CN105218148B - 利用废硅胶裂解残渣制备的防火复合门芯板材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用废硅胶裂解残渣制备的防火复合门芯板材料，该防火复合门芯板材料按质量比由废硅胶裂解残渣150‑300份，硫铝酸盐水泥200‑350份，铝酸盐水泥160‑350份，氧化铝50‑80份，氧化镁(粒径1mm以下)60‑70份，20％MgSO₄溶液45‑70份，抗裂纤维10‑30份，脲醛胶5‑10份，硫酸铝钾2‑4份，高岭土30‑40份，膨胀珍珠岩20‑30份，减水剂1‑5份，早强剂1‑5份，有机硅0.5‑3份，硬脂酸钙0.5‑3份，发泡剂1‑3份和水100‑180份混合发泡固化而成。本发明第一次提出将废硅胶裂解残渣作为主要原料制备防火材料，该防火材料具有成型固化速度适中、成型强度高、使用强度不退化、防火性能高、使用寿命长、环保节能、成本低等优点。

Description

利用废硅胶裂解残渣制备的防火复合门芯板材料

技术领域

本发明涉及一种防火材料，具体涉及一种利用工业废弃物制备的防火等级高、强度高的防火门芯板材料。

背景技术

随着我国提出的建设资源节约型社会的要求和国家节能降耗政策的相继出台，节能防火型无机门芯板材料势必将成为今后新型门芯材料的发展方向。目前市场上制作无机防火门芯板的主要材质有菱镁材质的玻化微珠、岩棉板、陶粒保温板、珍珠岩保温板。菱镁发泡门芯板虽然成本低、易生产成形、防火、防水，经国家防火建筑材料质量检测中心检测，性能指标却优于传统的防火材料(硅酸铝、岩棉)，但菱镁制品本身存在着变形、返卤、硬度下降等弊病，并且对铁皮有严重腐蚀性，减少门的使用寿命，无法根除。目前大多数生产商采用硅酸盐水泥、铁铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥等制备发泡低密度和高强度的防火发泡材料，这类材料成型速度快，成型强度高，不易变形，但后期强度差，稳定性能差，安全系数不高。

裂解残渣是一种二甲基硅油系列产品生产过程中产生的废弃料，具体来说，其是以废弃硅胶为原料加入磺酸、硫酸等催化剂后经热裂解产生毛油后剩余的废弃物。裂解残渣的主要成分主要是SiO₂、半焦、CaO、Fe₂O₃等，无机物成分占绝大多数。目前，裂解残渣被当作一般废弃物采用填埋的方式进行处理，其处理费用较高，市场上没有针对该裂解残渣进行充分地深度综合利用，造成大量可利用资源浪费，不利于环境保护和节约生产成本。

因此，如何充分利用目前有机硅生产过程中产生的大量裂解残渣进行深加工处理，制备得到一种防火性能好，力学性能突出，成本低廉绿色环保的建材产品，是广大工业企业面临的迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现在技术的不足，借鉴已有技术、提供一种制备充分利用裂解残渣，工艺简单、生产环境绿色环保、产品成本低的防火复合门芯板材料及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用废硅胶裂解残渣制备的防火复合门芯板材料，由以下原料组成(按重量份计)：

进一步地，所述废硅胶裂解残渣包括以下组分(按重量百分比计)：

SiO₂ 53.1-70.62％ 惰性焦炭16.87-34％

CaCO₃ 7.03-10.2％ Fe₂O₃ 2.32-4.54％

Al₂O₃ 1.5-3.55％。

进一步地，防火复合门芯板材料各组分含量优选(以重量份计)：

进一步地，所述减水剂由聚羧酸减水剂、三聚氰胺盐甲醛缩合物、萘磺酸盐减水剂组成，上述各组分重量配比为60：3：23.8。

进一步地，所述早强剂由CaSO₄和三乙醇胺按1.5:2.5的重量配比组成。

进一步地，所述发泡剂由磺酸、双氧水和十二烷基硫酸钠组成，上述各组分配比为5：1.5：15。

为了实现本发明的发明目的，本发明还公开了上述防火复合门芯板材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在搅拌容器中按重量配比加入20％MgSO₄溶液后，依次加入抗裂纤维、有机硅、脲醛胶、硫酸铝钾、硬脂酸钙、早强剂、减水剂，然后再加入70％的水，进行搅拌，搅拌时间为1-2分钟；

(2)按重量配比加入氧化镁、氧化铝、废硅胶裂解残渣、高岭土、膨胀珍珠岩、硫铝酸盐水泥和铝酸盐水泥，搅拌均匀成料浆；

(3)按重量配比将发泡剂入剩余30％的水中搅拌成发泡剂溶液；

(4)由空气发泡机将步骤(3)的发泡剂溶液注入步骤(2)的料浆中发泡，发泡后搅拌均匀注入模具，12-14小时后成型脱模；

(5)成型脱模后，在常温常压下自然养护成为成品。

本发明提供的利用废硅胶裂解残渣制备的防火复合门芯板材料，具有以下有益效果：

1、充分利用了制备二甲基硅油过程中产生的裂解残渣，研究裂解残渣中的成分含量，通过大量试验确定适合裂解残渣的无机胶凝材料体系，并确定了特定的配比关系，所制备出的防火复合门芯板材料具有优异的防火性能，耐火极限高于90min，耐火等级达到A1级。

