CN106830947A - 一种轻质高强建筑保温板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻质高强建筑保温板的制备方法，包括以下步骤：将锂长石、废玻璃陶瓷粉、氧化锆、二氧化硅溶胶混合搅拌均匀，然后利用滚筒球磨机球磨2‑6h，得到混合浆料1；向上述混合胶料1中加入粉体修饰剂、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡，采用滚筒机继续球磨1‑4h，得到混合浆料2，用冰醋酸或氨水调节上述混合浆料2的pH；并在1000‑4000rpm下搅拌10‑40min，然后在石膏板上注模，干燥，得到干燥坯体；将上述干燥坯体放入马弗炉中在1650℃下烧结，然后退火、冷却、切割、得到建筑保温板。该方法制得的保温板孔隙率高达98％，且机械性能优异，保温性能好。

Description

一种轻质高强建筑保温板的制备方法
技术领域：
本发明涉及建筑材料领域，具体的涉及一种轻质高强建筑保温板的制备方法。
背景技术：
轻质发泡陶瓷保温板是一种新型的无机陶瓷保温板材，以陶土尾矿、陶瓷碎片、河(湖)道淤泥、掺加料等作为主要原料，采用先进的生产工艺和发泡技术，经高温焙烧而成的高气孔率的闭孔陶瓷材料，适用于建筑外墙外保温、防火隔离带、建筑自保温冷热桥处理等。产品具有防火阻燃、变形系数小、抗老化、性能稳定、生态环保性好、与墙基层和抹面层相容性好、安全稳固性好、可与建筑物同寿命。更重要的是材料防火等级为A1级，克服有机保温材料怕明火、易老化的致命弱点，填补了建筑无机保温材料的国内空白。
但是目前常用的发泡陶瓷保温板要不孔隙率不够，使得材料的保温性能不好，或者孔隙率达到标准，但是保温板的力学性能会下降。因此，如何制得一种孔隙率大、机械性能优异的陶瓷保温板成为国内研究热点。
发明内容：
本发明的目的是提供一种轻质高强建筑保温板的制备方法，该方法制得的保温板力学性能好，保温性能优异，且制备成本低。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种轻质高强建筑保温板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂长石、废玻璃陶瓷粉、氧化锆、二氧化硅溶胶混合搅拌均匀，然后利用滚筒球磨机球磨2-6h，得到混合浆料1；
(2)向上述混合胶料1中加入粉体修饰剂、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡，采用滚筒机继续球磨1-4h，得到混合浆料2，用冰醋酸或氨水调节上述混合浆料2的pH；并在1000-4000rpm下搅拌10-40min，然后在石膏板上注模，常温常压干燥，得到干燥坯体；
(3)将上述干燥坯体放入马弗炉中烧结，然后退火、冷却、切割、得到建筑保温板。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述二氧化硅溶胶颗粒粒径为15-30nm。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述粉体修饰剂为癸酸、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述烧结时，首先以10℃/min的升温速率升温至1300℃，保温20-40min，然后以7℃/min的升温速率升温至1460℃，保温30-50min，最后以4℃/min的升温速率升温至1650℃，保温35-60min。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述混合浆料1中固相含量分别为：锂长石5-7wt％、废玻璃陶瓷粉10-30wt％、氧化锆2-4.6wt％、二氧化硅溶胶1-3wt％。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，混合浆料2中，粉体修饰剂、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡与废玻璃陶瓷粉的质量比为(0.5-1.1)：(1-2)：(3-5.2)：(1-4)：20。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述混合浆料的pH为3.0-9.5。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明在保温板的制备中采用废玻璃陶瓷粉作为主要原料，有效节约了制备成本，且加入适量的氧化锆，有效提高了保温板的机械强度；
(2)本发明在保温板的制备中加入适量的二氧化硅溶胶，提高了干燥泡沫坯体的强度，制得的保温板孔隙率高，保温性能好，机械强度大；
(3)本发明合理控制保温板各组分的含量和烧结条件；使得制得的保温板抗压强度高达11.5MPa，孔隙率高达98％，保温性能优异。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种轻质高强建筑保温板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂长石、废玻璃陶瓷粉、氧化锆、二氧化硅溶胶混合搅拌均匀，然后利用滚筒球磨机球磨2h，得到混合浆料1；其中，混合浆料1固相含量分别为：锂长石5wt％、废玻璃陶瓷粉10wt％、氧化锆2wt％、二氧化硅溶胶1wt％；
(2)向上述混合胶料1中加入癸酸、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡，采用滚筒机继续球磨1h，得到混合浆料2，用冰醋酸或氨水调节上述混合浆料2的pH至4.5；并在1000rpm下搅拌10min，然后在石膏板上注模，常温常压干燥，得到干燥坯体；其中，混合浆料2中，癸酸、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡与废玻璃陶瓷粉的质量比为0.5：1：3：1：20；
