CN105272158B - 复合保温板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型的复合保温板及其制备方法，利用固体废弃物粉煤灰为主要原料经一次烧结制备得到。采用本发明方法制备复合保温板，解决了粉煤灰综合利用率低、污染环境的现状，基体层和隔热层都采用固体废弃物粉煤灰，大大降低了复合保温板的成本，提高粉煤灰产品利用的附加值；另外，一次烧结后基体层与保温层结合良好，无须采用粘结材料，使基体与保温层一次烧结一体化。本方法实现了垃圾物料的资源化，减少了粉煤灰因填埋占用的场地资源，既符合节能、利废、环保的要求，且制成的复合保温板强度高、耐火保温性能好、防水防虫害，有利于在实践中推广应用，具有重要的经济、社会与生态环保意义。

Description

复合保温板及其制备方法

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物综合利用领域，具体地说，涉及一种以粉煤灰为主要原料经一次烧结制备复合保温板的新方法。

背景技术

粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质的混合材料，是燃煤电厂排出的主要固体废弃物，同时也是我国当前排量较大的工业废渣之一。随着中国经济的持续高速增长，煤炭的使用量也逐年增加，其中电力行业是用煤大户，耗煤量占到了全国煤炭消费总量的一半以上。

粉煤灰是火力发电的必然产物，粉煤灰的产量随着火电发电装机数量的增加而提高。现在普遍认为中国粉煤灰的综合回收利用率能达到60％以上，但据2010年对中国粉煤灰的调查报告显示，实际情况是中国目前的粉煤灰综合利用率只有30％左右，也就是说每年至少有2.63亿吨的粉煤灰需要在灰场进行处置贮存。因此，开发高效大量利用粉煤灰的新技术仍然是一项艰巨的任务。

节能减排是当今社会的主题，众所周知，建筑行业是一个高能耗的产业，提倡使用节能保温的建筑材料。目前从世界各地的保温系统应用情况来看，我国与德国、美国的建筑保温系统主要是以外墙保温系统为主，在法国和英国，建筑保温系统以内保温系统为主。

我国从1986年首次颁布了《民用建筑设计标准》(采暖居住建筑部分)，实施的建筑节能标准指标从最初30％提高到50％、65％，部分大城市已经提高到75％。国家对保温材料及保温系统的防火性能提出了更高要求，保温隔热材料有了突飞猛进的发展。目前市场上常用的保温材料有岩棉、复合聚苯板、改型聚苯板、聚氨酯复合保温板、玻璃棉制品、VIP真空保温板、膨胀珍珠岩制品、泡沫玻璃、泡沫混凝土、无机保温砂浆等材料。

因此针对目前粉煤灰利用不充分，造成污染环境，以及保温隔热材料广泛的应用前景，利用粉煤灰制备保温隔热材料在增加粉煤灰的附加值，开拓工业固体废弃物粉煤灰新用途的同时，也能够降低保温隔热材料的制造成本，缓解其制备原料紧缺的现状。

CN102557559A公开了一种无机建筑外墙保温隔热材料及制作工艺，通过将制备好的硬质钙石浆料与粉煤灰混合，进行压制烘干得到保温隔热材料。该工艺前期需要对原料进行严格规范的处理，操作成本较高。且制得的产品在实际使用过程中未能很好的与墙体层结合。

CN102850022A公开了一种水泥基保温隔热材料及制作工艺，其以水泥作为主要基体材料，通过加入聚苯乙烯颗粒、膨胀珍珠岩等作为造孔颗粒，加入少量粉煤灰作为骨料，再加入一些其他原料通过蒸压得到保温隔热材料。该工艺中原料种类繁多，须对其进行严格的操作处理才能得到性能良好的产品，大大增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种以粉煤灰为主要原料经一次烧结制备复合保温板的新方法。

本发明的另一目的是提供由上述方法制备的新型复合保温板。

为了实现本发明目的，本发明提供的一种复合保温板，由基体层和保温层组成，所述基体层是以粉煤灰、粘土和石英为原料加工制成，所述保温层是以粉煤灰、废弃玻璃、粘土和长石为原料加工制成。

