CN107009488A - 一种轻质隔热瓦片的制备方法 - Google Patents

一种轻质隔热瓦片的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻质隔热瓦片的制备方法，属于防水隔热材料制备技术领域。本发明先通过热力作用使猪皮内部孔隙膨胀，经温水泡发形成疏松多孔的结构，接着以多孔猪皮为模板，浸入多巴胺溶液中，多巴胺在溶解氧的作用下发生氧化交联反应，形成强力附着在多孔猪皮的表面以及孔隙中，再利用多巴胺的初期螯合性螯合钙离子，钙离子和硅酸根反应生成硅酸钙沉积在模板上，经煅烧去除模板后得到空心隔热填料，与其他原料混合后烧制即可得轻质隔热瓦片，本发明充分利用了硅酸钙的低导热系数，将其作为隔热填料，并且制成空心结构，有效降低了瓦片的质量，使其具有极佳隔热性能的同时又质轻容易施工，具有广阔的应用前景。

Description

一种轻质隔热瓦片的制备方法
技术领域
本发明涉及一种轻质隔热瓦片的制备方法，属于防水隔热材料制备技术领域。
背景技术
瓦片是重要的屋面防水材料，一般用泥土烧成，也有用水泥等材料制成的，形状有拱形的、平的或半个圆筒形的等，用于盖房子。瓦片是人类住宅的必用基本构件，其作用是防雨和隔热，它能经日晒雨淋而多年不坏。而普通瓦片在隔热效果上就显得不是很理想，特别是夏季直接接受烈日曝晒，室内温度可达40多度，和下层的室温相差十几度。因而，居住在顶层的居民在夏季日夜要受高温的蒸烤。到了冬季由于屋面薄，保温性能差，因而又要受严寒的考验。普通瓦片是用泥条盘筑拍制的，具体制法是先用泥条盘筑成圆周形的陶坯，然后将坯筒剖开，四剖或六剖为板瓦，对剖为筒瓦，然后入窑烧制而得；但存在隔热效果差，质量大造成施工不方便的问题。
而随着现代建筑工程的发展，楼层越建越高，所以对建筑材料的要求也朝着轻质化方向发展，轻质化建筑材料施工简单便捷，可以降低劳动强度，加快施工进度，节约工程总造价，能满足不同客户对现代建筑室内外环境的要求。
因此发明一种隔热效果好，质轻易施工的新型隔热瓦片对建筑技术领域具有积极的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前普通瓦片的隔热效果差，质量大造成施工不方便的缺陷，提供了一种轻质隔热瓦片的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）将生猪皮和水混合煮制15～20min，取出煮制后的猪皮并刮除猪皮内侧油脂，将刮除油脂后的猪皮晾置5～7天，最后将晾干的猪皮油炸至表面蓬松，颜色变黄为止，得到油炸猪皮，再将油炸猪皮和水混合后，加热升温至40～50℃，静置泡发6～8h，得到疏松多孔的泡发猪皮，将泡发猪皮粉碎30～40min，筛选得到多孔泡发猪皮颗粒；
（2）将上述多孔泡发猪皮浸入质量浓度为2～3g/L的多巴胺溶液中，常温下静置浸渍5～6h，浸渍结束后过滤分离去除滤液，所得滤饼即为预改性多孔泡发猪皮颗粒，将上述预改性多孔泡发猪皮颗粒倒入去离子水中，再加入浓度为1mol/L氯化钙溶液，放置在摇床上振荡反应1～2h，得到模板悬浮液；
（3）将上述模板悬浮液转入反应釜中，并升高反应釜温度至60～80℃，启动搅拌器，再向反应釜中滴加浓度为1mol/L硅酸钠溶液，滴加结束后继续保温搅拌反应3～5h；
（4）待上述反应结束后，过滤分离得到滤渣，将所得滤渣移入马弗炉中煅烧，将煅烧产物随炉冷却至室温，得到自制空心隔热填料，按重量份数计，依次称取50～60份硅酸盐水泥、20～25份自制空心隔热填料、10～12份角闪石石棉纤维、10～20份纳米二氧化硅和150～250份水装入卧式混料机中，混料40～50min得瓦片浆料；
