CN103951363A - 一种高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法，在静态法大密度板的生产工艺基础上，通过添加动态水热合成的硬硅钙石料浆，降低板材密度，得到密度适中、强度较大的高强节能型硬硅钙石绝热制品。同时，通过包覆一层铝箔，使制品具有防水性，增强了材料的绝热效果，优化了产品品相。
Description
技术领域
本发明涉及一种作为工业窑炉和民用建筑节能绝热材料的硬硅钙石绝热制品的制造方法。
背景技术
水泥工业用绝热材料主要是硅酸钙绝热制品。硅酸钙绝热板密度一般在170~270 kg/m3，最高使用温度为1000℃，抗压强度一般在1.0 MPa以下。
水泥工业用绝热材料还少量使用普通硅酸铝纤维板，其密度一般为200~300 kg/m3，最高使用温度按成分不同分900℃、1000℃，抗压强度一般在0.5 MPa以下，它们的作用和价格与硅酸钙绝热板相当。
现在，水泥窑中的三次风管和其它一些窑炉，要求绝热层在达到耐热要求和绝热效果的前提下，有很高的机械强度，要求抗压强度在1.0 MPa以上，甚至1.5 MPa以上。现有硅酸钙绝热板和硅酸铝纤维板，机械强度很难达到要求，极易造成窑炉局部塌陷和脱落，从而造成停窑、停产，对企业的安全生产和成本效益产生很大影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法，采用本方法生产的硬硅钙石绝热制品具有强度高、耐温高、绝热性好的特点；并且制作方法较易实施，成本较低。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
1）、将硅质原料和钙质原料按Ca/Si摩尔比0.90~1.05进行配料，在干料重3~6倍的水中混合均匀，作为基础料；
2）、在基础料中均匀添加：① 基础料干料重2~6 %的天然纤维浆，② 基础料干料重2~6 %的耐碱玻璃纤维，③ 基础料干料重10~30 %的硅灰石粉，④ 基础料干料重0~20 %的云母，⑤ 基础料干料重10~80 %的用动态水热合成的硬硅钙石料浆，混合均匀配成固体物含量为12~30 %的成型料浆；
3）、将成型料浆注入硅酸钙绝热制品生产用的压机模具内，按设定的密度压制成型，即为板坯；
4）、将板坯送入静态蒸压釜内，通蒸汽，在60~105℃的范围内养护24~72小时；
5）、在上述养护的基础上，通蒸汽，至釜内压力1.0 MPa以上进行蒸养、保持8~24小时，之后降温得到湿板，一般蒸养条件是1.2~1.8 MPa、12~18小时；
6）、将第5）步所得湿板烘干即得高强硬硅钙石绝热制品。
第2）步中，天然纤维和耐碱玻纤总量为基础料干料重的5~10 %，硅灰石粉和云母总量为基础料干料重的16~30 %。
第2）步中，配好的成型料浆固体物含量为15~25 %。
第4）步中，养护条件是70~90℃、36~48小时。
用作工业窑炉绝热板材时，在第6）步制得的高强硬硅钙石绝热制品外部包覆一层铝箔；铝箔的包覆方法有两种：一，用胶粘附，二，真空吸附；所述的铝箔是纯铝箔或覆纸铝箔或覆玻璃纤维布铝箔。
所述的钙质原料为生石灰粉或氢氧化钙粉或石灰乳或电石渣中的一种或者两种以上按任意比例混合；所述的硅质原料为D50＝12~30 μm的石英粉或硅灰，或者二者按任意比例混合。
所述的耐碱玻璃纤维是经短切的，长度0.5~3 cm。
所述的硬硅钙石料浆是生产国标GB/T 10699Ⅱ型绝热制品的中间产物，它的耐热温度是1000℃，其添加量的多少根据所生产板材密度大小而定。
所述的天然纤维浆为普通造纸用纸浆、竹浆和棉短绒中的一种或者两种以上按任意比例混合。
所述的硅灰石粉在显微镜下是一种针状粉。
所述的云母是20~40目的薄片状粉料。
本发明的积极效果在于：
在静态法大密度板的生产工艺基础上，通过添加动态水热合成的硬硅钙石料浆，降低板材密度，得到密度适中、强度较大的高强节能型硬硅钙石绝热制品。同时，通过包覆一层铝箔，使制品具有防水性，增强了材料的绝热效果，优化了产品品相。
静态法生产硅酸钙板不添加硬硅钙石合成料浆，制品密度一般在800 kg/m3以上，绝热效果较差；而若只用硬硅钙石合成料浆生产，就只能生产普通硬硅钙石绝热板，制品强度难易达到要求。同时，正是由于添加了耐温1000℃的硬硅钙石料浆而不是其它材料，从而保证了材质的一致性和耐温性。假如添加膨胀珍珠岩或/和膨胀蛭石，它们就会参与反应而不能生成纯净的耐温1000℃的硬硅钙石，从而就降低了板材的性能特别是降低了材料的使用温度。
