CN107500801A - 一种保温隔热材料用磷石膏陶粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及保温材料用陶粒技术领域，尤其是一种保温隔热材料用磷石膏陶粒及其制备方法，经过将磷石膏作为主要原料，使得磷石膏轻质性能得到利用，并结合页岩粉、铝矾土粉、粘土粉的制备，使得铝矾土、粘土得到改性后，与磷石膏混合作用，提高磷石膏的可塑性，并且在粉煤灰作用下，促使各原料成分之间相互作用，促进磷石膏成分的改善，使得以磷石膏为主要原料制备的陶粒的堆积密度较低，约为360‑390kg/m3，而筒压强度达到了15.3～17.4MPa，极大程度的提高了陶粒孔隙率，提高了陶粒的强度。

Description

一种保温隔热材料用磷石膏陶粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温材料用陶粒技术领域，尤其是一种保温隔热材料用磷石膏陶粒及其制备方法。
背景技术
随着国家节能环保的持续推进，对于建筑材料领域采用的保温隔热材料的发展处于快速发展期，并且具有较为广阔的空间。当今，全球保温隔热材料正朝着高效、节能、薄层、隔热、防水一体化的方向发展，使得实现新型保温隔热材料的产出；除此之外，目前为了实现节能环保的目的，对于建筑材料领域用材料，大多提倡以工业废弃物为原料进行制备，以实现工业废弃物变废为宝，提高工业废弃物的利用价值。
磷石膏，是磷化工产业产生的固体废弃物，其是一种粉末状的，可塑性较差的固体废弃物，其在传统的建筑材料中的利用量比较少，大多都是以添加剂的添加方式加入，使得磷石膏难以成为主要的原料加以利用，造成磷石膏综合利用率不高。但是，磷石膏具有轻质的特性，其又被建筑材料领域所青睐，如制备成磷石膏板材等，可是，该磷石膏板材的保温隔热效果并不理想。
陶粒，是一种具有较多孔隙和特殊结构的颗粒性物质。现有技术中，有研究者将陶粒作为原料制备耐火保温砖或者隔热保温材料等产品，如专利号为201210416364.9、201310213714.6、201410694254.8等。可是，现有技术中的陶粒，一般都是采用粘土和页岩混合造粒后，烧制而成，其不仅成本高，而且能耗大，难以实现对磷石膏等工业废弃物的充分利用，而且保温隔热效果也不理想。
鉴于此，本研究者采用磷石膏为主要原料，并通过添加其他辅料后，制备成陶粒，并应用于保温材料的制备，使得保温材料的保温性能大幅度的提高，改善了保温材料的保温性能。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种保温隔热材料用磷石膏陶粒及其制备方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种保温隔热材料用磷石膏陶粒制备方法，包括以下步骤：
(1)将磷石膏烘干至恒重，并研磨，过80目筛，得到磷石膏粉；
(2)将粉煤灰与铝矾土按照质量比为1:3混合均匀，升温至温度为80-100℃，处理3min，研磨，过80目筛，得到铝矾土粉；
(3)将页岩研磨，过80目筛，得到页岩粉；
(4)将粘土与三聚磷酸钠按照质量比为1:0.1混合，置于温度为80-100℃处理1-3h，研磨，过80目筛，得到粘土粉；
(5)将磷石膏粉、铝矾土粉、页岩粉、粘土粉按照质量比为50-70:3-7:1-8:5-9混合，搅拌均匀，加水调制成浆液，接种占浆液质量0.1％的乳酸菌，拌匀，在温度为28-33℃下处理8-10天，喷雾干燥成粉末，得到混合粉；
(6)将混合粉加水，使得水料质量比为0.1-0.9，送入造粒机造粒，烧制成型，即可。
优选，所述的步骤(5)，磷石膏粉、铝矾土粉、页岩粉、粘土粉按照质量比为60:6:3:7混合。
优选，所述的步骤(6)，水料质量比为0.7。
优选，所述的造粒机造粒是造粒成粒径为5-20mm的颗粒。
优选，所述的烧制成型是预热至100℃后，在0.5h升温至1000℃，恒温烧制3-5h，并在常温环境下，冷却至常温而得。
本发明创造还提供上述制备方法制备的保温隔热材料用磷石膏陶粒产品，该产品具有较优的孔隙率和筒压强度，应用于保温隔热材料作原料制备后，能够有效的改善保温隔热材料的保温隔热性能，增强保温隔热材料的强度，提高保温隔热材料的品质。