(3)将上述干燥坯体放入马弗炉中烧结，烧结时首先以10℃/min的升温速率升温至1300℃，保温20min，然后以7℃/min的升温速率升温至1460℃，保温30min，最后以4℃/min的升温速率升温至1650℃，保温35min，然后退火、冷却、切割、得到建筑保温板。
实施例2
一种轻质高强建筑保温板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂长石、废玻璃陶瓷粉、氧化锆、二氧化硅溶胶混合搅拌均匀，然后利用滚筒球磨机球磨3h，得到混合浆料1；其中，混合浆料1固相含量分别为：锂长石5.5wt％、废玻璃陶瓷粉15wt％、氧化锆3wt％、二氧化硅溶胶1.5wt％；
(2)向上述混合胶料1中加入十六烷基硫酸钠、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡，采用滚筒机继续球磨2h，得到混合浆料2，用冰醋酸或氨水调节上述混合浆料2的pH至6.5；并在2000rpm下搅拌20min，然后在石膏板上注模，常温常压干燥，得到干燥坯体；其中，混合浆料2中，十六烷基硫酸钠、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡与废玻璃陶瓷粉的质量比为0.7：1.2：4：2：20；
(3)将上述干燥坯体放入马弗炉中烧结，烧结时首先以10℃/min的升温速率升温至1300℃，保温25min，然后以7℃/min的升温速率升温至1460℃，保温35min，最后以4℃/min的升温速率升温至1650℃，保温40min，然后退火、冷却、切割、得到建筑保温板。
实施例3
一种轻质高强建筑保温板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂长石、废玻璃陶瓷粉、氧化锆、二氧化硅溶胶混合搅拌均匀，然后利用滚筒球磨机球磨4h，得到混合浆料1；其中，混合浆料1固相含量分别为：锂长石6wt％、废玻璃陶瓷粉20wt％、氧化锆3wt％、二氧化硅溶胶2wt％；
(2)向上述混合胶料1中加入十八烷基硫酸钠、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡，采用滚筒机继续球磨3h，得到混合浆料2，用冰醋酸或氨水调节上述混合浆料2的pH至6.5；并在3000rpm下搅拌30min，然后在石膏板上注模，常温常压干燥，得到干燥坯体；其中，混合浆料2中，十八烷基硫酸钠、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡与废玻璃陶瓷粉的质量比为0.9：1.4：4.5：3：20；
(3)将上述干燥坯体放入马弗炉中在1650℃下烧结，烧结时首先以10℃/min的升温速率升温至1300℃，保温30min，然后以7℃/min的升温速率升温至1460℃，保温40min，最后以4℃/min的升温速率升温至1650℃，保温45min，然后退火、冷却、切割、得到建筑保温板。
实施例4
一种轻质高强建筑保温板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂长石、废玻璃陶瓷粉、氧化锆、二氧化硅溶胶混合搅拌均匀，然后利用滚筒球磨机球磨5h，得到混合浆料1；其中，混合浆料1固相含量分别为：锂长石6.5wt％、废玻璃陶瓷粉25wt％、氧化锆4.2wt％、二氧化硅溶胶2.5wt％；
(2)向上述混合胶料1中加入十二烷基硫酸钠、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡，采用滚筒机继续球磨3.5h，得到混合浆料2，用冰醋酸或氨水调节上述混合浆料2的pH至7.5；并在3500rpm下搅拌35min，然后在石膏板上注模，常温常压干燥，得到干燥坯体；其中，混合浆料2中，十二烷基硫酸钠、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡与废玻璃陶瓷粉的质量比为1.1：1.6：4.7：3：20；
(3)将上述干燥坯体放入马弗炉中烧结，烧结时首先以10℃/min的升温速率升温至1300℃，保温35min，然后以7℃/min的升温速率升温至1460℃，保温45min，最后以4℃/min的升温速率升温至1650℃，保温50min，然后退火、冷却、切割、得到建筑保温板。
实施例5
一种轻质高强建筑保温板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂长石、废玻璃陶瓷粉、氧化锆、二氧化硅溶胶混合搅拌均匀，然后利用滚筒球磨机球磨6h，得到混合浆料1；其中，混合浆料1固相含量分别为：锂长石7wt％、废玻璃陶瓷粉30wt％、氧化锆4.6wt％、二氧化硅溶胶3wt％；
(2)向上述混合胶料1中加入癸酸、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡，采用滚筒机继续球磨4h，得到混合浆料2，用冰醋酸或氨水调节上述混合浆料2的pH至4.5；并在4000rpm下搅拌10min，然后在石膏板上注模，常温常压干燥，得到干燥坯体；其中，混合浆料2中，癸酸、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡与废玻璃陶瓷粉的质量比为1.1：2：5.2：4：20；
(3)将上述干燥坯体放入马弗炉中烧结，烧结时首先以10℃/min的升温速率升温至1300℃，保温40min，然后以7℃/min的升温速率升温至1460℃，保温50min，最后以4℃/min的升温速率升温至1650℃，保温60min，然后退火、冷却、切割、得到建筑保温板。
对比例1
一种轻质高强建筑保温板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂长石、废玻璃陶瓷粉、氧化锆混合搅拌均匀，然后利用滚筒球磨机球磨6h，得到混合浆料1；其中，混合浆料1固相含量分别为：锂长石7wt％、废玻璃陶瓷粉30wt％、氧化锆4.6wt％；