（5）将上述得到的瓦片浆料注入底部带有300目筛网的瓦片模具中，并对模具加压使浆料中的水分压出，自然固化干燥3～5天后，拆模得瓦坯，再将得到的瓦坯放入电窑中烧制，即可得到轻质隔热瓦片。
步骤（1）中所述的生猪皮和水的质量比为1:5，油炸猪皮和水的质量比为1:10，筛选得到多孔泡发猪皮颗粒的粒径为5～8mm。
步骤（2）中所述的多孔泡发猪皮和多巴胺溶液的质量比为1:10，预改性多孔泡发猪皮颗粒和去离子水的质量比为1:10，氯化钙溶液的加入量为去离子水质量的20～25%。
步骤（3）中所述的硅酸钠溶液滴加量为模板悬浮液质量的10～20%，滴加时间为20～30min。
步骤（4）中所述的煅烧温度为700～800℃，煅烧时间为5～7h。
步骤（5）中所述的加压压力为100～140kPa，加压时间为40～60min，电窑烧制条件为：以300℃烧制1～2h，500～600℃烧制2～3h，1000～1200℃烧制1～2h，1200～1230℃烧制1～2h。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明首先通过加热，利用热力作用使猪皮内部孔隙膨胀，经温水泡发形成疏松多孔的结构，接着以多孔猪皮为模板，浸入多巴胺溶液中，利用多巴胺在水中溶解氧的作用下发生氧化交联反应，形成强力附着在多孔猪皮的表面以及孔隙中的聚多巴胺复合膜层，再利用多巴胺膜层的初期螯合性螯合钙离子，钙离子和硅酸根反应生成硅酸钙沉积在模板上，经煅烧去除模板后得到空心隔热填料，所得填料质量轻，且硅酸钙的导热系数低，具有极佳的隔热性能，最后将制得空心隔热填料与其他原料混合后烧制即可得轻质隔热瓦片，充分利用了硅酸钙的低导热系数，将其作为隔热填料，不但提高了瓦片的隔热效果，并且制成空心结构，有效降低了瓦片的质量，使其具有极佳隔热性能的同时又质轻容易施工，可有效节约施工成本，缩短工期，制得的瓦片导热系数低于0.173W/（m·K），承载力达1550N以上。
具体实施方式
首先将生猪皮和水按质量比为1:5混合后，倒入锅中煮制15～20min，取出煮制后的猪皮，用刮刀刮除猪皮内侧油脂，将刮除油脂后的猪皮悬挂在通风处晾置5～7天，最后将晾干的猪皮放入油锅中炸至猪皮表面蓬松，颜色变黄为止，得到油炸猪皮；按质量比为1:10，将油炸猪皮和水混合后，加热升温至40～50℃，静置泡发6～8h，得到疏松多孔的泡发猪皮，将泡发猪皮移入粉碎机中粉碎30～40min，筛选得到粒径为5～8mm的多孔泡发猪皮颗粒；再按质量比为1:10，将多孔泡发猪皮浸入质量浓度为2～3g/L的多巴胺溶液中，常温下静置浸渍5～6h，浸渍结束后过滤分离去除滤液，所得滤饼即为预改性多孔泡发猪皮颗粒；然后按质量比为1:10，将预改性多孔泡发猪皮颗粒倒入去离子水中，再加入去离子水质量20～25%的浓度为1mol/L氯化钙溶液，放置在摇床上振荡反应1～2h，得到模板悬浮液；将模板悬浮液转入反应釜中，并升高反应釜温度至60～80℃，启动搅拌器后，再向反应釜中滴加模板悬浮液质量10～20%的浓度为1mol/L硅酸钠溶液，控制滴加速率使硅酸钠溶液在20～30min内滴加完毕，滴加结束后继续保温反应3～5h；待反应结束后，过滤分离得到滤渣，将所得滤渣移入马弗炉中，加热升温至700～800℃，保温煅烧5～7h后，将煅烧产物随炉冷却至室温，出料得到自制空心隔热填料；按重量份数计，依次称取50～60份硅酸盐水泥、20～25份自制空心隔热填料、10～12份角闪石石棉纤维、10～20份纳米二氧化硅和150～250份水装入卧式混料机中，混料40～50min得瓦片浆料；最后将得到的瓦片浆料注入底部带有300目筛网的瓦片模具中，并对模具加压至100～140kPa，保压40～60min使浆料中的水分压出，将模具置于室温下自然固化干燥3～5天后，拆模得瓦坯，再将得到的瓦坯放入电窑中，以300℃烧制1～2h，500～600℃烧制2～3h，1000～1200℃烧制1～2h，1200～1230℃烧制1～2h后，即可得到轻质隔热瓦片。
