CN115521130A - 一种环保型飞灰保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种环保型飞灰保温材料及其制备方法，属于保温材料技术领域，包括以下原料：水玻璃、海泡石粉、飞灰、有机‑无机复合材料、钛白粉、滑石粉、蛭石、空心玻璃微珠和有机硅憎水剂；本发明技术方案中，通过功能化的氧化石墨烯与二氧化硅构建双交联网络结构制得二氧化硅气凝胶，增加了气凝胶的力学性能和隔热性，再将二氧化硅气凝胶填充到膨胀珍珠岩的多孔结构中，再在其表面喷涂一层亲水性的聚氨酯，制得有机‑无机复合材料，增强了保温材料的保温效果、耐久性和稳定性，扩大了其在建筑领域的使用范围。

Description

一种环保型飞灰保温材料及其制备方法
技术领域
本发明属于保温材料技术领域，具体地，涉及一种环保型飞灰保温材料及其制备方法。
背景技术
节能环保已经成为建筑行业必须要着力解决的重要课题，垃圾在焚烧过程中，会产生大量的飞灰，这些飞灰中含有大量的重金属元素，污染环境，可用于建筑保温材料中，以实现废物利用，大大减少环境污染。提高房屋的保温隔热性能是建筑物节能降耗的一项重要措施，目前不少新建筑以及老建筑正在通过在外墙与内墙贴敷保温隔热层的办法以求达到房内的隔热保温效果，即在炎热夏天通过内外墙的隔热材料阻止热辐射向屋内传递，减少空调等家用电器的能耗，在寒冷冬天也通过内外墙的隔热材料阻止室内较高温度传导到寒冷的室外。现在市场上使用的保温隔热层材料主要是高分子有机类和无机类材料。常用的高分子有机保温隔热材料包括：膨胀聚苯乙烯发泡板、交联聚乙烯发泡板、发泡聚氨酯板；高分子无机保温隔热材料包括：发泡水泥板和发泡氯氧镣水泥板。保温材料一般是指热系数小于或等于0.12的材料。保温材料发展很快，在工业和建筑中采用良好的保温技术与材料，往往可以起到事半功倍的效果。建筑中每使用一吨矿物棉绝热制品，一年可节约一吨石油。环保型建筑保温材料组成不老化，具有不会热膨胀、冷收缩、抗开裂、抗脱落等良好的自身特性。与一般保温材料相比较，有着自己独特性能优越性，是建筑材料中不可替代的性能特点，且成本较低，可节省大量材料、人工成本。
目前，市场上保温材料的种类虽然繁多，但是通常存在以下缺陷：1)传统的保温材料通常采用有机保温材料，但是其生产制备及使用过程中会对环境造成影响，且有机保温材料易燃烧，在燃烧过程中会产生有害气体，因此在实际应用中受到许多的限制；2)传统的保温材料采用无机保温材料功能较单一，抗压性能差，隔热性能差，以水玻璃为粘接剂的保温材料固化时间长，粘接强度不够，限制了其使用范围；3)传统的有机-无机保温材料是在无机保温材料中加入有机树脂以提高产品的耐水性以及抗压性能，然而有机无机相结合的产品存在相容性差，固化率低等问题，所以需要生产一种即具有较好的稳定性、抗压性和隔热性能又具有良好的耐久性和保温性能且对环境友好的环保型保温材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型飞灰保温材料及其制备方法，所制备的环保型保温材料不仅具有良好的稳定性、抗压性和隔热性能又具有良好的耐久性和保温性能，且不会对环境造成污染，增加了其在建筑领域的应用范围。
本发明要解决的技术问题：传统的有机保温材料，其生产制备及使用过程中会对环境造成影响，且容易燃烧，在燃烧过程中会产生有害气体，无机保温材料功能较单一，抗压性能差，隔热性能差，有机-无机保温材料存在相容性差，固化率低等问题，因此在实际应用过程中受到很多的限制。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种环保型飞灰保温材料，包括以下重量份原料：水玻璃50-60份、海泡石粉6-9份、飞灰8-10份、有机-无机复合材料10-15份、钛白粉4-5份、滑石粉4-6份、蛭石5-6份、空心玻璃微珠8-10份和有机硅憎水剂3-4份；
