CN103922786B - 一种建筑外墙保温泡沫陶瓷材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种建筑外墙保温泡沫陶瓷材料，包括陶瓷废料粉料、熔剂、发泡剂和无机粘结剂，该泡沫陶瓷材料含有相变蓄热材料，所述的相变蓄热材料包括：以质量百分数计，绿层硅铈钛矿粉料40%～60%、二氧化钛粉料5%～10%、硫酸钠10%～30%、铝粉10%～30%。本发明与现有技术相比，具有的优点在于：1）本发明选用的绿层硅铈钛矿材料具有环保、耐高低温和耐化学腐蚀等优点，能够改善无机相变蓄热材料的过冷和相分离问题；2）本发明的蓄热材料蓄热量大；3）本发明将陶瓷废料变废为宝，具有环保和节能的技术优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种泡沫陶瓷材料，具体涉及一种建筑外墙保温泡沫陶瓷材料，属于建筑材料领域。
背景技术
目前，我国外墙外保温材料的主流产品是聚苯乙烯泡沫板和聚苯乙烯挤塑板等有机保温材料，这些有机保温材料的优点是保温性能优异、价格低，但也存在致命缺陷，就是它们都属于可燃材料，具有引发火灾的危险性。
相变材料具有储热密度大、储热容器体积小、热效率高等优点，在太阳能利用、工业余热、废热回收、建筑节能等领域具有广阔的应用前景。目前的相变蓄热材料研究主要分为：有机相变蓄热材料和无机相变蓄热材料，有机相变蓄热材料性能较稳定，几乎无过冷和相分离问题，但其相变潜热低、密度小，因而其单位体积蓄热量较小。无机相变蓄热材料具有较高的单位体积蓄热量和良好的导热性，具有十分明显的优势。
专利ZL201210034759.2公开了一种外墙保温用轻质泡沫陶瓷及其制备方法，其先将质量份数60～90份的工业固体废弃物和10～40份的助熔物料经湿法研磨制得料浆后，再经发泡工艺制备而成，其中工业固体废弃物为煤矸石、金属尾矿或赤泥中的一种或任意两种或三种的任意比例的混合物。该专利制备的外墙保温用轻质泡沫陶瓷，不但有利于废物利用，保护环境，而且有效降低了产品成本，同时满足人们对建筑外墙保温材料的各种性能要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中有机保温材料易燃、潜热低的问题而提供一种建筑外墙保温泡沫陶瓷材料。
本发明的原理是：在制备高温发泡陶瓷的过程中，引入适量无机相变蓄热材料，通过控制烧成温度、时间，保证共熔化学反应生成的挥发气体量在恒定范围内，使共熔反应平缓进行。
实现本发明目的的技术方案为：一种建筑外墙保温泡沫陶瓷材料，包括陶瓷废料粉料和发泡剂，该泡沫陶瓷材料含有相变蓄热材料，所述的相变蓄热材料包括：以质量百分数计，绿层硅铈钛矿粉料40%～60%、二氧化钛粉料5%～10%、硫酸钠10%～30%、铝粉10%～30%。
优选地，所述的相变蓄热材料由以下组分组成：以质量百分数计，绿层硅铈钛矿粉料48%、二氧化钛粉料8%、硫酸钠19%、铝粉17%和硬脂酸钠8%。
进一步地，本发明建筑外墙保温泡沫陶瓷材料，按质量百分比表示，由白云石32%～52%、碳酸钙25%～35%、硫酸钙5%～10%、碳粉10%～18%和硅粉5%～10%组成，所述的发泡剂为颗粒状，粒径为30～100μm。
更进一步地，本发明所述的发泡剂可由下述方法制得：
（1）混料：对白云石、碳酸钙、硫酸钙进行配料，用振动球磨机混合0.5～3小时后得到粉料；
（2）砂磨：将上述粉料放入砂磨机中，同时加入碳粉、硅粉、去离子水和分散剂，砂磨 0.5～3小时得浆料；
（3）造粒：将上述砂磨后的浆料通过喷雾造粒机进行造粒。
在步骤（2）中，所述的碳粉、硅粉、去离子水和分散剂的加入量为：（1～3.6）：1：（5～15）：（0.1～0.6）。
在步骤（2）中，所述的分散剂为聚乙烯醇。
本发明与现有技术相比，具有的优点在于：1）本发明选用的绿层硅铈钛矿材料具有环保、耐高低温和耐化学腐蚀等优点，能够改善无机相变蓄热材料的过冷和相分离问题；2）本发明的蓄热材料蓄热量大；3）本发明的发泡剂可解决TiH2作为发泡剂存在价格昂贵、操作条件苛刻的问题；4）采用本发明的发泡剂可在比普通发泡剂低350℃的温度下进行泡沫陶瓷生产，降低了能耗；5）本发明中的白云石，可分解出大量气体，选用的碳粉、硅粉作为调节剂，不但调节发泡剂的发泡性能，而且增强了泡沫陶瓷材料的耐温性能；6）本发明将陶瓷废料变废为宝，具有环保和节能的技术优势。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地说明，但本发明不限于这些实施例。
