CN104119065B - 一种高反射率耐水型日光反射材料及其制备方法 - Google Patents

一种高反射率耐水型日光反射材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高反射率耐水型日光反射材料及其制备方法，它以高岭土系煤矸石原矿为原料，通过控温和限时煅烧、破碎和筛选分级后所获得的日光反射材料的日光反射率≧82％，白度≧92％；若增加覆膜和烘干工序，其抗渗水性≧4小时。本发明所得日光反射材料比现有的日光反射材料反射率更高，耐水性能力更强，性能指标优越显著。

Description

一种高反射率耐水型日光反射材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，特别涉及一种可以使建筑物达到节能、环保、耐用、美观功效的日光反射材料的生产方法。
背景技术
建筑是目前我国能源消耗增长最快的行业之一，其能耗已经占据全国总能耗量的30％左右，作为能源消耗大户的建筑业其主要任务就是在保证实用功能和建筑质量的前提下，采用各种有效节能技术与管理措施，发展新型节能建筑材料，以减少建筑物使用过程中的能源消耗，提高能源利用率。
日光反射材料是一种先进的节能材料，它主要应用在地球热带和温带地区的各种建筑物的防水层表面，也可以和防水层结合一体使用。在西方欧美国家已经制定相关法律，要求在温带热带城市商业建筑物顶部使用日光反射材料。日光反射材料是目前流行的建筑物顶部表面材料，利用其低导热性能，隔断日光外部能量向建筑物内传递，从而保持室温，减少制冷设备的能源消耗，随着表面处理理论的发展，人们发现反光隔断比保温隔断具有更好的能量阻断效果。
在美国加州地区对日光反射材料提出了更高的技术要求，即要求日光反射材料应用在防水层上，三年后的日光反射率大于70％。近年来，我国也已经把建筑节能作为中国节能战略的重点，逐步建立健全建筑节能法规体系，各相关部门积极制定、修改相关节能法规。
如：《中华人民共和国节约能源法》补充修改，增补了“建筑节能”内容，国务院正在着手制定《建筑节能管理条例》，建设部修订《民用建筑节能管理规定》等等。反光材料，能够反射掉大部分的太阳光，在保持室内温度方面具有更佳的性能，是一种更环保的建筑表面节能材料。但是，现阶段国际上使用的建筑日光反射材料大都采用复杂的产品生产工艺、生产过程中产品得率低、原料消耗大、产品制造成本高、价格昂贵、反射率偏低，不能够很好地满足使用要求。因此开发成本低，反射率高的建筑日光反射材料是该行业发展的必然趋势。
发明内容
为解决现有日光反射材料反射率低，耐水性能差，经雨水冲刷后反射率下降的问题，本发明提供了一种高反射率耐水型日光反射材料及其制备方法。
本发明所述高反射率耐水型日光反射材料是以高岭土系煤矸石原矿作为原料，通过控温和限时煅烧、破碎和筛选分级后所获得的日光反射材料的日光反射率≧82％，白度≧92％，抗渗水性≧2.5小时,后续增加覆膜和烘干工序处理，其抗渗水性≧4小时。
所述高反射率耐水型日光反射材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，选矿：选择高岭土系煤矸石原矿作为原料，高岭土系煤矸石原矿的成分中SiO2为51％～56％，Al2O3为37％～47％；
步骤二，煅烧：将高岭土系煤矸石原矿放置在高温隧道窑中，采用气体做燃料，使矿石处于静止状态，进行还原气氛煅烧；
步骤三，破碎：对煅烧后高岭土系煤矸石进行二次人工优选，对符合条件的煅烧后高岭土系煤矸石，进行破碎；
步骤四，分级：将破碎后的物料进行筛选分级，生产出形貌不规则、粒径分布范围在0.25～2.8mm的颗粒。
可选择地，在分级步骤之后还包括覆膜步骤，即将分级后的颗粒物料与具有憎水功能的液体混合搅拌，使其充分均匀接触。