采用本发明制作的高强节能型硬硅钙石绝热制品，具有强度高、耐温高、重量低、绝热效果好的特点。板材抗压强度2~12 MPa，耐温1000℃，密度400~800 kg/m3，平均温度200℃时的导热系数0.071~0.121 W/(m·K)。
采用本发明制作的硬硅钙石绝热制品，能很好地满足水泥窑、电解铝槽底及其它工业窑炉既要绝热保温又要适当承重的需要。
采用本发明制作的硬硅钙石绝热制品，属无机材料，耐热温度高，长期使用物理化学性能稳定，根据不同的要求和板材密度、强度的不同，适用做防火门芯板和防火门梃，建筑通风、排烟管道，防火电缆槽，并适用于建筑防火保护特别是钢结构建筑防火保护。
采用本发明制作的覆铝箔的硬硅钙石绝热制品，还有隔潮防水、反射热量的功效。覆铝箔的硬硅钙石绝热制品在运输、施工和使用过程中，能够隔潮防水，在打耐火浇注料时，不用再做防水处理，简化了施工，节省了防水材料，消除了防水材料包装物污染。其次，铝箔具有反射辐射传热—隔绝气体串流减少传热的功效，经测试，随温度不同，其导热系数比没覆铝箔的板材降低6~12 %。同时，真空吸附铝箔的板材，由于材料内有一定的真空度，可以减少空气传热，增强板材的绝热效果。另外，覆铝箔的硬硅钙石绝热制品品相美观，机械强度有所增加。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例一
（1）、将生石灰加入到5倍重的75℃水中，搅拌消化，过筛出渣，得固含量为23%的钙质原料石灰乳。
（2）、将石英粉与石灰乳按干料重46.3:53.7的比例配料，此时Ca/Si摩尔比为0.90，混合均匀，作为基础料。
（3）、在上述基础料中均匀添加：① 基础料干料重6 %的竹浆，竹浆需提前加水打成浆，② 基础料干料重6 %的耐碱玻璃纤维，③ 基础料干料重30 %的硅灰石粉，④ 基础料干料重80 %的动态水热合成的硬硅钙石料浆。混合均匀即为成型料浆。配好的成型料浆固体物含量为12 %。
（4）、将上述成型料浆注入上下有小孔的模具内，按设定的密度400 kg/m3压制成型，得到板坯，板坯硬挺。
（5）、将上述板坯送入静态蒸压釜内，通蒸汽，在60℃养护24小时。
（6）、在上述养护的基础上，通蒸汽，至釜内压力2.0 MPa进行蒸养、保持8小时，之后降温得到湿板。
（7）、将上述湿板在120~140℃的烘干窑内烘干，得到高强节能型硬硅钙石绝热制品。板材性能见表1。
实施例二
在实施例一得到的板的基础上，在其外部均匀涂上810胶，包覆上一层覆纸铝箔，胶固化后即得覆铝箔高强节能型硬硅钙石绝热制品。板材性能见表1。
实施例三
（1）、在2.5倍干料重的水中，将石英粉与电石渣粉按干料重41.4:58.6的比例配料，此时Ca/Si摩尔比为1.10，混合均匀，作为基础料。
（2）、在上述基础料中均匀添加：① 基础料干料重2 %的纸浆和1 %的棉短绒，② 基础料干料重2 %的耐碱玻璃纤维，③ 基础料干料重10 %的硅灰石粉，④ 基础料干料重20 %的云母，⑤ 基础料干料重10 %的动态水热合成的硬硅钙石料浆。混合均匀即为成型料浆。配好的成型料浆固体物含量为24 %。
（3）、将上述成型料浆注入上下有小孔的模具内，按设定的密度800 kg/m3压制成型，成为板坯。
（4）、将上述板坯送入静态蒸压釜内，通蒸汽，在105℃养护72小时。
（5）、在上述养护的基础上，通蒸汽，至釜内压力1.2 MPa进行蒸养、保持24小时，之后降温得到湿板。
（6）、将上述湿板在120~140℃的烘干窑内烘干，得到高强节能型硬硅钙石绝热制品。
（7）在上述板材的基础上，套上一层覆纸铝箔袋，封口吸真空即得覆铝箔高强节能型硬硅钙石绝热制品，板材性能见表1。
对比例一
（1）、将生石灰加入到5倍重的75℃水中，搅拌消化，过筛出渣，得固含量为23 %的钙质原料石灰乳。
（2）、将石英粉与石灰乳按干料重43.7:56.3的比例配料，此时Ca/Si摩尔比为1.0，混合均匀，作为基础料。
（3）、在上述基础料中均匀添加：① 基础料干料重6 %的竹浆，竹浆需提前加水打成浆，② 基础料干料重6 %的耐碱玻璃纤维，③ 基础料干料重30 %的硅灰石粉，④ 基础料干料重10 %的云母。混合均匀即为成型料浆。配好的成型料浆固体物含量为21 %。
（4）、将上述成型料浆注入上下有小孔的模具内，按设定的密度800 kg/m3压制成型，得到板坯，板坯很软，对板坯堆垛、运输不利。
（5）、以下工序完全按实施例一的工序进行，板材性能见表1。
对比例二
（1）、在2倍干料重的水中，将石英粉与氢氧化钙粉按干料重43.7:56.3的比例配料，此时Ca/Si摩尔比为1.0，混合均匀，作为基础料。