具体地，所述基体层由如下重量份的各原料加工制成：粉煤灰30-80、粘土10-20和石英5-50。所述保温层由如下重量份的各原料加工制成：粉煤灰30+50、废弃玻璃40-50、粘土5-15和长石5。

优选地，所述基体层由如下重量份的各原料加工制成：粉煤灰80、粘土10和石英10，所述保温层由如下重量份的各原料加工制成：粉煤灰50、废弃玻璃40、粘土5和长石5。

更优选地，本发明中使用的粘土为怀仁粘土，粉煤灰为山西朔州神头电厂粉煤灰，长石为钾长石。

本发明还提供所述复合保温板的制备方法，包括以下步骤：

1)将粉煤灰、粘土和石英按比例混合，然后进行烘干、造粒、高压成型，制成复合保温板基体；

2)将粉煤灰、废弃玻璃、粘土和长石按比例混合，然后进行烘干、造粒，将所得物料覆盖在上述基体表面，通过二次加压在基体表面形成保温层，即得复合保温板坯体；

3)坯体经高温煅烧(高温烧结)后进行表面处理，得到复合保温板成品。

前述的方法，步骤1)和2)中使用的压力范围为35-55Mpa。

前述的方法，步骤1)和2)中造粒后所得颗粒状物料的粒径≤48μm。

前述的方法，步骤1)和2)中烘干条件为：85℃烘干10h。

前述的方法，步骤3)中所述坯体在1200-1400℃下煅烧1-4小时。

前述的方法，步骤3)中进行表面处理包括研磨抛光，平坦化处理等处理工艺。

本发明提供的以粉煤灰为主要原料经一次烧结制备复合保温板的方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

步骤一：将固体废弃物粉煤灰与粘土、石英按照一定配料比依次投入搅拌机、烘干机、造粒机，进行搅拌、烘干、造粒，得到混合均匀的颗粒状基体层物料；

步骤二：将粉煤灰、废弃玻璃、长石与粘土按照一定配料比依次投入搅拌机、烘干机、造粒机，进行搅拌、烘干、造粒，得到混合均匀的颗粒状保温层物料；

步骤三：将步骤一得到的基体层物料投入模具中通过高压成型得到基体；再将步骤二得到的保温层物料投入模具中通过二次加压得到复合保温板的坯体；

步骤四：将步骤三得到的复合保温板坯体放入高温炉中进行高温煅烧；

步骤五：将步骤四得到的煅烧后复合保温板进行表面处理，包括研磨抛光，平坦化处理，得到复合保温板成品。

采用本发明方法制备的复合保温板的性能指标如下：

导热系数：0.15-0.35W/(m·K)

抗折强度：30-50MPa

耐火性能：一级耐火

本发明利用固体废弃物粉煤灰一次烧结制备复合保温板，解决了粉煤灰综合利用率低、污染环境的现状，基体层和隔热层都采用固体废弃物粉煤灰，大大降低了复合保温板的成本，提高粉煤灰产品利用的附加值，另外，一次烧结后基体层与保温层结合良好，无须采用粘结材料，使基体与保温层一次烧结一体化。本方法实现了垃圾物料的资源化，减少了粉煤灰因填埋占用的场地资源，既符合节能、利废、环保的要求，且制成的复合保温板强度高、耐火保温性能好、防水防虫害，有利于在实践中推广应用，具有重要的经济、社会与生态环保意义。本发明的复合保温板可广泛应用于复合保温墙板等保温材料制造领域。

附图说明

图1为本发明实施例1-3中利用粉煤灰一次烧结制备复合保温板的工艺流程图。

图2为本发明实施例3中制备的复合保温板切面示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

以下实施例中涉及的各原料用量均为重量份。

以下实施例中涉及的粘土为怀仁粘土，粉煤灰为山西朔州神头电厂粉煤灰，长石为钾长石。

实施例1利用粉煤灰一次烧结制备复合保温板

将粉煤灰30份，粘土20份，石英50份投入到搅拌机搅拌10h，然后在烘干机中85℃下烘干10h，再投入到造粒机中进行造粒。将颗粒状物料在35MPa压力下高压成型，制成实心型的复合保温板基体。将粉煤灰30份，废弃玻璃50份，粘土15份，长石5份投入到搅拌机搅拌10h，然后在烘干机中85℃下烘干10h，再投入到造粒机中进行造粒。将颗粒状物料投入模具中在35MPa压力下二次加压成型，制成复合保温板坯体，在窑炉中经1400℃煅烧3h得到复合保温板，表面保温层再经过研磨抛光，平坦化处理，最终得到复合保温板成品。