(2)向上述混合胶料1中加入癸酸、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡，采用滚筒机继续球磨4h，得到混合浆料2，用冰醋酸或氨水调节上述混合浆料2的pH至4.5；并在4000rpm下搅拌10min，然后在石膏板上注模，常温常压干燥，得到干燥坯体；其中，混合浆料2中，癸酸、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡与废玻璃陶瓷粉的质量比为1.1：2：5.2：4：20；
(3)将上述干燥坯体放入马弗炉中烧结，烧结时首先以10℃/min的升温速率升温至1300℃，保温40min，然后以7℃/min的升温速率升温至1460℃，保温50min，最后以4℃/min的升温速率升温至1650℃，保温60min，然后退火、冷却、切割、得到建筑保温板。
对比例2
一种轻质高强建筑保温板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂长石、废玻璃陶瓷粉、二氧化硅溶胶混合搅拌均匀，然后利用滚筒球磨机球磨6h，得到混合浆料1；其中，混合浆料1固相含量分别为：锂长石7wt％、废玻璃陶瓷粉30wt％、二氧化硅溶胶3wt％；
(2)向上述混合胶料1中加入癸酸、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡，采用滚筒机继续球磨4h，得到混合浆料2，用冰醋酸或氨水调节上述混合浆料2的pH至4.5；并在4000rpm下搅拌10min，然后在石膏板上注模，常温常压干燥，得到干燥坯体；其中，混合浆料2中，癸酸、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡与废玻璃陶瓷粉的质量比为1.1：2：5.2：4：20；
(3)将上述干燥坯体放入马弗炉中烧结，烧结时首先以10℃/min的升温速率升温至1300℃，保温40min，然后以7℃/min的升温速率升温至1460℃，保温50min，最后以4℃/min的升温速率升温至1650℃，保温60min，然后退火、冷却、切割、得到建筑保温板。
下面对本发明制得的保温板进行性能测试，测试结果如下：
孔隙率，％ 抗压强度，MPa 导热系数，W/m·k
实施例1 93.9 10.9 0.04
实施例2 96.5 11.2 0.04
实施例3 97.5 11.5 0.05
实施例4 97.9 11.4 0.04
实施例5 98 11.2 0.03
对比例1 55 9.0 0.26
对比例2 88 5.3 0.08
从上述数据来看，对比文件1与实施例5相比，没有添加二氧化硅溶胶的保温板孔隙率较低，保温性能也较差；对比文件2与实施例5相比，没有添加氧化锆，制得的保温板的抗压强度较差，而本发明在保温板的制备中添加适量的氧化锆和二氧化硅溶胶，使得制得的保温板在孔隙率达98％的情况下也具有优异的机械性能。

Claims (7)

1.一种轻质高强建筑保温板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将锂长石、废玻璃陶瓷粉、氧化锆、二氧化硅溶胶混合搅拌均匀，然后利用滚筒球磨机球磨2-6h，得到混合浆料1；
(2)向上述混合胶料1中加入粉体修饰剂、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡，采用滚筒机继续球磨1-4h，得到混合浆料2，用冰醋酸或氨水调节上述混合浆料2的pH；并在1000-4000rpm下搅拌10-40min，然后在石膏板上注模，常温常压干燥，得到干燥坯体；
(3)将上述干燥坯体放入马弗炉中烧结，然后退火、冷却、切割、得到建筑保温板。
2.如权利要求1所述的一种轻质高强建筑保温板的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述二氧化硅溶胶颗粒粒径为15-30nm。
3.如权利要求1所述的一种轻质高强建筑保温板的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述粉体修饰剂为癸酸、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种。
4.如权利要求1所述的一种轻质高强建筑保温板的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述烧结时，首先以10℃/min的升温速率升温至1300℃，保温20-40min，然后以7℃/min的升温速率升温至1460℃，保温30-50min，最后以4℃/min的升温速率升温至1650℃，保温35-60min。
5.如权利要求1所述的一种轻质高强建筑保温板的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述混合浆料1中固相含量分别为：锂长石5-7wt％、废玻璃陶瓷粉10-30wt％、氧化锆2-4.6wt％、二氧化硅溶胶1-3wt％。
6.如权利要求1所述的一种轻质高强建筑保温板的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，混合浆料2中，粉体修饰剂、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯蜡与废玻璃陶瓷粉的质量比为(0.5-1.1)：(1-2)：(3-5.2)：(1-4)：20。
7.如权利要求1所述的一种轻质高强建筑保温板的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述混合浆料的pH为3.0-9.5。
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