所述有机-无机复合材料是将二氧化硅气凝胶填充到膨胀珍珠岩的多孔结构中，再在其表面喷涂一层亲水性聚氨酯制得，其中，二氧化硅气凝胶是由功能化的氧化石墨烯与二氧化硅构建双交联网络结构制得。
进一步地，所述有机-无机复合材料包括以下步骤制得:
A1:将二氧化硅水溶胶倒入真空吸附容器中，压到预先处理过的膨胀珍珠岩上，密封容器并打开真空泵，吸收二氧化硅水溶胶10分钟，然后将其取出，过滤多余的二氧化硅水溶胶，放置1小时后，得到二氧化硅水凝胶/膨胀珍珠岩复合物，在25℃下老化24小时，然后用乙醇交换老化凝胶孔内的水4次，再用正己烷交换乙醇4次，加入三甲基氯硅烷对凝胶进行表面改性，最后，在80-120℃下干燥4小时，得到膨胀珍珠岩负载的二氧化硅气凝胶，其中，二氧化硅水溶胶、膨胀珍珠岩、乙醇、正己烷和三甲基氯硅烷的用量比为15-25mL:1-1.5g:20-30mL:25-30mL:10-15mL；
A2:将浓度为10wt％的聚乙二醇和浓度为50wt％的三聚六亚甲基二异氰酸酯混合，分别在55℃下和室温下将其溶解在环己酮中，得到聚氨酯涂层，然后将膨胀珍珠岩负载的二氧化硅气凝胶经紫外线臭氧处理，在65℃下预热处理，用聚氨酯涂层进行涂抹，形成40μm的湿膜厚度，在65℃下加热90分钟，在125℃和干燥的氮气流下进行4小时固化，最后，在40℃下进一步干燥2小时，得到有机-无机复合材料，其中，聚乙二醇、三聚六亚甲基二异氰酸酯、环己酮和膨胀珍珠岩负载的二氧化硅气凝胶的用量比为1-3mL:7-9mL:20-30mL:0.5-1g。
上述反应过程中，二氧化硅水溶胶通过吸附作用，填充到膨胀珍珠岩的多孔结构中，再通过热解实现在膨胀珍珠岩多孔结构中生成气凝胶，再通过喷涂亲水性的聚氨酯，由于聚氨酯具有良好的成膜效果，所以实现在膨胀珍珠岩表面成膜，实现对膨胀珍珠岩的包裹。
进一步地，所述二氧化硅水溶胶包括以下步骤制得：
B1:将浓度为30wt％的聚乙烯亚胺水溶液在磁力搅拌下滴加到氧化石墨烯悬浮液中，并搅拌6小时，通过离心分散，用去离子水冲洗3次，再将其重新分散在去离子水中，在65℃下加入3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷，超声处理2小时，得到功能化的氧化石墨烯，其中，聚乙烯亚胺水溶液、氧化石墨烯悬浮液、去离子水和3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷的用量比为5-10mL:15-20mL:30-35mL:3-4mL；
B2:将十六烷基三甲基氯化铵和乙酸溶液溶解在去离子水中，再加入三甲氧基甲基硅烷和二甲氧基二甲基硅烷，将混合物在室温下搅拌30分钟，得到透明溶液，将功能化的氧化石墨烯悬浮液和去离子水添加到透明溶液中，加入L-抗坏血酸和尿素，超声分散10分钟，得到二氧化硅水溶胶，其中，十六烷基三甲基氯化铵、乙酸溶液、去离子水、三甲氧基甲基硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、功能化的氧化石墨烯悬浮液、L-抗坏血酸和尿素的用量比为0.3-0.4g:0.1-0.2mL:15-20mL:6-7g:4-5g:5-7mL:0.03-0.05g:9-10g。
上述反应过程中，聚乙烯亚胺含有氨基基团，氧化石墨烯具有羟基基团和羧基基团，聚乙烯亚胺上的氨基与氧化石墨烯上的羟基反应，将聚乙烯亚胺接枝到氧化石墨烯表面，3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷具有硅氧键和环氧基团，可以与氧化石墨烯上的羟基和羧基进行反应，将3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷接枝到氧化石墨烯表面，三甲氧基甲基硅烷和二甲氧基二甲基硅烷都含有硅氧键，可以通过氢键间的相互作用，结合在一起，同时其硅氧键可以与氧化石墨烯上的羟基结合，最终形成双交联网络结构。