更进一步，所述具有憎水功能的液体为有机硅防水液，有机硅防水液与分级后颗粒物料重量比为0.3％～1％，未稀释或者稀释后的有机硅防水液与颗粒物料在低磨损的混合机中混合搅拌。
在覆膜步骤之后还包括烘干步骤，即将覆膜后的颗粒，通过布料机，送入烘干机，进行表面烘干，使烘干后的颗粒中水分小于0.5％。采用蒸汽烘干或者微波烘干。
在选矿步骤中，选择粒径大于150mm的块度、表面没有原煤附着以及没有其他杂质的原矿。
在煅烧步骤中，煅烧温度1100℃～1350℃，连续煅烧时间15天～25天，优选为煅烧温度1200℃～1300℃，连续煅烧时间18天～22天，更优选为煅烧温度1250℃，煅烧时间20天。
可选择地，在破碎步骤中选择表面高亮度、高白度，煅烧均匀、无其他颜色杂质，料块色度均匀、莫氏硬度5.5以上的煅烧后煤矸石进行破碎。
本发明提供了一种高反射率耐水型日光反射材料的制备方法，它以高岭土系煤矸石原矿为原料，通过控温和限时煅烧、破碎和筛选分级处理，所获得的日光反射材料的日光反射率≧82％，白度≧92％；若增加覆膜和烘干工序，其抗渗水性≧4小时。本发明所得日光反射材料比现有的日光反射材料反射率更高，耐水性能力更强，性能指标优越显著。
具体实施方式
下面举例说明
实施例1
第一步，选矿：选择粒径大于150mm的块度、表面没有原煤附着以及没有其他杂质的高岭土系煤矸石原矿。
第二步，煅烧：将高岭土系煤矸石原矿放置在高温隧道窑中，采用煤气做燃料，使矿石处于静止状态，进行还原气氛煅烧；煅烧温度1100℃，连续煅烧时间25天。
第三步，破碎：对煅烧过的高岭土系煤矸石进行二次人工优选，符合条件的煅烧高岭土系煤矸石，用辊式破碎机或者锤式破碎机进行破碎；在破碎步骤中选择表面高亮度、高白度，煅烧均匀、无其他颜色杂质，料块色度均匀、莫氏硬度5.5以上的煅烧后煤矸石进行破碎。
第四步，分级：将破碎后的物料通过振动筛进行分级，生产出形貌不规则、粒径分布范围在0.25～2.8mm的颗粒。
实施例2
第一步，选矿：选择粒径大于150mm的块度、表面没有原煤附着以及没有其他杂质的高岭土系煤矸石原矿。
第二步，煅烧：将高岭土系煤矸石原矿放置在高温隧道窑中，采用煤气做燃料，使矿石处于静止状态，进行还原气氛煅烧；煅烧温度1250℃，连续煅烧时间20天。
第三步，破碎：对煅烧过的高岭土系煤矸石进行二次人工优选，符合条件的煅烧后高岭土系煤矸石，用辊式破碎机或者锤式破碎机进行破碎；在破碎步骤中选择表面高亮度、高白度，煅烧均匀、无其他颜色杂质，料块色度均匀、莫氏硬度5.5以上的煅烧后高岭土系煤矸石进行破碎。
第四步，分级：将破碎后的物料通过振动筛进行分级，生产出形貌不规则、粒径分布范围在0.25～2.8mm的颗粒。
实施例3
第一步，选矿：选择粒径大于150mm的块度、表面没有原煤附着以及没有其他杂质的高岭土系煤矸石原矿。
第二步，煅烧：将高岭土系煤矸石原矿放置在高温隧道窑中，采用煤气做燃料，使矿石处于静止状态，进行还原气氛煅烧；煅烧温度1350℃，连续煅烧时间15天。
第三步，破碎：对煅烧过的煤矸石进行二次人工优选，符合条件的煅烧后煤矸石，用辊式破碎机或者锤式破碎机进行破碎；在破碎步骤中选择表面高亮度、高白度，煅烧均匀、无其他颜色杂质，料块色度均匀、莫氏硬度5.5以上的煅烧后高岭土系煤矸石进行破碎。
第四步，分级：将破碎后的物料通过振动筛进行分级，生产出形貌不规则、粒径分布范围在0.25～2.8mm的颗粒。
实施例4
第一步，选矿：选择粒径大于150mm的块度、表面没有原煤附着以及没有其他杂质的高岭土系煤矸石原矿。
第二步，煅烧：将高岭土系煤矸石原矿放置在高温隧道窑中，采用煤气做燃料，使矿石处于静止状态，进行还原气氛煅烧；煅烧温度1200℃，连续煅烧时间22天。
