CN106587875A - 一种轻质高密度节能材料及其制备方法 - Google Patents

一种轻质高密度节能材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻质高密度节能材料及其制备方法，其由下列重量份的原料制成：粉煤灰10‑15份、珍珠岩8‑18份、钛铁矿石粉1‑4份、脱硫石膏3‑6份、水镁石纤维5‑9份、聚乙烯醇纤维5‑8份、羟丙基瓜尔豆胶2‑5份、肉豆蔻酰基谷氨酸钠2‑4份、偶氮二甲酸二异丙酯1‑3份、乙二醇二硬脂酸酯1‑2份、过氧化钙1‑2份、六偏磷酸钠2‑5份、减水剂1‑4份、稳定剂2‑3份、偶联剂1‑3份。制备而成的轻质高密度节能材料,其质量轻密度高，牢固抗压，隔热效果好。同时，还公开了这种轻质高密度节能材料的制备方法。

Description

一种轻质高密度节能材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及节能材料领域，特别涉及到一种轻质高密度节能材料及其制备方法。
背景技术
有机保温材料具有密度小、导热系数低、吸水性小、韧性好的优点。其最突出的问题是易燃烧，所用阻燃剂往往在几年后便会失效，燃烧时产生大量有毒黑烟；其次是使用寿命短，25年需要返修一次，会产生大量难处理垃圾；第三是生产和施工中会对环境产生污染，特别是垃圾中含有的有机保温材料和玻璃纤维，不易全部回收，可能反复污染空气和土壤。所以本发明选用生态环保的原材料，提高成品材料的密度，使其抗压、耐冲击、并且大幅度提高了保温隔热的性能。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种轻质高密度节能材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的轻质高密度节能材料，其质量轻密度高，牢固抗压，隔热效果好，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种轻质高密度节能材料，由下列重量份的原料制成：粉煤灰10-15份、珍珠岩8-18份、钛铁矿石粉1-4份、脱硫石膏3-6份、水镁石纤维5-9份、聚乙烯醇纤维5-8份、羟丙基瓜尔豆胶2-5 份、肉豆蔻酰基谷氨酸钠2-4份、偶氮二甲酸二异丙酯1-3份、乙二醇二硬脂酸酯1-2份、过氧化钙1-2份、六偏磷酸钠2-5份、减水剂1-4份、稳定剂2-3份、偶联剂1-3份。
优选地，所述减水剂为木质素磺酸镁、萘磺酸盐甲醛缩合物、蜜胺减水剂、甲基多萘磺酸钠中的一种或几种。
优选地，所述稳定剂为硬脂酸钡、月桂酸钡、亚磷酸三苯酯、环氧硬脂酸丁酯中的任意一种。
优选地，所述偶联剂选自三羟酰基钛酸异丙酯、三硬脂酰基钛酸异丙酯、醇胺脂肪酸钛酸酯、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯中的任意一种或几种。
所述的轻质高密度节能材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将粉煤灰、珍珠岩、钛铁矿石粉、脱硫石膏加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将水镁石纤维、聚乙烯醇纤维、羟丙基瓜尔豆胶、肉豆蔻酰基谷氨酸钠、偶氮二甲酸二异丙酯、稳定剂、偶联剂和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至200-260℃，反应时间为20分钟，搅拌速度为100-300转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入乙二醇二硬脂酸酯、过氧化钙、六偏磷酸钠、减水剂，搅拌均匀后静置1-2小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为100-150目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在惰性气体环境中养护1-2小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
优选地，所述惰性气体为二氧化碳气体。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的轻质高密度节能材料，以粉煤灰、珍珠岩、钛铁矿石粉、脱硫石膏、水镁石纤维、聚乙烯醇纤维为主要成分，通过加入羟丙基瓜尔豆胶、肉豆蔻酰基谷氨酸钠、偶氮二甲酸二异丙酯、乙二醇二硬脂酸酯、过氧化钙、六偏磷酸钠、减水剂、稳定剂、偶联剂，辅以研磨切割、高温混炼、冷却静置、过筛分选、注模养护、切割塑形等工艺，使得制备而成的轻质高密度节能材料，其质量轻密度高，牢固抗压，隔热效果好，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
（2）本发明的轻质高密度节能材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）按照重量份称取粉煤灰10份、珍珠岩8份、钛铁矿石粉1份、脱硫石膏3份、水镁石纤维5份、聚乙烯醇纤维5份、羟丙基瓜尔豆胶2 份、肉豆蔻酰基谷氨酸钠2份、偶氮二甲酸二异丙酯1份、乙二醇二硬脂酸酯1份、过氧化钙1份、六偏磷酸钠2份、木质素磺酸镁1份、硬脂酸钡2份、三羟酰基钛酸异丙酯1份；
（2）将粉煤灰、珍珠岩、钛铁矿石粉、脱硫石膏加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将水镁石纤维、聚乙烯醇纤维、羟丙基瓜尔豆胶、肉豆蔻酰基谷氨酸钠、偶氮二甲酸二异丙酯、硬脂酸钡、三羟酰基钛酸异丙酯和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至200℃，反应时间为20分钟，搅拌速度为100转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入乙二醇二硬脂酸酯、过氧化钙、六偏磷酸钠、木质素磺酸镁，搅拌均匀后静置1小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为100目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在二氧化碳气体环境中养护1小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