进一步地，所述水玻璃可为钾水玻璃或钠水玻璃。
进一步地，所述有机硅憎水剂可为聚硅氧烷粉末憎水剂。
一种环保型飞灰保温材料的制备方法，包括以下步骤：
S1:称取配方质量份原料，将钛白粉和海泡石粉加入水玻璃中搅拌均匀，再加入有机-无机复合材料，得到组分A；
S2:称取配方质量份原料，将飞灰、滑石粉、蛭石、空心玻璃微珠以及有机硅憎水剂混合均匀，得到组分B；
S3:将组分A与组分B混合并搅拌均匀后，制得环保型保温材料。
本发明的有益效果：
(1)本发明技术方案中，利用垃圾焚烧产生的飞灰作为原材料，实现了废物利用，减少了环境的污染，此外，膨胀珍珠岩是一种无机绝缘材料，具有优越的防火、隔音性能，且是一种良好的载体材料，应用与保温材料的合成与制备中，二氧化硅水溶胶通过吸附作用，填充到膨胀珍珠岩的多孔结构中，再通过热解实现在膨胀珍珠岩多孔结构中生成气凝胶，填充有气凝胶的膨胀珍珠岩热导率降低，保温性能增加，且膨胀珍珠岩孔隙中的二氧化硅气凝胶受到膨胀珍珠岩固体骨架的保护，降低了气凝胶破裂的风险，避免对二氧化硅气凝胶复合材料的力学性能产生负面影响，膨胀珍珠岩负载的二氧化硅气凝胶具有疏水性，增强了其保温效果和耐久性，用亲水性的聚氨酯在它们的表面进行涂层，有效阻止了外界物质进入到膨胀珍珠岩的孔隙中，且聚氨酯本身作为一种保温材料，配合膨胀珍珠岩构成有机-无机复合保温材料，亲水性的聚氨酯也能实现对空气中湿度的调节，使保温材料具有更好的保温效果以及耐久性和稳定性。
(2)本发明技术方案中，二氧化硅气凝胶是由功能化的氧化石墨烯与二氧化硅之间结合，构建一种双交联网络结构，提高了其稳定性，聚乙烯亚胺含有氨基基团，可以与氧化石墨烯上的羟基反应，将聚乙烯亚胺接枝到氧化石墨烯的表面，而3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷具有硅氧键和环氧基团，也可以与氧化石墨烯上的羟基和羧基进行反应，将3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷接枝到氧化石墨烯表面，三甲氧基甲基硅烷和二甲氧基二甲基硅烷都含有硅氧键，可以通过氢键间的相互作用，结合在一起，同时其硅氧键可以与氧化石墨烯上的羟基结合，最终形成双交联网络结构，降低了气凝胶的热导率，同时提高了二氧化硅气凝胶的力学性能、隔热性和阻燃性，增强了保温材料的保温效果和耐久性，且不会对环境造成污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种环保型飞灰保温材料及其制备方法中飞灰固化物的重金属检测结果表。
图2为本发明飞灰的重金属检测结果表。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
二氧化硅水溶胶包括以下步骤制得：
B1:将5mL浓度为30wt％的聚乙烯亚胺水溶液在磁力搅拌下滴加到15mL氧化石墨烯悬浮液中，并搅拌6小时，通过离心分散，用30mL去离子水冲洗3次，再将其重新分散在去离子水中，在65℃下加入3mL 3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷，超声处理2小时，得到功能化的氧化石墨烯；
B2:将0.3g十六烷基三甲基氯化铵和0.1mL乙酸溶液溶解在15mL去离子水中，再加入6g三甲氧基甲基硅烷和4g二甲氧基二甲基硅烷，将混合物在室温下搅拌30分钟，得到透明溶液，将5mL功能化的氧化石墨烯悬浮液和去离子水添加到透明溶液中，加入0.03g L-抗坏血酸和9g尿素，超声分散10分钟，得到二氧化硅水溶胶。
实施例2
二氧化硅水溶胶包括以下步骤制得：
B1:将8mL浓度为30wt％的聚乙烯亚胺水溶液在磁力搅拌下滴加到18mL氧化石墨烯悬浮液中，并搅拌6小时，通过离心分散，用33mL去离子水冲洗3次，再将其重新分散在去离子水中，在65℃下加入3.5mL 3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷，超声处理2小时，得到功能化的氧化石墨烯；