实施例2利用粉煤灰一次烧结制备复合保温板

将粉煤灰50份，粘土15份，石英35份投入到搅拌机搅拌10h，然后在烘干机中85℃下烘干10h，再投入到造粒机中进行造粒。将颗粒状物料在45MPa压力下高压成型，制成实心型的复合保温板基体。将粉煤灰40份，废弃玻璃40份，粘土15份，长石5份投入到搅拌机搅拌10h，然后在烘干机中85℃下烘干10h，再投入到造粒机中进行造粒。将颗粒状物料投入模具中在45MPa压力下二次加压成型，制成复合保温板坯体，在窑炉中经1300℃煅烧3h得到复合保温板，表面保温层再经过研磨抛光，平坦化处理，最终得到复合保温板成品。

实施例3利用粉煤灰一次烧结制备复合保温板

将粉煤灰80份，粘土10份，石英10份投入到搅拌机搅拌10h，然后在烘干机中85℃下烘干10h，再投入到造粒机中进行造粒。将颗粒状物料在55MPa压力下高压成型，制成实心型的复合保温板基体。将粉煤灰50份，废弃玻璃40份，粘土5份，长石5份投入到搅拌机搅拌10h，然后在烘干机中85℃下烘干10h，再投入到造粒机中进行造粒。将颗粒状物料投入模具中在55MPa压力下二次加压成型，制成复合保温板坯体，在窑炉中经1200℃煅烧3h得到复合保温板，表面保温层再经过研磨抛光，平坦化处理，最终得到复合保温板成品。

实施例1-3中利用粉煤灰一次烧结制备复合保温板的工艺流程图如图1所示。

实施例1-3中制备的复合保温板的性能指标如表1所示。

表1复合保温板的性能指标

复合保温板	强度(MPa)	耐火性能	导热系数(W/(m·K))
				实施例1	48	一级	0.35
实施例2	40	一级	0.26
				实施例3	32	一级	0.18

实施例3中制备的复合保温板切面示意图如图2所示。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种复合保温板，其特征在于，所述复合保温板由基体层和保温层组成，所述基体层是以粉煤灰、粘土和石英为原料加工制成，所述保温层是以粉煤灰、废弃玻璃、粘土和长石为原料加工制成；

所述基体层由如下重量份的各原料加工制成：粉煤灰30-80、粘土10-20和石英5-50；

所述保温层由如下重量份的各原料加工制成：粉煤灰30-50、废弃玻璃40-50、粘土5-15和长石5。

2.根据权利要求1所述的复合保温板，其特征在于，所述基体层由如下重量份的各原料加工制成：粉煤灰80、粘土10和石英10，所述保温层由如下重量份的各原料加工制成：粉煤灰50、废弃玻璃40、粘土5和长石5。

3.权利要求1或2所述复合保温板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将粉煤灰、粘土和石英按比例混合，然后进行烘干、造粒、高压成型，制成复合保温板基体；

2)将粉煤灰、废弃玻璃、粘土和长石按比例混合，然后进行烘干、造粒，将所得物料覆盖在上述基体表面，通过二次加压在基体表面形成保温层，即得复合保温板坯体；

3)坯体经高温煅烧后进行表面处理，得到复合保温板成品。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)和2)中使用的压力范围为35-55Mpa。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)和2)中造粒后所得颗粒状物料的粒径≤48μm。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)和2)中烘干条件为：85℃烘干10h。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述坯体在1200-1400℃下煅烧1-4小时。

8.根据权利要求3-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中进行表面处理包括研磨抛光，平坦化处理。