经过将磷石膏作为主要原料，使得磷石膏轻质性能得到利用，并结合页岩粉、铝矾土粉、粘土粉的制备，使得铝矾土、粘土得到改性后，与磷石膏混合作用，提高磷石膏的可塑性，并且在粉煤灰作用下，促使各原料成分之间相互作用，促进磷石膏成分的改善，使得以磷石膏为主要原料制备的陶粒的堆积密度较低，约为360-390kg/m3，而筒压强度达到了15.3～17.4MPa，极大程度的提高了陶粒孔隙率，提高了陶粒的强度。
经过将制备的陶粒与碳酸钙、低密度聚乙烯树脂、碳纤维、过氧化二异丙苯、硬脂酸钙混合后，制备成隔热保温材料，使得其导热系数小，保温性能较优，并且抗折抗压强度较高，耐久性好，而且大量的利用了磷石膏成分，降低了磷石膏堆存量。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
保温隔热材料用磷石膏陶粒制备方法，包括以下步骤：
(1)将磷石膏烘干至恒重，并研磨，过80目筛，得到磷石膏粉；
(2)将粉煤灰与铝矾土按照质量比为1:3混合均匀，升温至温度为80℃，处理3min，研磨，过80目筛，得到铝矾土粉；
(3)将页岩研磨，过80目筛，得到页岩粉；
(4)将粘土与三聚磷酸钠按照质量比为1:0.1混合，置于温度为80℃处理1h，研磨，过80目筛，得到粘土粉；
(5)将磷石膏粉、铝矾土粉、页岩粉、粘土粉按照质量比为50:3:1:5混合，搅拌均匀，加水调制成浆液，接种占浆液质量0.1％的乳酸菌，拌匀，在温度为28℃下处理8天，喷雾干燥成粉末，得到混合粉；
(6)将混合粉加水，使得水料质量比为0.1，送入造粒机造粒，烧制成型，即可。
所述的造粒机造粒是造粒成粒径为5mm的颗粒。
所述的烧制成型是预热至100℃后，在0.5h升温至1000℃，恒温烧制3h，并在常温环境下，冷却至常温而得。
经检测：堆积密度较低为390kg/m3，筒压强度达到了15.3MPa。
实施例2
保温隔热材料用磷石膏陶粒制备方法，包括以下步骤：
(1)将磷石膏烘干至恒重，并研磨，过80目筛，得到磷石膏粉；
(2)将粉煤灰与铝矾土按照质量比为1:3混合均匀，升温至温度为100℃，处理3min，研磨，过80目筛，得到铝矾土粉；
(3)将页岩研磨，过80目筛，得到页岩粉；
(4)将粘土与三聚磷酸钠按照质量比为1:0.1混合，置于温度为100℃处理3h，研磨，过80目筛，得到粘土粉；
(5)将磷石膏粉、铝矾土粉、页岩粉、粘土粉按照质量比为70:7:8:9混合，搅拌均匀，加水调制成浆液，接种占浆液质量0.1％的乳酸菌，拌匀，在温度为33℃下处理10天，喷雾干燥成粉末，得到混合粉；
(6)将混合粉加水，使得水料质量比为0.9，送入造粒机造粒，烧制成型，即可。
所述的造粒机造粒是造粒成粒径为20mm的颗粒。
所述的烧制成型是预热至100℃后，在0.5h升温至1000℃，恒温烧制5h，并在常温环境下，冷却至常温而得。
经检测：堆积密度较低为360kg/m3，筒压强度达到了16.5MPa。
实施例3
保温隔热材料用磷石膏陶粒制备方法，包括以下步骤：
(1)将磷石膏烘干至恒重，并研磨，过80目筛，得到磷石膏粉；
(2)将粉煤灰与铝矾土按照质量比为1:3混合均匀，升温至温度为90℃，处理3min，研磨，过80目筛，得到铝矾土粉；
(3)将页岩研磨，过80目筛，得到页岩粉；
(4)将粘土与三聚磷酸钠按照质量比为1:0.1混合，置于温度为90℃处理2h，研磨，过80目筛，得到粘土粉；
(5)将磷石膏粉、铝矾土粉、页岩粉、粘土粉按照质量比为60:6:3:7混合，搅拌均匀，加水调制成浆液，接种占浆液质量0.1％的乳酸菌，拌匀，在温度为30℃下处理9天，喷雾干燥成粉末，得到混合粉；
(6)将混合粉加水，使得水料质量比为0.8，送入造粒机造粒，烧制成型，即可。
所述的造粒机造粒是造粒成粒径为15mm的颗粒。
所述的烧制成型是预热至100℃后，在0.5h升温至1000℃，恒温烧制4h，并在常温环境下，冷却至常温而得。
经检测：堆积密度较低为375kg/m3，筒压强度达到了17.4MPa。
实施例4