实例1
首先将生猪皮和水按质量比为1:5混合后，倒入锅中煮制15min，取出煮制后的猪皮，用刮刀刮除猪皮内侧油脂，将刮除油脂后的猪皮悬挂在通风处晾置5天，再将晾干的猪皮放入油锅中炸至猪皮表面蓬松，颜色变黄为止，得到油炸猪皮；按质量比为1:10，将油炸猪皮和水混合后，加热升温至40℃，静置泡发6h，得到疏松多孔的泡发猪皮，将泡发猪皮移入粉碎机中粉碎30min，筛选得到粒径为5mm的多孔泡发猪皮颗粒；再按质量比为1:10，将多孔泡发猪皮浸入质量浓度为2g/L的多巴胺溶液中，常温下静置浸渍5h，浸渍结束后过滤分离去除滤液，所得滤饼即为预改性多孔泡发猪皮颗粒；然后按质量比为1:10，将预改性多孔泡发猪皮颗粒倒入去离子水中，再加入去离子水质量20%的浓度为1mol/L氯化钙溶液，放置在摇床上振荡反应1h，得到模板悬浮液；将模板悬浮液转入反应釜中，并升高反应釜温度至60℃，启动搅拌器后，再向反应釜中滴加模板悬浮液质量10%的浓度为1mol/L硅酸钠溶液，控制滴加速率使硅酸钠溶液在20min内滴加完毕，滴加结束后继续保温反应3h；待反应结束后，过滤分离得到滤渣，将所得滤渣移入马弗炉中，加热升温至700℃，保温煅烧5h后，将煅烧产物随炉冷却至室温，出料得到自制空心隔热填料；按重量份数计，依次称取50份硅酸盐水泥、20份自制空心隔热填料、10份角闪石石棉纤维、10份纳米二氧化硅和150份水装入卧式混料机中，混料40min得瓦片浆料；最后将得到的瓦片浆料注入底部带有300目筛网的瓦片模具中，并对模具加压至100kPa，保压40min使浆料中的水分压出，将模具置于室温下自然固化干燥3天后，拆模得瓦坯，再将得到的瓦坯放入电窑中，以300℃烧制1h，500℃烧制2h，1000℃烧制1h，1200℃烧制1h后，即可得到轻质隔热瓦片。
先将墙体及檐口边均匀涂抹硅酮结构胶，涂抹完成，将本发明制得的轻质隔热瓦片沿屋面檐口处铺贴一层为初始层，控制初始层瓦片伸出檐口24mm，待初始层铺贴结束，铺设第一层，使其与初始层重叠，侧边竖缝错开300mm铺贴，第二层压住第一层使之外露142mm，同样侧边错缝300mm铺贴，以此类推，直至铺设完成，用钉子固定即可。
将本实施例所得的轻质隔热瓦片与普通瓦片进行检测，结果如表一所示。
检测仪器为：用导热系数测试仪测定导热系数，承载力测试仪测定承载力。
表一：轻质隔热瓦片
瓦片 性能 导热系数【W/（m·K）】 承载力【N】 质量【kg】
混凝土脊瓦瓦片 0.180 750 3.8
轻质隔热瓦片 0.171 1353 2.8
实例2
首先将生猪皮和水按质量比为1:5混合后，倒入锅中煮制18min，取出煮制后的猪皮，用刮刀刮除猪皮内侧油脂，将刮除油脂后的猪皮悬挂在通风处晾置6天，最后将晾干的猪皮放入油锅中炸至猪皮表面蓬松，颜色变黄为止，得到油炸猪皮；按质量比为1:10，将油炸猪皮和水混合后，加热升温至45℃，静置泡发7h，得到疏松多孔的泡发猪皮，将泡发猪皮移入粉碎机中粉碎35min，筛选得到粒径为7mm的多孔泡发猪皮颗粒；再按质量比为1:10，将多孔泡发猪皮浸入质量浓度为3g/L的多巴胺溶液中，常温下静置浸渍6h，浸渍结束后过滤分离去除滤液，所得滤饼即为预改性多孔泡发猪皮颗粒；然后按质量比为1:10，将预改性多孔泡发猪皮颗粒倒入去离子水中，再加入去离子水质量23%的浓度为1mol/L氯化钙溶液，放置在摇床上振荡反应2h，得到模板悬浮液；将模板悬浮液转入反应釜中，并升高反应釜温度至70℃，启动搅拌器后，再向反应釜中滴加模板悬浮液质量15%的浓度为1mol/L硅酸钠溶液，控制