B2:将0.35g十六烷基三甲基氯化铵和0.15mL乙酸溶液溶解在18mL去离子水中，再加入6.5g三甲氧基甲基硅烷和4.5g二甲氧基二甲基硅烷，将混合物在室温下搅拌30分钟，得到透明溶液，将6mL功能化的氧化石墨烯悬浮液和去离子水添加到透明溶液中，加入0.04g L-抗坏血酸和9.5g尿素，超声分散10分钟，得到二氧化硅水溶胶。
实施例3
二氧化硅水溶胶包括以下步骤制得：
B1:将10mL浓度为30wt％的聚乙烯亚胺水溶液在磁力搅拌下滴加到20mL氧化石墨烯悬浮液中，并搅拌6小时，通过离心分散，用35mL去离子水冲洗3次，再将其重新分散在去离子水中，在65℃下加入4mL 3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷，超声处理2小时，得到功能化的氧化石墨烯；
B2:将0.4g十六烷基三甲基氯化铵和0.2mL乙酸溶液溶解在20mL去离子水中，再加入7g三甲氧基甲基硅烷和5g二甲氧基二甲基硅烷，将混合物在室温下搅拌30分钟，得到透明溶液，将7mL功能化的氧化石墨烯悬浮液和去离子水添加到透明溶液中，加入0.05g L-抗坏血酸和10g尿素，超声分散10分钟，得到二氧化硅水溶胶。
对比例1
本对比例为未经功能化的氧化石墨烯制得的二氧化硅水溶胶。
实施例4
有机-无机复合材料包括以下步骤制得:
A1:将15mL实施例1制备的二氧化硅水溶胶倒入真空吸附容器中，压到预先处理过的1g膨胀珍珠岩上，密封容器并打开真空泵，吸收二氧化硅水溶胶10分钟，然后将其取出，过滤多余的二氧化硅水溶胶，放置1小时后，得到二氧化硅水凝胶/膨胀珍珠岩复合物，在25℃下老化24小时，然后用20mL乙醇交换老化凝胶孔内的水4次，再用25mL正己烷交换乙醇4次，加入10mL三甲基氯硅烷对凝胶进行表面改性，最后，在80℃下干燥4小时，得到膨胀珍珠岩负载的二氧化硅气凝胶；
A2:将1mL浓度为10wt％的聚乙二醇和7mL浓度为50wt％的三聚六亚甲基二异氰酸酯混合，分别在55℃下和室温下将其溶解在20mL环己酮中，得到聚氨酯涂层，然后将0.5g膨胀珍珠岩负载的二氧化硅气凝胶经紫外线臭氧处理，在65℃下预热处理，用聚氨酯涂层进行涂抹，形成40μm的湿膜厚度，在65℃下加热90分钟，在125℃和干燥的氮气流下进行4小时固化，最后，在40℃下进一步干燥2小时，得到有机-无机复合材料。
实施例5
有机-无机复合材料包括以下步骤制得:
A1:将20mL实施例2制备的二氧化硅水溶胶倒入真空吸附容器中，压到预先处理过的1.3g膨胀珍珠岩上，密封容器并打开真空泵，吸收二氧化硅水溶胶10分钟，然后将其取出，过滤多余的二氧化硅水溶胶，放置1小时后，得到二氧化硅水凝胶/膨胀珍珠岩复合物，在25℃下老化24小时，然后用25mL乙醇交换老化凝胶孔内的水4次，再用28mL正己烷交换乙醇4次，加入13mL三甲基氯硅烷对凝胶进行表面改性，最后，在100℃下干燥4小时，得到膨胀珍珠岩负载的二氧化硅气凝胶；
A2:将2mL浓度为10wt％的聚乙二醇和8mL浓度为50wt％的三聚六亚甲基二异氰酸酯混合，分别在55℃下和室温下将其溶解在25mL环己酮中，得到聚氨酯涂层，然后将0.8g膨胀珍珠岩负载的二氧化硅气凝胶经紫外线臭氧处理，在65℃下预热处理，用聚氨酯涂层进行涂抹，形成40μm的湿膜厚度，在65℃下加热90分钟，在125℃和干燥的氮气流下进行4小时固化，最后，在40℃下进一步干燥2小时，得到有机-无机复合材料。
实施例6
有机-无机复合材料包括以下步骤制得:
A1:将25mL实施例3制备的二氧化硅水溶胶倒入真空吸附容器中，压到预先处理过的1.5g膨胀珍珠岩上，密封容器并打开真空泵，吸收二氧化硅水溶胶10分钟，然后将其取出，过滤多余的二氧化硅水溶胶，放置1小时后，得到二氧化硅水凝胶/膨胀珍珠岩复合物，在25℃下老化24小时，然后用30mL乙醇交换老化凝胶孔内的水4次，再用30mL正己烷交换乙醇4次，加入15mL三甲基氯硅烷对凝胶进行表面改性，最后，在120℃下干燥4小时，得到膨胀珍珠岩负载的二氧化硅气凝胶；