（2）、在上述基础料中均匀添加：① 基础料干料重6 %的竹浆，竹浆需提前加水打成浆，② 基础料干料重6 %的耐碱玻璃纤维，③ 基础料干料重20 %的硅灰石粉，④ 基础料干料重10 %的云母，⑤ 基础料干料重20 %动态水热合成的硬硅钙石料浆，⑥ 基础料干料重20 %的膨胀珍珠岩。加水调节浓度，混合均匀即为成型料浆。配好的成型料浆固体物含量为17 %。
（3）、将上述成型料浆注入上下有小孔的模具内，按设定的密度500 kg/m3压制成型，得到板坯，板坯硬挺。
（4）、以下工序完全按实施例一的工序进行，板材性能见表1。
表1
通过表1中数据的比较，说明本发明添加硬硅钙石料浆，对降低硬硅钙石绝热制品密度是很显著的。
Claims (10)
1.一种高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
1）、将硅质原料和钙质原料按Ca/Si摩尔比0.90~1.05进行配料，在干料重3~6倍的水中混合均匀，作为基础料；
2）、在基础料中均匀添加：① 基础料干料重2~6 %的天然纤维浆，② 基础料干料重2~6 %的耐碱玻璃纤维，③ 基础料干料重10~30 %的硅灰石粉，④ 基础料干料重0~20 %的云母，⑤ 基础料干料重10~80 %的用动态水热合成的硬硅钙石料浆，混合均匀配成固体物含量为12~30 %的成型料浆；
3）、将成型料浆注入硅酸钙绝热制品生产用的压机模具内，按设定的密度压制成型，即为板坯；
4）、将板坯送入静态蒸压釜内，通蒸汽，在60~105℃的范围内养护24~72小时；
5）、在上述养护的基础上，通蒸汽，至釜内压力1.0 MPa以上进行蒸养、保持8~24小时，之后降温得到湿板，一般蒸养条件是1.2~1.8 MPa、12~18小时；
6）、将第5）步所得湿板烘干即得高强硬硅钙石绝热制品。
2.如权利要求1所述的高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法，其特征在于：第2）步中，天然纤维和耐碱玻纤总量为基础料干料重的5~10 %，硅灰石粉和云母总量为基础料干料重的16~30 %。
3.如权利要求1所述的高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法，其特征在于：第2）步中，配好的成型料浆固体物含量为15~25 %。
4.如权利要求1所述的高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法，其特征在于：第4）步中，养护条件是70~90℃、36~48小时。
5.如权利要求1所述的高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法，其特征在于：在第6）步制得的高强硬硅钙石绝热制品外部包覆一层铝箔；铝箔的包覆方法有两种：一，用胶粘附，二，真空吸附；所述的铝箔是纯铝箔或覆纸铝箔或覆玻璃纤维布铝箔。
6.如权利要求1所述的高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法，其特征在于：所述的钙质原料为生石灰粉或氢氧化钙粉或石灰乳或电石渣中的一种或者两种以上按任意比例混合；所述的硅质原料为D50＝12~30 μm的石英粉或硅灰，或者二者按任意比例混合。
7.如权利要求1所述的高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法，其特征在于：所述的耐碱玻璃纤维是经短切的，长0.5~3 cm。
8.如权利要求1所述的高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法，其特征在于：所述的硬硅钙石料浆是生产国标GB/T 10699Ⅱ型绝热制品的中间产物，它的耐热温度是1000℃，其添加量的多少根据所生产板材密度大小而定。
9.如权利要求1所述的高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法，其特征在于：所述的天然纤维浆为普通造纸用纸浆、竹浆和棉短绒中的一种或者两种以上按任意比例混合。
10.如权利要求1所述的高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法，其特征在于：所述的硅灰石粉在显微镜下是一种针状粉。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140730 |