第三步，破碎：对煅烧过的高岭土系煤矸石进行二次人工优选，符合条件的煅烧后高岭土系煤矸石，用辊式破碎机或者锤式破碎机进行破碎；在破碎步骤中选择表面高亮度、高白度，煅烧均匀、无其他颜色杂质，料块色度均匀、莫氏硬度5.5以上的煅烧后高岭土系煤矸石进行破碎。
第四步，分级：将破碎后的物料通过振动筛进行分级，生产出形貌不规则、粒径分布范围在0.25～2.8mm的颗粒。
第五步，覆膜：按照有机硅防水液与分级后颗粒物料重量比为0.3％，在低磨损的混合机中混合搅拌，使其充分均匀接触。
第六步，烘干：即将覆膜后的颗粒，通过布料机，送入蒸气烘干机，进行表面烘干，使烘干后的颗粒中水分小于0.5％。
实施例5
第一步，选矿：选择粒径大于150mm的块度、表面没有原煤附着以及没有其他杂质的高岭土系煤矸石原矿。
第二步，煅烧：将高岭土系煤矸石原矿放置在高温隧道窑中，采用煤气做燃料，使矿石处于静止状态，进行还原气氛煅烧；煅烧温度1300℃，连续煅烧时间18天。
第三步，破碎：对煅烧过的煤矸石进行二次人工优选，符合条件的煅烧后高岭土系煤矸石，用辊式破碎机或者锤式破碎机进行破碎；在破碎步骤中选择表面高亮度、高白度，煅烧均匀、无其他颜色杂质，料块色度均匀、莫氏硬度5.5以上的煅烧后煤矸石进行破碎。
第四步，分级：将破碎后的物料通过振动筛进行分级，生产出形貌不规则、粒径分布范围在0.25～2.8mm的颗粒。
第五步，覆膜：按照有机硅防水液与分级后颗粒物料重量比为0.6％，在低磨损的混合机中混合搅拌，使其充分均匀接触。
第六步，烘干：即将覆膜后的颗粒，通过布料机，送入蒸气烘干机，进行表面烘干，使烘干后的颗粒中水分小于0.5％。
实施例6
第一步，选矿：选择粒径大于150mm的块度、表面没有原煤附着以及没有其他杂质的高岭土系煤矸石原矿。
第二步，煅烧：将高岭土系煤矸石原矿放置在高温隧道窑中，采用煤气做燃料，使矿石处于静止状态，进行还原气氛煅烧；煅烧温度1250℃，连续煅烧时间20天。
第三步，破碎：对煅烧过的高岭土系煤矸石进行二次人工优选，符合条件的煅烧后煤矸石，用辊式破碎机或者锤式破碎机进行破碎；在破碎步骤中选择表面高亮度、高白度，煅烧均匀、无其他颜色杂质，料块色度均匀、莫氏硬度5.5以上的煅烧后煤矸石进行破碎。
第四步，分级：将破碎后的物料通过振动筛进行分级，生产出形貌不规则、粒径分布范围在0.25～2.8mm的颗粒。
第五步，覆膜：按照有机硅防水液与分级后颗粒物料重量比为1％，在低磨损的混合机中混合搅拌，使其充分均匀接触。
第六步，烘干：即将覆膜后的颗粒，通过布料机，送入微波烘干机，进行表面烘干，使烘干后的颗粒中水分小于0.5％。
以上各实施例中采用的有机硅防水剂为用水稀释成10％溶液的聚二甲基硅氧烷乳液
采用的高岭土系煤矸石原矿的成分中SiO2为51％～56％，Al2O3为37％～47％。
表一：实施例1-3成品实验室检测数据
表二：实施例4-6成品实验室检测数据
日光反射率测定：
将实施例1～6制备的日光反射材料进行日光反射率测定，采用D&S反射计，SSR-ER型号太阳光谱反射仪测定。
使用反射计进行测试，将大约100g的样品放在样品接收盘上，使样品平滑。以便盘中样品的表面大致水平。通过在每一个测量位置每一个循环测量1～2次，循环测试。总共使用5个位置测量。测量位置代表罗盘上的四个点(东、南、西、北)，在样品盘的中心进行第五个测量。一起平均5个测量位置上的反射率读数以获得每个处理过的单独样品的平均反射率。结果如上面表一、表二两表的单独样品的平均反射率。
渗水性测试：
将实施例4～6制备的日光反射材料进行渗水性测定，试验方法如下：
首先称取一定量的、使用0.65％稀释液处理用SLLRES BS3003处理过的样品颗粒，呈倒圆锥状放于桌面上的白纸上，用试管的圆底在样品的顶部压一个凹槽，然后用胶头滴管吸取蒸馏水，滴入样品颗粒的凹槽内，此时凹槽内呈水滴状，记录此刻时间，接着每隔一个小时观察凹槽内水滴的形状，直至水滴有凹槽现象或者水滴渗入样品颗粒中，再记录此刻时间，然后计算出两个时间差，该时间差就是样品颗粒的渗水性。实施例4～6的渗水性结果如上面表二。