本发明一种建筑外墙保温泡沫陶瓷材料，包括陶瓷废料粉料和发泡剂，该泡沫陶瓷材料含有相变蓄热材料，该相变蓄热材料包括：以质量百分数计，绿层硅铈钛矿粉料40%～60%、二氧化钛粉料5%～10%、硫酸钠10%～30%、铝粉10%～30%。
本发明泡沫陶瓷材料的发泡剂，按质量百分比表示，由白云石32%～52%、碳酸钙25%～35%、硫酸钙5%～10%、碳粉10%～18%和硅粉5%～10%组成。所述的发泡剂为颗粒状，粒径为30～100μm。
本发明泡沫陶瓷材料的陶瓷废料粉料储量大、来源广、价格非常低廉。
本发明通过干法研磨至粉料粒度小于10μm，将研磨物料装填到重结晶碳化硅模具中，装填量为模具容量的1/3～1/2，然后将装填物料的模具送入窑炉，按 5℃ /min的升温速度升至800℃，保温时间1h，然后随炉冷却至室温，经切割、检验后得到符合建筑外墙保温要求的泡沫陶瓷材料。
实施例1
将绿层硅铈钛矿粉料40%、二氧化钛粉料10%、硫酸钠18%和铝粉30%，经混合、研磨，研磨过程中加入硬脂酸钠2%，研磨1小时制得混合粉料。
将白云石320克、碳酸钙350、硫酸钙80进行配料，用振动球磨机混合0.5小时后得到粉料；将粉料放入砂磨机中，同时加入碳粉150克、硅粉100克、去离子水1000克和分散剂聚乙烯醇10克，砂磨 0.5小时得浆料；将上述砂磨后的浆料通过喷雾造粒机进行造粒，颗粒粒径为30μm。
实施例2
将绿层硅铈钛矿粉料60%、二氧化钛粉料5%、硫酸钠10%和铝粉13%，经混合、研磨，研磨过程中加入硬脂酸钠12%，研磨3小时制得混合粉料。
将白云石520克、碳酸钙250、硫酸钙50进行配料，用振动球磨机混合2小时后得到粉料；将粉料放入砂磨机中，同时加入碳粉100克、硅粉80克、去离子水1200克和分散剂聚乙烯醇48克，砂磨3小时得浆料；将上述砂磨后的浆料通过喷雾造粒机进行造粒，颗粒粒径为100μm。
实施例3
将绿层硅铈钛矿粉料48%、二氧化钛粉料8%、硫酸钠19%和铝粉17%，经混合、研磨，研磨过程中加入硬脂酸钠8%，研磨2小时制得混合粉料。
将白云石370克、碳酸钙300、硫酸钙100进行配料，用振动球磨机混合2小时后得到粉料；将粉料放入砂磨机中，同时加入碳粉180克、硅粉50克、去离子水250克和分散剂聚乙烯醇20克，砂磨3小时得浆料；将上述砂磨后的浆料通过喷雾造粒机进行造粒，颗粒粒径为60μm。
本发明选用的二氧化钛能够提高绿层硅铈钛矿粉料的流动性，提高绿层硅铈钛矿粉料的分散性能。研磨过程中加入润滑剂硬脂酸钠，可有效提高加工性能，提高生产效率，提升产品品质。
本发明并不局限于以上实施例，实施例1～3仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的实质情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种建筑外墙保温泡沫陶瓷材料，包括陶瓷废料粉料和发泡剂，其特征在于：该泡沫陶瓷材料含有相变蓄热材料，所述的相变蓄热材料包括：以质量百分数计，绿层硅铈钛矿粉料40%～60%、二氧化钛粉料5%～10%、硫酸钠10%～30%、铝粉10%～30%。
2.根据权利要求1所述的一种建筑外墙保温泡沫陶瓷材料，其特征在于：所述的相变蓄热材料由以下组分组成：以质量百分数计，绿层硅铈钛矿粉料48%、二氧化钛粉料8%、硫酸钠19%、铝粉17%和硬脂酸钠8%。
3.根据权利要求1所述的一种建筑外墙保温泡沫陶瓷材料，其特征在于：该泡沫陶瓷材料的发泡剂，按质量百分比表示，由白云石32%～52%、碳酸钙25%～35%、硫酸钙5%～10%、碳粉10%～18%和硅粉5%～10%组成，所述的发泡剂为颗粒状，粒径为30～100μm。
4.根据权利要求3所述的一种建筑外墙保温泡沫陶瓷材料，其特征在于：所述的发泡剂由下述方法制得：
（1）混料：对白云石、碳酸钙、硫酸钙进行配料，用振动球磨机混合0.5～3小时后得到粉料；
（2）砂磨：将上述粉料放入砂磨机中，同时加入碳粉、硅粉、去离子水和分散剂，砂磨 0.5～3小时得浆料；
（3）造粒：将上述砂磨后的浆料通过喷雾造粒机进行造粒。
5.根据权利要求4所述的一种建筑外墙保温泡沫陶瓷材料，其特征在于：步骤（2）中所述的碳粉、硅粉、去离子水和分散剂的质量比为：（1～3.6）：1：（5～15）：（0.1～0.6）。
6.根据权利要求4或5所述的一种建筑外墙保温泡沫陶瓷材料，其特征在于：步骤（2）中所述的分散剂为聚乙烯醇。
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