滴加速率使硅酸钠溶液在25min内滴加完毕，滴加结束后继续保温反应4h；待反应结束后，过滤分离得到滤渣，将所得滤渣移入马弗炉中，加热升温至750℃，保温煅烧6h后，将煅烧产物随炉冷却至室温，出料得到自制空心隔热填料；按重量份数计，依次称取55份硅酸盐水泥、23份自制空心隔热填料、11份角闪石石棉纤维、15份纳米二氧化硅和200份水装入卧式混料机中，混料45min得瓦片浆料；最后将得到的瓦片浆料注入底部带有300目筛网的瓦片模具中，并对模具加压至120kPa，保压50min使浆料中的水分压出，将模具置于室温下自然固化干燥4天后，拆模得瓦坯，再将得到的瓦坯放入电窑中，以300℃烧制2h，550℃烧制3h，1100℃烧制2h，1210℃烧制2h后，即可得到轻质隔热瓦片。
先将墙体及檐口边均匀涂抹硅酮结构胶，涂抹完成，将本发明制得的轻质隔热瓦片沿屋面檐口处铺贴一层为初始层，控制初始层瓦片伸出檐口25mm，待初始层铺贴结束，铺设第一层，使其与初始层重叠，侧边竖缝错开400mm铺贴，第二层压住第一层使之外露143mm，同样侧边错缝400mm铺贴，以此类推，直至铺设完成，用钉子固定即可。
将本实施例所得的轻质隔热瓦片与普通瓦片进行检测，结果如表二所示。
检测仪器为：用导热系数测试仪测定导热系数，承载力测试仪测定承载力。
表二：轻质隔热瓦片
瓦片 性能 导热系数【W/（m·K）】 承载力【N】 质量【kg】
脊瓦瓦片 0.176 788 3.2
轻质隔热瓦片 0.168 1378 2.9
实例3
首先将生猪皮和水按质量比为1:5混合后，倒入锅中煮制20min，取出煮制后的猪皮，用刮刀刮除猪皮内侧油脂，将刮除油脂后的猪皮悬挂在通风处晾置7天，最后将晾干的猪皮放入油锅中炸至猪皮表面蓬松，颜色变黄为止，得到油炸猪皮；按质量比为1:10，将油炸猪皮和水混合后，加热升温至50℃，静置泡发8h，得到疏松多孔的泡发猪皮，将泡发猪皮移入粉碎机中粉碎40min，筛选得到粒径为8mm的多孔泡发猪皮颗粒；再按质量比为1:10，将多孔泡发猪皮浸入质量浓度为3g/L的多巴胺溶液中，常温下静置浸渍6h，浸渍结束后过滤分离去除滤液，所得滤饼即为预改性多孔泡发猪皮颗粒；然后按质量比为1:10，将预改性多孔泡发猪皮颗粒倒入去离子水中，再加入去离子水质量25%的浓度为1mol/L氯化钙溶液，放置在摇床上振荡反应2h，得到模板悬浮液；将模板悬浮液转入反应釜中，并升高反应釜温度至80℃，启动搅拌器后，再向反应釜中滴加模板悬浮液质量20%的浓度为1mol/L硅酸钠溶液，控制滴加速率使硅酸钠溶液在30min内滴加完毕，滴加结束后继续保温反应5h；待反应结束后，过滤分离得到滤渣，将所得滤渣移入马弗炉中，加热升温至800℃，保温煅烧7h后，将煅烧产物随炉冷却至室温，出料得到自制空心隔热填料；按重量份数计，依次称取60份硅酸盐水泥、25份自制空心隔热填料、12份角闪石石棉纤维、20份纳米二氧化硅和250份水装入卧式混料机中，混料50min得瓦片浆料；最后将得到的瓦片浆料注入底部带有300目筛网的瓦片模具中，并对模具加压至140kPa，保压60min使浆料中的水分压出，将模具置于室温下自然固化干燥5天后，拆模得瓦坯，再将得到的瓦坯放入电窑中，以300℃烧制2h，600℃烧制3h，1200℃烧制2h，1230℃烧制2h后，即可得到轻质隔热瓦片。
先将墙体及檐口边均匀涂抹硅酮结构胶，涂抹完成，将本发明制得的轻质隔热瓦片沿屋面檐口处铺贴一层为初始层，控制初始层瓦片伸出檐口26mm，待初始层铺贴结束，铺设第一层，使其与初始层重叠，侧边竖缝错开500mm铺贴，第二层压住第一层使之外露145mm，同样侧边错缝500mm铺贴，以此类推，直至铺设完成，用钉子固定即可。
将本实施例所得的轻质隔热瓦片与普通瓦片进行检测，结果如表三所示。
