CN108892494A - 一种纳米二氧化钛-矿渣-硅藻土复合建筑材料的制备方法 - Google Patents

一种纳米二氧化钛-矿渣-硅藻土复合建筑材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米二氧化钛‑矿渣‑硅藻土复合建筑材料的制备方法，通过钛酸丁酯/异丙醇钛等制备纳米二氧化钛，通过六偏磷酸钠、纳米硅酸锌对其进行改性，之后将铸铁矿渣、炼钢生铁矿渣等磨粉后在混合乳化剂中分散形成乳化液，与改性纳米二氧化钛混合物进行混合复合，之后将硅藻土溶解在溶剂中与改性纳米二氧化钛复合矿渣进行复合煅烧既得。本发明制备的建筑材料具有有效导热通道，热导率好，散热降温效果好，而且耐碱性、耐水性好，附着力强。

Description

一种纳米二氧化钛-矿渣-硅藻土复合建筑材料的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种纳米二氧化钛-矿渣-硅藻土复合建筑材料的制备方法。
背景技术
随着人们环保意识的提高和对家居环境质量要求的提高，硅藻土基的建筑材料由于其具有净化空气、调节湿度、不含静电、排斥灰尘、吸音降噪、防火阻燃、以及抗菌除臭等优良性能，越来越得到国内外的青睐。因建筑材料用量巨大，将硅藻土应用到建材中成为合理利用资源的一条有效途径。基于硅藻土的多孔特性，硅藻土质隔热材料也具有非常广泛的应用。国外的硅藻土系列建材保温材料在丹麦、罗马尼亚、俄罗斯、日本、英国等都有大量的生产，其制品涉及有隔热砖、硅酸钙制品、粉料、硅钙板、水泥添加剂以及泡沫玻璃、轻质骨料、沥青路面混合料添加剂等多个方面。
发明内容
本发明提供一种纳米二氧化钛-矿渣-硅藻土复合建筑材料的制备方法，本发明制备的建筑材料具有有效导热通道，热导率好，散热降温效果好，而且耐碱性、耐水性好，附着力强。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种纳米二氧化钛-矿渣-硅藻土复合建筑材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备改性纳米二氧化钛
a）在搅拌条件下将钛酸丁酯/异丙醇钛滴加到无水乙醇中，再向其中滴加冰乙酸,搅拌均匀；
b）将无水乙醇与去离子水按比例进行混合，加入六偏磷酸钠、纳米硅酸锌组成混合溶液，调节控制pH小于3，然后将混合溶液滴加到上一步所得的溶液中，混合均匀；
c）将所得的混合物静置直至形成凝胶，烘干后焙烧得到改性纳米二氧化钛；
（2）矿渣混合
a）将铸铁矿渣、炼钢生铁矿渣、锰矿渣和火山灰、秸秆粉放入球磨机中磨粉，并过100-200目筛网，滤下的不合格矿渣重新研磨，得混合矿渣粉末；
b）将十六烷基三甲基溴化铵和OP-10混合得到混合乳化剂，加入硅烷偶联剂混合均匀后，将上述混合矿渣粉末加入其中超声分散，搅拌形成乳化液；
（3）改性纳米二氧化钛复合矿渣
将上述乳化液混合物和步骤（1）所得的改性纳米二氧化钛混合物进行混合，超声分散均匀，移至高压反应釜中，200-220℃水热反应1-12小时，反应结束后，用去离子水反复清洗、干燥处理得到改性纳米二氧化钛复合矿渣；
（4）复合煅烧
a）将硅藻土溶于适量的无水乙醇溶剂中，搅拌一段时间使其混合均匀后缓慢加入步骤（3）所得的改性纳米二氧化钛复合矿渣，高速搅拌均匀后，滴加适量的稀释后盐酸，搅拌至形成溶胶，静置一段时间形成凝胶；
b）将形成的凝胶陈化过夜后放在烘箱中烘干研细，最后经过预热煅烧后记得所述的纳米二氧化钛-矿渣-硅藻土复合建筑材料。
所述铸铁矿渣、炼钢生铁矿渣、锰矿渣中三氧化硫含量不超过4.0%。
所述的预热为将烘干研细的材料置于高温炉，以2-6℃/min的升温速度将温度提升至700-800℃，保温5-12小时。
,所述的煅烧为将预热后的材料再以2-6℃/min的升温速度将温度提升至1410-1580℃，保温12-48小时，保温结束后再以2-6℃/min的降温速度将 温度降至100-135℃，整个煅烧过程中通入惰性气体进行保护。
本发明的优点是：
本发明通过钛酸丁酯/异丙醇钛等制备纳米二氧化钛，通过六偏磷酸钠、纳米硅酸锌对其进行改性，之后将铸铁矿渣、炼钢生铁矿渣等磨粉后在混合乳化剂中分散形成乳化液，与改性纳米二氧化钛混合物进行混合复合，之后将硅藻土溶解在溶剂中与改性纳米二氧化钛复合矿渣进行复合煅烧既得。本发明采用六偏磷酸钠、纳米硅酸锌对制备的纳米二氧化钛进行改性，碳六偏磷酸钠、纳米硅酸锌分散均匀，制备的建筑材料热导率好，散热降温效果好，具有优异的防腐性、耐候性、导热性、耐水性、耐多种有机溶剂性，铸铁矿渣、炼钢生铁矿渣等磨粉，与建筑材料进行复合，煅烧时秸秆粉材料可在建筑材料内部形成通道，形成有效导热通道，提高建筑材料的散热降温功能，可以很好地作为填充材料，其做成的房子冬暖夏凉，宜于推广应用。本发明制备的建筑材料具有有效导热通道，热导率好，散热降温效果好，而且耐碱性、耐水性好，附着力强。
具体实施方式
一种纳米二氧化钛-矿渣-硅藻土复合建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备改性纳米二氧化钛
a）在搅拌条件下将钛酸丁酯/异丙醇钛滴加到无水乙醇中，再向其中滴加冰乙酸,搅拌均匀；
b）将无水乙醇与去离子水按比例进行混合，加入六偏磷酸钠、纳米硅酸锌组成混合溶液，调节控制pH小于3，然后将混合溶液滴加到上一步所得的溶液中，混合均匀；
c）将所得的混合物静置直至形成凝胶，烘干后焙烧得到改性纳米二氧化钛；
（2）矿渣混合
a）将铸铁矿渣、炼钢生铁矿渣、锰矿渣和火山灰、秸秆粉放入球磨机中磨粉，并过100-200目筛网，滤下的不合格矿渣重新研磨，得混合矿渣粉末；
b）将十六烷基三甲基溴化铵和OP-10混合得到混合乳化剂，加入硅烷偶联剂混合均匀后，将上述混合矿渣粉末加入其中超声分散，搅拌形成乳化液；
（3）改性纳米二氧化钛复合矿渣
将上述乳化液混合物和步骤（1）所得的改性纳米二氧化钛混合物进行混合，超声分散均匀，移至高压反应釜中，200-220℃水热反应1-12小时，反应结束后，用去离子水反复清洗、干燥处理得到改性纳米二氧化钛复合矿渣；
（4）复合煅烧
a）将硅藻土溶于适量的无水乙醇溶剂中，搅拌一段时间使其混合均匀后缓慢加入步骤（3）所得的改性纳米二氧化钛复合矿渣，高速搅拌均匀后，滴加适量的稀释后盐酸，搅拌至形成溶胶，静置一段时间形成凝胶；
b）将形成的凝胶陈化过夜后放在烘箱中烘干研细，最后经过预热煅烧后记得所述的纳米二氧化钛-矿渣-硅藻土复合建筑材料。
所述铸铁矿渣、炼钢生铁矿渣、锰矿渣中三氧化硫含量不超过4.0%。
所述的预热为将烘干研细的材料置于高温炉，以2-6℃/min的升温速度将温度提升至700-800℃，保温5-12小时。
,所述的煅烧为将预热后的材料再以2-6℃/min的升温速度将温度提升至1410-1580℃，保温12-48小时，保温结束后再以2-6℃/min的降温速度将 温度降至100-135℃，整个煅烧过程中通入惰性气体进行保护。