用同样的方法测定实施例1-3所得日光反射材料进行渗水性测定，结果如表一所示，从以上表一、表二测定结果来看，
本发明生产的日光反射材料日光反射率高于82％，白度92％以上，抗渗性在4小时以上，而现有日光反射材料的反光率为75％～80％，白度80％以下，渗水性2～2.3小时，普通黑色屋面的反光率只有10％～20％。因此，本发明获得的日光反射材料比现有的日光反射材料的性能更优越。
尽管已经描述了本发明的具体实施例，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明原理的情况下可以对这些实施例进多种变化、修改、替换和变型，但发明保护范围由权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种高反射率耐水型日光反射材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，选矿：选择高岭土系煤矸石原矿作为原料，高岭土系煤矸石原矿的成分中SiO2为51％～56％，Al2O3为37％～47％；
步骤二，煅烧：将高岭土系煤矸石原矿放置在高温隧道窑中，采用气体做燃料，使矿石处于静止状态，进行还原气氛煅烧；
步骤三，破碎：对煅烧后高岭土系煤矸石进行二次人工优选，对符合条件的煅烧后高岭土系煤矸石，进行破碎；
步骤四，分级：将破碎后的物料进行筛选分级，生产出形貌不规则、粒径分布范围在0.25～2.8mm的颗粒。
2.根据权利要求1所述高反射率耐水型日光反射材料的制备方法，其特征是：在分级步骤之后还包括步骤五和步骤六，步骤五为覆膜，即将分级后的颗粒物料与具有憎水功能的液体混合搅拌，使其充分均匀接触；步骤六为烘干，即将覆膜后的颗粒，通过布料机送入烘干机，进行表面烘干，使烘干后的颗粒中水分小于0.5％。
3.根据权利要求2所述高反射率耐水型日光反射材料的制备方法，其特征是：所述烘干采用蒸汽烘干或者微波烘干。
4.根据权利要求2所述高反射率耐水型日光反射材料的制备方法，其特征是：所述具有憎水功能的液体为有机硅防水液，有机硅防水液与分级后颗粒物料重量比为0.3％～1％，有机硅防水液与颗粒物料在低磨损的混合机中混合搅拌。
5.根据权利要求1所述高反射率耐水型日光反射材料的制备方法，其特征是：在步骤一选矿中，选择粒径大于150mm的块度、表面没有原煤附着以及没有其他杂质的原矿。
6.根据权利要求1所述高反射率耐水型日光反射材料的制备方法，其特征是：在步骤二煅烧中，煅烧温度为1100℃～1350℃，连续煅烧时间15天～25天。
7.根据权利要求6所述高反射率耐水型日光反射材料的制备方法，其特征是：在步骤二煅烧中，煅烧温度为1200℃～1300℃，连续煅烧时间18天～22天。
8.根据权利要求6所述高反射率耐水型日光反射材料的制备方法，其特征是：在步骤二煅烧中，煅烧温度为1250℃，煅烧时间20天。
9.根据权利要求1所述高反射率耐水型日光反射材料的制备方法，其特征是：在步骤三破碎中，在破碎步骤中选择表面高亮度、白度，煅烧均匀、无其他颜色杂质，料块色度均匀、莫氏硬度5.5以上的煅烧后煤矸石进行破碎。
10.一种如权利要求1所述高反射率耐水型日光反射材料制备方法所制备的日光反射材料，其特征是：以高岭土系煤矸石原矿作为原料，通过控温和限时煅烧、破碎、筛选分级处理所得物料的日光反射率≧82％，白度≧92％，抗渗水性≧2.5小时；再经覆膜和烘干处理后所得物料的日光反射率≧82％，白度≧92％，抗渗水性≧4小时。
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