密度小；具有高耐候性、高耐久性、高电绝缘性及较高的隔音性等诸多特点，其脆性系数减小，柔性好。此产品可作为一般保温材料使用，也可应用在特殊的工作环境，例如高温、高湿度环境。

Description

发泡玄武岩保温材料的制作方法
技术领域
本发明属于保温材料领域；具体涉及发泡玄武岩保温材料的制作方法。
背景技术
目前常用的保温材料主要有两大类：第一类是膨胀珍珠岩和保温砂浆类的无机保温材料，第二类是以EPS为代表的有机发泡保温板。其中第一类的无机保温材料容易吸水，洗水后保温性能严重下降；第二类的有机发泡保温板虽然不易吸水，但在高温、日晒等工作环境下易老化，长期保温性能会严重下降。对于一些特殊的工作环境，例如高温、高湿度环境，必须应用一种高耐候性、高耐久性的保温材料。目前这样的保温材料除了泡沫玻璃外还没有其他品种，但泡沫玻璃是脆性材料，柔性差而且难以加工，对于管道等非平面物体的保温还有一定的局限性。
综上，现有保温材料的耐候性、耐久性差和泡沫玻璃柔性差的缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有保温材料的耐候性、耐久性差和泡沫玻璃柔性差的缺点，而提供一种以玄武岩为原料，以氢化钛为发泡剂，保温效果好、高耐候性、高耐久性、可塑性好、电绝缘性能好、隔音效果好的保温材料的制作方法。
发泡玄武岩保温材料是以含45%～52%（质量）SiO2的玄武岩矿石为原料，以氢化钛粉末为发泡剂，在620～680℃条件下发泡制成的；发泡玄武岩保温材料的制作方法是按下述步骤进行的：将含45%～52%（质量）SiO2的玄武岩矿石粉碎至粒径800目以下，然后加热（在1500～1600℃温度下融化）至融化后保温10～15分钟，以25～30℃/min速度降温至620～680℃，然后注入装有氢化钛粉末的模具中，继续以25～30℃/min速度降温至室温，即为发泡玄武岩保温材料。
所述氢化钛粉末与玄武岩矿石的质量比为（0.02～0.04）：1，优选：氢化钛粉末与玄武岩矿石的质量比为（0.03～0.033）：1。
所述的氢化钛粉末在620～680℃附近分解，前10分钟分解激烈，之后10～20分钟内分解速度变得缓慢和稳定，形成大量的细微闭孔气泡结构，孔径从纳米级到微米级不等，孔隙率在70%～95%之间，泡孔分布均匀，得到产品的保温效果好，密度小；具有高耐候性、高耐久性、高电绝缘性及较高的隔音性等诸多特点，其脆性系数减小，柔性好。此产品可作为一般保温材料使用，也可应用在特殊的工作环境，例如高温、高湿度环境。
本发明的方法简单，容易操作，制得的发泡玄武岩保温材料的干体积密度：180～240kg/m3，抗压强度：0.6～25.0MPa，抗折强度：0.55～1.15MPa，导热系数（35℃）≤0.06W/(m·K)，吸音能力：0.09%～0.19%，孔隙率：70%～95%，体积吸水率：0.1%～0.2%，脆性系数＜0.01，最高使用温度：590℃，最低使用温度：-245℃。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式中发泡玄武岩保温材料以含45%～52%（质量）SiO2的玄武岩矿石为原料，以氢化钛粉末为发泡剂，在620～680℃条件下发泡制成的；具体是按下述步骤进行的：将含45%～52%（质量）SiO2的玄武岩矿石粉碎至粒径800目以下，然后加热至融化后保温10～15分钟，以25～30℃/min速度降温至620～680℃，然后注入装有氢化钛粉末的模具中，，继续以25～30℃/min速度降温至室温，即为发泡玄武岩保温材料。
本实施方式的发泡玄武岩保温材料具有大量的细微闭孔气泡结构，孔径从纳米级到微米级不等，泡孔分布均匀，其主要的技术指标见表1。
表1：本实施方式发泡玄武岩保温材料的主要技术指标：
物理性能 单位
干体积密度 kg/m3 180～240
抗压强度 MPa 0.6～25.0
抗折强度 MPa 0.55～1.15
导热系数（35℃） W/(m·K) ≤0.06
吸音能力 % 0.09%～0.19%
孔隙率 % 70%～95%
体积吸水率 vol% 0.1%～0.2%
脆性系数 ＜0.01
最高使用温度 ℃ 590℃
最低使用温度 ℃ -245℃
