CN104193210A

CN104193210A - 制备疏水膨胀珍珠岩的方法及其产品

Info

Publication number: CN104193210A
Application number: CN201410417122.0A
Authority: CN
Inventors: 陈久存; 李文君; 刘茵沁; 李长明
Original assignee: Southwest University
Current assignee: Southwest University
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2014-12-10

Abstract

本发明公开了一种制备疏水膨胀珍珠岩的方法，首先取珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂在室温搅拌混合，然后在400-500℃下烘干混合物料，最后将烘干物料置于1000～1300℃焙烧1～5s得产品；其中珍珠岩矿砂粒径≤60目，珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂的质量比为1000：1～1000：5。本发明制备疏水膨胀珍珠岩的方法直接将珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂搅拌混合后经过中温烘烤，高温焙烧即得产品，生产工艺及设备简便，大幅降低了生产成本；采用本发明方法制得的膨胀珍珠岩疏水率≥90％，在不添加任何憎水剂的情况下，都具有均匀和优异的防水效果，可用于制造建筑节能板材和输油(气)管道的隔热层。

Description

制备疏水膨胀珍珠岩的方法及其产品

技术领域

本发明属于保温、阻燃材料领域，涉及珍珠岩制品，特别涉及制备疏水膨胀珍珠岩的方法及其产品。

背景技术

膨胀珍珠岩是以天然珍珠岩矿石为原料，经破碎筛选，高温煅烧所制得的多孔、白色的颗粒状物质，具有质轻(容重70～250kg/m³)、导热系数低(0.05～0.15kcal/m·h·℃)、温度范围宽(-200～800℃)、化学稳定性好(pH＝7)、无毒、无味、不燃、吸音、不腐蚀等优点，已经广泛应用于新型建筑、家具装饰、石油化工、高档涂料等行业。

但现有的膨胀珍珠岩存在易吸水的问题，通常其质量吸水率高达500％～800％，这使膨胀珍珠岩制品在施工应用中吸收大量的水分，导致保温性能大大降低，同时还造成制品剥离开裂等问题。因此，使用过程中需要添加大量的憎水剂以增强产品的防水性能。例如：

公开号为101891441A的中国专利文献，公开了一种以膨胀珍珠岩、微孔硅酸钙颗粒、短波纤维、粘结剂、憎水剂和水为原料，配料后经搅拌、成型、烘干步骤制备憎水膨胀珍珠岩绝热制品的工艺；

公开号为102898113A的中国专利文献，公开了使用甲基硅酸钾和聚二甲基硅氧烷作为复合憎水剂制备憎水型膨胀珍珠岩保温制品的方法；

公开号为101956433B的中国专利文献，公开了以水玻璃、氧化镁、二氧化硅、憎水剂按质量比为1：0.27：0.55：0.05制备膨胀珍珠岩防火复合芯板的工艺；

公开号为102808463A的中国专利文献，公开了由于膨胀珍珠岩、防火胶、固化剂、憎水剂和干燥剂组成，且各组分质量比为10～30：2～6：0.1～0.3：0.2～0.4：0.1～0.3的防火保温轻型珍珠岩板；

公开号为102875109B的中国专利文献，公开了由硅微粉1-3份、硅溶胶3-6份、成膜助剂0.5-1.5份、水玻璃55-70份、憎水剂4-6份、膨胀珍珠岩80份、固化剂1-2份组成的改性珍珠岩保温板；

公开号为101172800A的中国专利文献，公开了一种制备防水碳化膨胀珍珠岩的方法，该方法首先将石墨粉和染色剂按重量比为1:1.5-2.5配料(碳化原料)，然后将防水剂、水、和碳化原料按重量比为1:7-9:0.15-0.25配料，并混合均匀得防水碳化混合物，最后将防水碳化混合物喷洒于膨胀珍珠岩上(防水碳化混合物和膨胀珍珠岩质量比为0.9-1.1：3)，制得防水碳化膨胀珍珠岩。

由此可见，现有制备憎水性膨胀珍珠岩的方法只是简单的将憎水剂与膨胀珍珠岩混合，憎水剂的用量较大，且不能使憎水剂均匀分散。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种制备疏水膨胀珍珠岩的方法及由该方法制得的疏水膨胀珍珠岩产品。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