检测仪器为：用导热系数测试仪测定导热系数，承载力测试仪测定承载力。
表三：轻质隔热瓦片
瓦片 性能 导热系数【W/（m·K）】 承载力【N】 质量【kg】
平瓦瓦片 0.184 810 3.0
轻质隔热瓦片 0.162 1412 2.8
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种轻质隔热瓦片的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将生猪皮和水混合煮制15～20min，取出煮制后的猪皮并刮除猪皮内侧油脂，将刮除油脂后的猪皮晾置5～7天，最后将晾干的猪皮油炸至表面蓬松，颜色变黄为止，得到油炸猪皮，再将油炸猪皮和水混合后，加热升温至40～50℃，静置泡发6～8h，得到疏松多孔的泡发猪皮，将泡发猪皮粉碎30～40min，筛选得到多孔泡发猪皮颗粒；
（2）将上述多孔泡发猪皮浸入质量浓度为2～3g/L的多巴胺溶液中，常温下静置浸渍5～6h，浸渍结束后过滤分离去除滤液，所得滤饼即为预改性多孔泡发猪皮颗粒，将上述预改性多孔泡发猪皮颗粒倒入去离子水中，再加入浓度为1mol/L氯化钙溶液，放置在摇床上振荡反应1～2h，得到模板悬浮液；
（3）将上述模板悬浮液转入反应釜中，并升高反应釜温度至60～80℃，启动搅拌器，再向反应釜中滴加浓度为1mol/L硅酸钠溶液，滴加结束后继续保温搅拌反应3～5h；
（4）待上述反应结束后，过滤分离得到滤渣，将所得滤渣移入马弗炉中煅烧，将煅烧产物随炉冷却至室温，得到自制空心隔热填料，按重量份数计，依次称取50～60份硅酸盐水泥、20～25份自制空心隔热填料、10～12份角闪石石棉纤维、10～20份纳米二氧化硅和150～250份水装入卧式混料机中，混料40～50min得瓦片浆料；
（5）将上述得到的瓦片浆料注入底部带有300目筛网的瓦片模具中，并对模具加压使浆料中的水分压出，自然固化干燥3～5天后，拆模得瓦坯，再将得到的瓦坯放入电窑中烧制，即可得到轻质隔热瓦片。
2.根据权利要求1所述的一种轻质隔热瓦片的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的生猪皮和水的质量比为1:5，油炸猪皮和水的质量比为1:10，筛选得到多孔泡发猪皮颗粒的粒径为5～8mm。
3.根据权利要求1所述的一种轻质隔热瓦片的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的多孔泡发猪皮和多巴胺溶液的质量比为1:10，预改性多孔泡发猪皮颗粒和去离子水的质量比为1:10，氯化钙溶液的加入量为去离子水质量的20～25%。
4.根据权利要求1所述的一种轻质隔热瓦片的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的硅酸钠溶液滴加量为模板悬浮液质量的10～20%，滴加时间为20～30min。
5.根据权利要求1所述的一种轻质隔热瓦片的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的煅烧温度为700～800℃，煅烧时间为5～7h。
6.根据权利要求1所述的一种轻质隔热瓦片的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的加压压力为100～140kPa，加压时间为40～60min，电窑烧制条件为：以300℃烧制1～2h，500～600℃烧制2～3h，1000～1200℃烧制1～2h，1200～1230℃烧制1～2h。
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