具体实施方式二：本实施方式中发泡玄武岩保温材料的制作方法是按下述步骤进行的：将含45%（质量）SiO2的玄武岩矿石粉碎至粒径800目，然后加热至融化后保温15分钟，以30℃/min速度降温至680℃，然后注入装有氢化钛粉末的模具中，氢化钛粉末与玄武岩矿石的质量比为0.03：1，继续以30℃/min速度降温至室温，即为发泡玄武岩保温材料。
本实施方式的发泡玄武岩保温材料具有大量的细微闭孔气泡结构，孔径从纳米级到微米级不等，泡孔分布均匀，其主要的技术指标见表2。
表2：本实施方式发泡玄武岩保温材料的主要技术指标：
物理性能 单位
干体积密度 kg/m3 195
抗压强度 MPa 20.5
抗折强度 MPa 1.05
导热系数（35℃） W/(m·K) 0.057
吸音能力 % 0.011%
孔隙率 % 90%
体积吸水率 vol% 0.14%
脆性系数 0.098
最高使用温度 ℃ 590℃
最低使用温度 ℃ -245℃
具体实施方式三：本实施方式中发泡玄武岩保温材料的制作方法是按下述步骤进行的：将含48%（质量）SiO2的玄武岩矿石粉碎至粒径800目，然后加热至融化后保温10分钟，以30℃/min速度降温至650℃，然后注入装有氢化钛粉末的模具中，氢化钛粉末与玄武岩矿石的质量比为0.033：1，继续以30℃/min速度降温至室温，即为发泡玄武岩保温材料。
本实施方式的发泡玄武岩保温材料具有大量的细微闭孔气泡结构，孔径从纳米级到微米级不等，泡孔分布均匀，其主要的技术指标见表3。
表3：本实施方式发泡玄武岩保温材料的主要技术指标：
物理性能 单位
干体积密度 kg/m3 220
抗压强度 MPa 20
抗折强度 MPa 0.86
导热系数（35℃） W/(m·K) 0.58
吸音能力 % 0.12%
孔隙率 % 71%
体积吸水率 vol% 0.12%
脆性系数 0.008
最高使用温度 ℃ 590℃
最低使用温度 ℃ -245℃
具体实施方式四：本实施方式中发泡玄武岩保温材料的制作方法是按下述步骤进行的：将含55%（质量）SiO2的玄武岩矿石粉碎至粒径800目，然后加热至融化后保温10分钟，以30℃/min速度降温至650℃，然后注入装有氢化钛粉末的模具中，氢化钛粉末与玄武岩矿石的质量比为0.033：1，继续以30℃/min速度降温至室温，即为发泡玄武岩保温材料。
本实施方式的发泡玄武岩保温材料具有大量的细微闭孔气泡结构，孔径从纳米级到微米级不等，泡孔分布均匀，其主要的技术指标见表3。
表4：本实施方式发泡玄武岩保温材料的主要技术指标：
物理性能 单位
干体积密度 kg/m3 198
抗压强度 MPa 22.5
抗折强度 MPa 0.95
导热系数（35℃） W/(m·K) 0.055
吸音能力 % 0.15%
孔隙率 % 77%
体积吸水率 vol% 0.15%
脆性系数 0.007
最高使用温度 ℃ 590℃
最低使用温度 ℃ -245℃

Claims (5)

1.一种发泡玄武岩保温材料的制作方法，其特征在于发泡玄武岩保温材料的制作方法是按下述步骤进行的：将含45%～52%（质量）SiO2的玄武岩矿石粉碎至粒径800目以下，然后加热至熔化后保温10~15分钟，以25~30℃/min速度降温至620~680℃，然后注入装有氢化钛粉末的模具中，继续以25~30℃/min速度降温至室温，即为发泡玄武岩保温材料。
2.根据权利要求1所述的发泡玄武岩保温材料的制作方法，其特征在于氢化钛粉末与玄武岩矿石的质量比为（0.02~0.04）：1。
3.根据权利要求1所述的发泡玄武岩保温材料的制作方法，其特征在于氢化钛粉末与玄武岩矿石的质量比为（0.03~0.033）：1。
4.根据权利要求1、2或3所述的发泡玄武岩保温材料的制作方法，其特征在于所述熔化后保温10分钟。
5.根据权利要求4所述的发泡玄武岩保温材料的制作方法，其特征在于以30℃/min速度降温至650℃。
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氢化钛的动态分解行为与规律;王耀奇 等;《粉末冶金材料科学与工程》;20111231;第16卷(第6期);第798页结论部分 *

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