制得的轻质高密度节能材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）按照重量份称取粉煤灰12份、珍珠岩11份、钛铁矿石粉2份、脱硫石膏4份、水镁石纤维6份、聚乙烯醇纤维6份、羟丙基瓜尔豆胶3 份、肉豆蔻酰基谷氨酸钠2份、偶氮二甲酸二异丙酯1份、乙二醇二硬脂酸酯1份、过氧化钙1份、六偏磷酸钠3份、萘磺酸盐甲醛缩合物2份、月桂酸钡2份、三硬脂酰基钛酸异丙酯1份；
（2）将粉煤灰、珍珠岩、钛铁矿石粉、脱硫石膏加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将水镁石纤维、聚乙烯醇纤维、羟丙基瓜尔豆胶、肉豆蔻酰基谷氨酸钠、偶氮二甲酸二异丙酯、月桂酸钡、三硬脂酰基钛酸异丙酯和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至220℃，反应时间为20分钟，搅拌速度为150转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入乙二醇二硬脂酸酯、过氧化钙、六偏磷酸钠、萘磺酸盐甲醛缩合物，搅拌均匀后静置1.3小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为120目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在二氧化碳气体环境中养护1.3小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
制得的轻质高密度节能材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）按照重量份称取粉煤灰14份、珍珠岩15份、钛铁矿石粉3份、脱硫石膏5份、水镁石纤维8份、聚乙烯醇纤维7份、羟丙基瓜尔豆胶4 份、肉豆蔻酰基谷氨酸钠3份、偶氮二甲酸二异丙酯2份、乙二醇二硬脂酸酯2份、过氧化钙2份、六偏磷酸钠4份、蜜胺减水剂3份、亚磷酸三苯酯3份、醇胺脂肪酸钛酸酯2份；
（2）将粉煤灰、珍珠岩、钛铁矿石粉、脱硫石膏加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将水镁石纤维、聚乙烯醇纤维、羟丙基瓜尔豆胶、肉豆蔻酰基谷氨酸钠、偶氮二甲酸二异丙酯、亚磷酸三苯酯、醇胺脂肪酸钛酸酯和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至240℃，反应时间为20分钟，搅拌速度为200转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入乙二醇二硬脂酸酯、过氧化钙、六偏磷酸钠、蜜胺减水剂，搅拌均匀后静置1.7小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为120目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在二氧化碳气体环境中养护1.7小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
制得的轻质高密度节能材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）按照重量份称取粉煤灰15份、珍珠岩18份、钛铁矿石粉4份、脱硫石膏6份、水镁石纤维9份、聚乙烯醇纤维8份、羟丙基瓜尔豆胶5 份、肉豆蔻酰基谷氨酸钠4份、偶氮二甲酸二异丙酯3份、乙二醇二硬脂酸酯2份、过氧化钙2份、六偏磷酸钠5份、甲基多萘磺酸钠4份、环氧硬脂酸丁酯3份、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯3份；
（2）将粉煤灰、珍珠岩、钛铁矿石粉、脱硫石膏加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将水镁石纤维、聚乙烯醇纤维、羟丙基瓜尔豆胶、肉豆蔻酰基谷氨酸钠、偶氮二甲酸二异丙酯、环氧硬脂酸丁酯、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至260℃，反应时间为20分钟，搅拌速度为300转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入乙二醇二硬脂酸酯、过氧化钙、六偏磷酸钠、甲基多萘磺酸钠，搅拌均匀后静置2小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为150目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在二氧化碳气体环境中养护2小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
制得的轻质高密度节能材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）按照重量份称取粉煤灰10份、钛铁矿石粉1份、脱硫石膏3份、水镁石纤维5份、聚乙烯醇纤维5份、羟丙基瓜尔豆胶2 份、肉豆蔻酰基谷氨酸钠2份、偶氮二甲酸二异丙酯1份、过氧化钙1份、六偏磷酸钠2份、木质素磺酸镁1份、硬脂酸钡2份、三羟酰基钛酸异丙酯1份；
（2）将粉煤灰、钛铁矿石粉、脱硫石膏加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将水镁石纤维、聚乙烯醇纤维、羟丙基瓜尔豆胶、肉豆蔻酰基谷氨酸钠、偶氮二甲酸二异丙酯、硬脂酸钡、三羟酰基钛酸异丙酯和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至200℃，反应时间为20分钟，搅拌速度为100转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入过氧化钙、六偏磷酸钠、木质素磺酸镁，搅拌均匀后静置1小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为100目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在二氧化碳气体环境中养护1小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