Claims (4)

1.一种纳米二氧化钛-矿渣-硅藻土复合建筑材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备改性纳米二氧化钛
a）在搅拌条件下将钛酸丁酯/异丙醇钛滴加到无水乙醇中，再向其中滴加冰乙酸,搅拌均匀；
b）将无水乙醇与去离子水按比例进行混合，加入六偏磷酸钠、纳米硅酸锌组成混合溶液，调节控制pH小于3，然后将混合溶液滴加到上一步所得的溶液中，混合均匀；
c）将所得的混合物静置直至形成凝胶，烘干后焙烧得到改性纳米二氧化钛；
（2）矿渣混合
a）将铸铁矿渣、炼钢生铁矿渣、锰矿渣和火山灰、秸秆粉放入球磨机中磨粉，并过100-200目筛网，滤下的不合格矿渣重新研磨，得混合矿渣粉末；
b）将十六烷基三甲基溴化铵和OP-10混合得到混合乳化剂，加入硅烷偶联剂混合均匀后，将上述混合矿渣粉末加入其中超声分散，搅拌形成乳化液；
（3）改性纳米二氧化钛复合矿渣
将上述乳化液混合物和步骤（1）所得的改性纳米二氧化钛混合物进行混合，超声分散均匀，移至高压反应釜中，200-220℃水热反应1-12小时，反应结束后，用去离子水反复清洗、干燥处理得到改性纳米二氧化钛复合矿渣；
（4）复合煅烧
a）将硅藻土溶于适量的无水乙醇溶剂中，搅拌一段时间使其混合均匀后缓慢加入步骤（3）所得的改性纳米二氧化钛复合矿渣，高速搅拌均匀后，滴加适量的稀释后盐酸，搅拌至形成溶胶，静置一段时间形成凝胶；
b）将形成的凝胶陈化过夜后放在烘箱中烘干研细，最后经过预热煅烧后记得所述的纳米二氧化钛-矿渣-硅藻土复合建筑材料。
2.根据权利要求1一种纳米二氧化钛-矿渣-硅藻土复合建筑材料的制备方法，其特征在于，所述铸铁矿渣、炼钢生铁矿渣、锰矿渣中三氧化硫含量不超过4.0%。
3.根据权利要求1一种纳米二氧化钛-矿渣-硅藻土复合建筑材料的制备方法，其特征在于，所述的预热为将烘干研细的材料置于高温炉，以2-6℃/min的升温速度将温度提升至700-800℃，保温5-12小时。
4.根据权利要求1一种纳米二氧化钛-矿渣-硅藻土复合建筑材料的制备方法，其特征在于，所述的煅烧为将预热后的材料再以2-6℃/min的升温速度将温度提升至1410-1580℃，保温12-48小时，保温结束后再以2-6℃/min的降温速度将 温度降至100-135℃，整个煅烧过程中通入惰性气体进行保护。
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