2、本发明制备的防火复合门芯板材料绿色环保，无毒无害，烟气毒性检测中AQ₁大于100，试验动物30min染毒期内以及染毒后三日内不死亡，且平均体重恢复，完全满足市场使用要求。

3、本发明制备的防火复合门芯板材料中裂解残渣加入比例大，充分利用工业废弃物，以一家企业年产30万吨裂解残渣计，使用该配方制备的防火复合门芯板材料一年能节省成本300余万，大大降低了生产成本。

4、本发明制备的产品固化速度适中，固化强度高，使用后期强度提高，无变质变形，防火等级提高，有效避免发泡材料强度退化影响使用质量；采用复合早强剂、发泡剂和减水剂，与其他组分相容性好，能够明显改善水泥多种性能，具有显著的减水、增强效果及明显提高硬化后水泥发泡材料的耐久性等特点，可一起使用或复配成增强剂，改善发泡性能，提高防火材料强度。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种利用废硅胶裂解残渣制备的防火复合门芯板材料，由以下原料组成(按重量份计)：

减水剂由聚羧酸减水剂、三聚氰胺盐甲醛缩合物、萘磺酸盐减水剂组成，上述各组分重量配比为60：3：23.8。

所述早强剂由CaSO₄和三乙醇胺按1.5:2.5的重量配比组成。

所述发泡剂由磺酸、双氧水和十二烷基硫酸钠组成，上述各组分配比为5：1.5：15。

该防火门芯板材料的制备步骤为：

(1)在搅拌容器中按重量配比加入20％MgSO₄溶液后，依次加入抗裂纤维、有机硅、脲醛胶、硫酸铝钾、硬脂酸钙、早强剂、减水剂，然后再加入70％的水，进行搅拌，搅拌时间为1-2分钟；

(2)按重量配比加入氧化镁、氧化铝、废硅胶裂解残渣、高岭土、膨胀珍珠岩、硫铝酸盐水泥和铝酸盐水泥，搅拌均匀成料浆；

(3)按重量配比将发泡剂入剩余30％的水中搅拌成发泡剂溶液；

(4)由空气发泡机将步骤(3)的发泡剂溶液注入步骤(2)的料浆中发泡，发泡后搅拌均匀注入模具，12-14小时后成型脱模；

(5)成型脱模后，在常温常压下自然养护成为成品。

成型后的防火复合门芯板材料的性能参见表1。

实施例2

一种利用废硅胶裂解残渣制备的防火复合门芯板材料，由以下原料组成(按重量份计)：

减水剂由聚羧酸减水剂、三聚氰胺盐甲醛缩合物、萘磺酸盐减水剂组成，上述各组分重量配比为60：3：23.8。

所述早强剂由CaSO₄和三乙醇胺按1.5:2.5的重量配比组成。

所述发泡剂由磺酸、双氧水和十二烷基硫酸钠组成，上述各组分配比为5：1.5：15。

该防火门芯板材料的制备步骤与实施例1相同。

成型后的防火复合门芯板材料的性能参见表1。

实施例3

表1

从表1中可以看出，本发明的实施例各项参数均满足国家防火建筑材料A1等级的要求。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种利用废硅胶裂解残渣制备的防火复合门芯板材料，其特征在于，所述防火复合门芯板材料按重量份计，由以下原料组成：

所述废硅胶裂解残渣为制备二甲基硅油过程中产生的裂解残渣，以重量百分比计，包括以下组分：

SiO₂ 53.1-70.62％ 惰性焦炭16.87-34％

CaCO₃ 7.03-10.2％ Fe₂O₃ 2.32-4.54％

Al₂O₃ 1.5-3.55％。

2.根据权利要求1所述的防火复合门芯板材料，其特征在于，所述防火复合门芯板材料按重量份计，由以下原料组成：

3.根据权利要求1所述的防火复合门芯板材料，其特征在于，所述减水剂由聚羧酸减水剂、三聚氰胺盐甲醛缩合物、萘磺酸盐减水剂组成，上述各组分重量配比为60：3：23.8。

4.根据权利要求1所述的防火复合门芯板材料，其特征在于，所述早强剂由CaSO₄和三乙醇胺按1.5:2.5的重量配比组成。

5.根据权利要求1所述的防火复合门芯板材料，其特征在于，所述发泡剂由磺酸、双氧水和十二烷基硫酸钠组成，上述各组分配比为5：1.5：15。

6.一种制备权利要求1所述防火复合门芯板材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在搅拌容器中按重量配比加入20％MgSO₄溶液后，依次加入抗裂纤维、有机硅、脲醛胶、硫酸铝钾、硬脂酸钙、早强剂、减水剂，然后再加入70％的水，进行搅拌，搅拌时间为1-2分钟；

(2)按重量配比加入氧化镁、氧化铝、废硅胶裂解残渣、高岭土、膨胀珍珠岩、硫铝酸盐水泥和铝酸盐水泥，搅拌均匀成料浆；

(3)按重量配比将发泡剂入剩余30％的水中搅拌成发泡剂溶液；

(4)由空气发泡机将步骤(3)的发泡剂溶液注入步骤(2)的料浆中发泡，发泡后搅拌均匀注入模具，12-14小时后成型脱模；

(5)成型脱模后，在常温常压下自然养护成为成品。