制得的轻质高密度节能材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）按照重量份称取粉煤灰15份、珍珠岩18份、钛铁矿石粉4份、脱硫石膏6份、水镁石纤维9份、聚乙烯醇纤维8份、羟丙基瓜尔豆胶5 份、肉豆蔻酰基谷氨酸钠4份、乙二醇二硬脂酸酯2份、六偏磷酸钠5份、甲基多萘磺酸钠4份、环氧硬脂酸丁酯3份、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯3份；
（2）将粉煤灰、珍珠岩、钛铁矿石粉、脱硫石膏加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将水镁石纤维、聚乙烯醇纤维、羟丙基瓜尔豆胶、肉豆蔻酰基谷氨酸钠、环氧硬脂酸丁酯、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至260℃，反应时间为20分钟，搅拌速度为300转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入乙二醇二硬脂酸酯、六偏磷酸钠、甲基多萘磺酸钠，搅拌均匀后静置2小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为150目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在二氧化碳气体环境中养护2小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
制得的轻质高密度节能材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的制得的轻质高密度节能材料进行导热系数、干密度、抗压强度和抗渗压力这几项性能测试。
表1
导热系数（W/m.K,22℃) 干密度kg/m3 抗压强度Mpa 抗渗压力Mpa,28天
实施例1 0.064 508 6.11 1.84
实施例2 0.061 501 6.01 1.88
实施例3 0.062 503 6.11 1.89
实施例4 0.063 501 6.32 1.83
对比例1 0.089 414 3.52 0.63
对比例2 0.083 427 3.83 0.83
本发明的轻质高密度节能材料，以粉煤灰、珍珠岩、钛铁矿石粉、脱硫石膏、水镁石纤维、聚乙烯醇纤维为主要成分，通过加入羟丙基瓜尔豆胶、肉豆蔻酰基谷氨酸钠、偶氮二甲酸二异丙酯、乙二醇二硬脂酸酯、过氧化钙、六偏磷酸钠、减水剂、稳定剂、偶联剂，辅以研磨切割、高温混炼、冷却静置、过筛分选、注模养护、切割塑形等工艺，使得制备而成的轻质高密度节能材料，其质量轻密度高，牢固抗压，隔热效果好，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的轻质高密度节能材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种轻质高密度节能材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：粉煤灰10-15份、珍珠岩8-18份、钛铁矿石粉1-4份、脱硫石膏3-6份、水镁石纤维5-9份、聚乙烯醇纤维5-8份、羟丙基瓜尔豆胶2-5 份、肉豆蔻酰基谷氨酸钠2-4份、偶氮二甲酸二异丙酯1-3份、乙二醇二硬脂酸酯1-2份、过氧化钙1-2份、六偏磷酸钠2-5份、减水剂1-4份、稳定剂2-3份、偶联剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的轻质高密度节能材料，其特征在于：所述减水剂为木质素磺酸镁、萘磺酸盐甲醛缩合物、蜜胺减水剂、甲基多萘磺酸钠中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的轻质高密度节能材料，其特征在于：所述稳定剂为硬脂酸钡、月桂酸钡、亚磷酸三苯酯、环氧硬脂酸丁酯中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的轻质高密度节能材料，其特征在于：所述偶联剂选自三羟酰基钛酸异丙酯、三硬脂酰基钛酸异丙酯、醇胺脂肪酸钛酸酯、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1～4任一所述的轻质高密度节能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将粉煤灰、珍珠岩、钛铁矿石粉、脱硫石膏加入三辊研磨机中进行切割粉碎，搅拌速度为50转/分钟，研磨机功率550W;
（3）将水镁石纤维、聚乙烯醇纤维、羟丙基瓜尔豆胶、肉豆蔻酰基谷氨酸钠、偶氮二甲酸二异丙酯、稳定剂、偶联剂和步骤（2）的研磨粉碎物混合加入高温混炼炉，加热至200-260℃，反应时间为20分钟，搅拌速度为100-300转/分钟；
（4）将步骤（3）的混合物冷却至室温，加入乙二醇二硬脂酸酯、过氧化钙、六偏磷酸钠、减水剂，搅拌均匀后静置1-2小时;
（5）将步骤（4）的静置混合物过筛分选，筛孔径为100-150目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物注入模具，在惰性气体环境中养护1-2小时，然后脱模，切割成型，即得成品。
6.根据权利要求5所述的轻质高密度节能材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中，惰性气体为二氧化碳气体。
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