保温隔热材料用磷石膏陶粒制备方法，包括以下步骤：
(1)将磷石膏烘干至恒重，并研磨，过80目筛，得到磷石膏粉；
(2)将粉煤灰与铝矾土按照质量比为1:3混合均匀，升温至温度为100℃，处理3min，研磨，过80目筛，得到铝矾土粉；
(3)将页岩研磨，过80目筛，得到页岩粉；
(4)将粘土与三聚磷酸钠按照质量比为1:0.1混合，置于温度为100℃处理1h，研磨，过80目筛，得到粘土粉；
(5)将磷石膏粉、铝矾土粉、页岩粉、粘土粉按照质量比为70:3:7:5混合，搅拌均匀，加水调制成浆液，接种占浆液质量0.1％的乳酸菌，拌匀，在温度为33℃下处理8天，喷雾干燥成粉末，得到混合粉；
(6)将混合粉加水，使得水料质量比为0.3，送入造粒机造粒，烧制成型，即可。
所述的造粒机造粒是造粒成粒径为15mm的颗粒。
所述的烧制成型是预热至100℃后，在0.5h升温至1000℃，恒温烧制3h，并在常温环境下，冷却至常温而得。
经检测：堆积密度较低为383kg/m3，筒压强度达到了16.1MPa。
进一步，本研究者将上述实施例1-4制备的陶粒，按照以下配比进行配制后，将其浇筑成保温隔热板材，并经过自然养护获得，并对板材进行保温隔热性能和抗折抗压强度进行检测，结果如表1所示：
表1
导热系数W/MK 抗折强度MPa 抗压强度MPa
实施例1 0.12 11.23 39.87
实施例2 0.09 10.35 41.23
实施例3 0.11 11.12 40.56
实施例4 0.08 10.54 38.67
对比例 0.31 8.51 24.63
上述保温隔热材料配比设计是：陶粒：碳酸钙：低密度聚乙烯树脂：碳纤维：过氧化二异丙苯：硬脂酸钙＝13:5:15:10:0.3:2，该比例为以质量比计。
对比例采用的陶粒是以铝矾土、页岩和粘土混合后，研磨成粉末，造粒，烧制而成的陶粒。
由表2的数据可以看出，对于对比例采用传统的陶粒制备原料以及制备方法进行制备，得到的陶粒用于保温隔热材料的制备，相对本发明创造的陶粒用于制备保温隔热材料后，其导热系数相对较高，而本发明创造的陶粒加入后，有助于改善抗折抗压强度，而且还降低了导热系数至0.12以下，极大程度的提高了保温隔热材料的性能。

Claims (7)

1.一种保温隔热材料用磷石膏陶粒制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将磷石膏烘干至恒重，并研磨，过80目筛，得到磷石膏粉；
(2)将粉煤灰与铝矾土按照质量比为1:3混合均匀，升温至温度为80-100℃，处理3min，研磨，过80目筛，得到铝矾土粉；
(3)将页岩研磨，过80目筛，得到页岩粉；
(4)将粘土与三聚磷酸钠按照质量比为1:0.1混合，置于温度为80-100℃处理1-3h，研磨，过80目筛，得到粘土粉；
(5)将磷石膏粉、铝矾土粉、页岩粉、粘土粉按照质量比为50-70:3-7:1-8:5-9混合，搅拌均匀，加水调制成浆液，接种占浆液质量0.1％的乳酸菌，拌匀，在温度为28-33℃下处理8-10天，喷雾干燥成粉末，得到混合粉；
(6)将混合粉加水，使得水料质量比为0.1-0.9，送入造粒机造粒，烧制成型，即可。
2.如权利要求1所述的保温隔热材料用磷石膏陶粒制备方法，其特征在于，所述的步骤(5)，磷石膏粉、铝矾土粉、页岩粉、粘土粉按照质量比为60:6:3:7混合。
3.如权利要求1所述的保温隔热材料用磷石膏陶粒制备方法，其特征在于，所述的步骤(6)，水料质量比为0.7。
4.如权利要求1所述的保温隔热材料用磷石膏陶粒制备方法，其特征在于，所述的造粒机造粒是造粒成粒径为5-20mm的颗粒。
5.如权利要求1所述的保温隔热材料用磷石膏陶粒制备方法，其特征在于，所述的烧制成型是预热至100℃后，在0.5h升温至1000℃，恒温烧制3-5h，并在常温环境下，冷却至常温而得。
6.如权利要求1-5任一项所述的保温隔热材料用磷石膏陶粒制备方法制备的保温隔热材料用磷石膏陶粒。
7.如权利要求6所述的保温隔热材料用磷石膏陶粒用于制备保温隔热材料。
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