制备疏水膨胀珍珠岩的方法，包括以下步骤：

1)、取珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂在室温搅拌混合；

2)、在400-500℃下烘干混合物料；

3)、将烘干物料置于1000～1300℃焙烧1～5s得产品。

作为本发明制备疏水膨胀珍珠岩方法的优选，步骤1)所取珍珠岩矿砂粒径≤60目。

作为本发明制备疏水膨胀珍珠岩方法的优选，步骤1)所取硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷或3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷中。

作为本发明制备疏水膨胀珍珠岩方法的优选，所述珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂的质量比为1000：1～1000：5。

作为本发明制备疏水膨胀珍珠岩方法的优选，步骤2)烘干后混合物料的含水率≤2％。

本发明的疏水膨胀珍珠岩的疏水率≥90％，110Kg/m³≤容重≤130Kg/m³。

本发明的有益效果在于：

本发明制备疏水膨胀珍珠岩的方法直接将珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂搅拌混合后经过中温烘烤，高温焙烧即得产品，生产工艺及设备简便，大幅降低了生产成本；采用本发明方法制得的膨胀珍珠岩疏水率≥90％，在不添加任何憎水剂的情况下，都具有均匀和优异的防水效果，可用于制造建筑节能板材和输油(气)管道的隔热层。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1实施例1制备的疏水膨胀珍珠岩和普通膨胀珍珠岩在水中浸泡24小时过滤后的宏观形貌图；

图2实施例1的疏水膨胀珍珠岩和普通膨胀珍珠岩研磨压片后液滴接触角图片；

图3实施例1的疏水膨胀珍珠岩和普通膨胀珍珠岩的红外图谱。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1：

本实施例制备疏水膨胀珍珠岩的方法，包括以下步骤：

1)、取珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂在室温充分搅拌混合；

2)、将混合物料置于400℃保温15-20min进行烘干；

3)、将烘干物料置于1100℃焙烧3s得产品。

本实施例中：

步骤1)所取珍珠岩矿砂粒径为20～30目；所取硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷；所述珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂的质量比为1000：3；

步骤2)烘干后混合物料的含水率≤2％；

本实施例所制得的疏水膨胀珍珠岩的憎水率97％，容重112Kg/m³，使用温度范围-190～830℃。

实施例2：

本实施例制备疏水膨胀珍珠岩的方法，包括以下步骤：

1)、取珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂在室温充分搅拌混合；

2)、将混合物料置于400℃保温15-20min进行烘干；

3)、将烘干物料置于1100℃焙烧3s得产品。

本实施例中：

步骤1)所取珍珠岩矿砂粒径为20～30目；所取硅烷偶联剂为辛基三乙氧基硅烷；所述珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂的质量比为1000：3；

步骤2)烘干后混合物料的含水率≤2％；

本实施例所制得的疏水膨胀珍珠岩的憎水率98％，容重118Kg/m³，使用温度范围-180～810℃。

实施例3：

本实施例制备疏水膨胀珍珠岩的方法，包括以下步骤：

1)、取珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂在室温充分搅拌混合；

2)、将混合物料置于400℃保温15-20min进行烘干；

3)、将烘干物料置于1100℃焙烧3s得产品。

本实施例中：

步骤1)所取珍珠岩矿砂粒径为50～60目；所取硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷；所述珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂的质量比为1000：3；

步骤2)烘干后混合物料的含水率≤2％；

本实施例所制得的疏水膨胀珍珠岩的憎水率98％，容重126Kg/m³，使用温度范围-170～830℃。

实施例4：

本实施例制备疏水膨胀珍珠岩的方法，包括以下步骤：

1)、取珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂在室温充分搅拌混合；

2)、将混合物料置于400℃保温15-20min进行烘干；

3)、将烘干物料置于1100℃焙烧3s得产品。

本实施例中：

步骤1)所取珍珠岩矿砂粒径为50～60目；所取硅烷偶联剂为辛基三乙氧基硅烷；所述珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂的质量比为1000：3；

步骤2)烘干后混合物料的含水率≤2％；

本实施例所制得的疏水膨胀珍珠岩的憎水率99％，容重125Kg/m³，使用温度范围-180～830℃。

实施例5：

本实施例制备疏水膨胀珍珠岩的方法，包括以下步骤：

1)、取珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂在室温充分搅拌混合；

2)、将混合物料置于400℃保温15-20min进行烘干；

3)、将烘干物料置于1100℃焙烧3s得产品。

本实施例中：

步骤1)所取珍珠岩矿砂粒径为20～30目；所取硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷；所述珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂的质量比为1000：1；

步骤2)烘干后混合物料的含水率≤2％；

本实施例所制得的疏水膨胀珍珠岩的憎水率92％，容重110Kg/m³，使用温度范围-180～820℃。

实施例6：

本实施例制备疏水膨胀珍珠岩的方法，包括以下步骤：

1)、取珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂在室温充分搅拌混合；

2)、将混合物料置于400℃保温15-20min进行烘干；

3)、将烘干物料置于1100℃焙烧3s得产品。

本实施例中：

步骤1)所取珍珠岩矿砂粒径为20～30目；所取硅烷偶联剂为辛基三乙氧基硅烷；所述珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂的质量比为1000：1；

步骤2)烘干后混合物料的含水率≤2％；

本实施例所制得的疏水膨胀珍珠岩的憎水率94％，容重114Kg/m³，使用温度范围-180～800℃。

以上实施例中，按照“GBT10299-1988保温材料憎水性试验方法”测试其憎水率，“JC209-92膨胀珍珠岩的堆积密度测定方法”测试其容重，“GB10294-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法”测试其使用温度。

性能测试：

1、取实施例1制得的疏水膨胀珍珠岩置于水中浸泡24小时进行疏水性测试：

图1中A为实施例1的疏水膨胀珍珠岩在水中浸泡24小时后过滤得到的疏水膨胀珍珠岩；B为普通膨胀珍珠岩在水中浸泡24小时后过滤得到的膨胀珍珠岩；从图1可以看出，疏水膨胀珍珠岩表面仍然干燥，而普通膨胀珍珠岩因吸水导致粘附在一起，说明本发明的膨胀珍珠岩具有良好的疏水性能。

2、取实施例1制得的疏水膨胀珍珠和普通膨胀珍珠岩通过压片机压片测试其液滴接触角：

图2A为水滴滴在实施例1的疏水膨胀珍珠岩片上的接触角图像；图2B为水滴滴在普通膨胀珍珠岩片上的接触角图像；

由图2可以看出，图A中水滴在疏水膨胀珍珠岩片表面形成较完整的球形，说明实施例1所制得的膨胀珍珠具有非常好的疏水性，而图B水滴在材料表面几乎完全铺开，说明普通膨胀珍珠岩疏水性能较差。

3、取实施例1的疏水膨胀珍珠和普通膨胀珍珠岩进行红外光谱分析：

图3A、B分别为实施例1的疏水膨胀珍珠岩和普通膨胀珍珠岩的红外图谱；

由图3可以看出，与图B相比，疏水膨胀珍珠岩(图A)图谱上2850～3100cm^-1和690cm^-1处分别出现了硅烷偶联剂的特征吸收峰，说明疏水膨胀珍珠岩表面包裹了一层疏水的硅烷偶联剂。

步骤1)珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂的质量比为1000：1～1000：5，焙烧时间为1～5s，珍珠岩矿砂粒径≤60目，硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷或3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷；步骤2)烘干温度为400-500℃时均可以获得符合要求的疏水膨胀珍珠岩。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims

1.制备疏水膨胀珍珠岩的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、取珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂在室温搅拌混合；

2)、在400-500℃下烘干混合物料；

3)、将烘干物料置于1000～1300℃焙烧1～5s得产品。

2.根据权利要求1所述制备疏水膨胀珍珠岩的方法，其特征在于：步骤1)所取珍珠岩矿砂粒径≤60目。

3.根据权利要求1所述制备疏水膨胀珍珠岩的方法，其特征在于：步骤1)所取硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷或3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷中。

4.根据权利要求1所述制备疏水膨胀珍珠岩的方法，其特征在于：所述珍珠岩矿砂和硅烷偶联剂的质量比为1000：1～1000：5。

5.根据权利要求1所述制备疏水膨胀珍珠岩的方法，其特征在于：步骤2)烘干后混合物料的含水率≤2％。

6.利用权利要求1-5任意一项所述方法制得的疏水膨胀珍珠岩，其特征在于：所述疏水膨胀珍珠岩的疏水率≥90％，110Kg/m³≤容重≤130Kg/m³。