A2:将3mL浓度为10wt％的聚乙二醇和9mL浓度为50wt％的三聚六亚甲基二异氰酸酯混合，分别在55℃下和室温下将其溶解在30mL环己酮中，得到聚氨酯涂层，然后将1g膨胀珍珠岩负载的二氧化硅气凝胶经紫外线臭氧处理，在65℃下预热处理，用聚氨酯涂层进行涂抹，形成40μm的湿膜厚度，在65℃下加热90分钟，在125℃和干燥的氮气流下进行4小时固化，最后，在40℃下进一步干燥2小时，得到有机-无机复合材料。
对比例2
本对比例与实施例5的区别在于将实施例2制备的二氧化硅水溶胶替换为对比例1制备的物质，其余步骤及原料同步实施例5。
实施例7
一种环保型飞灰保温材料，包括以下重量份原料：水玻璃50份、海泡石粉6份、飞灰8份、实施例4制备的有机-无机复合材料10份、钛白粉4份、滑石粉4份、蛭石5份、空心玻璃微珠8份和有机硅憎水剂3份。
包括以下步骤制得：
S1:称取配方质量份原料，将钛白粉和海泡石粉加入水玻璃中搅拌均匀，再加入实施例4制备的有机-无机复合材料，得到组分A；
S2:称取配方质量份原料，将飞灰、滑石粉、蛭石、空心玻璃微珠以及有机硅憎水剂混合均匀，得到组分B；
S3:将组分A与组分B混合并搅拌均匀后，制得环保型保温材料。
实施例8
一种环保型飞灰保温材料，包括以下重量份原料：水玻璃55份、海泡石粉7.5份、飞灰9份、实施例5制备的有机-无机复合材料13份、钛白粉4.5份、滑石粉5份、蛭石5.5份、空心玻璃微珠9份和有机硅憎水剂3.5份。
包括以下步骤制得：
S1:称取配方质量份原料，将钛白粉和海泡石粉加入水玻璃中搅拌均匀，再加入实施例5制备的有机-无机复合材料，得到组分A；
S2:称取配方质量份原料，将飞灰、滑石粉、蛭石、空心玻璃微珠以及有机硅憎水剂混合均匀，得到组分B；
S3:将组分A与组分B混合并搅拌均匀后，制得环保型保温材料。
实施例9
一种环保型飞灰保温材料，包括以下重量份原料：水玻璃60份、海泡石粉9份、飞灰10份、实施例6制备的有机-无机复合材料15份、钛白粉5份、滑石粉6份、蛭石6份、空心玻璃微珠10份和有机硅憎水剂4份。
包括以下步骤制得：
S1:称取配方质量份原料，将钛白粉和海泡石粉加入水玻璃中搅拌均匀，再加入实施例6制备的有机-无机复合材料，得到组分A；
S2:称取配方质量份原料，将飞灰、滑石粉、蛭石、空心玻璃微珠以及有机硅憎水剂混合均匀，得到组分B；
S3:将组分A与组分B混合并搅拌均匀后，制得环保型保温材料。
对比例3
本对比例与实施例8的区别在于将实施例5制备的有机-无机复合材料替换为对比例2制备的物质，其余步骤及原料同步实施例8。
现对实施例7-9及对比例3制备的环保型保温材料，进行性能检测，测试结果如下表所示：
表1
项目 导热系数(w/(m*k))
实施例7 0.052
实施例8 0.046
实施例9 0.063
对比例3 0.102
表2
Figure BDA0003903241200000111
Figure BDA0003903241200000121
由上表1和2可知，实施例7-9制备的环保型保温材料相比于对比例3，将二氧化硅气凝胶填充到膨胀珍珠岩的多孔结构中，使膨胀珍珠岩具有更好的疏水性，再用亲水性的聚氨酯进行涂层，降低了膨胀珍珠岩的热导率，同时提高了保温材料的稳定性和抗压性，达到测试性能的要求，而对比例3制备的环保型保温材料没有达到性能要求的标准，说明本发明制备的环保型保温材料不仅具有很好的稳定性、抗压性和隔热性，而且具有较好的保温效果和耐久性，增加了其在建筑材料中的使用功能。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种环保型飞灰保温材料，其特征在于，包括以下重量份原料：水玻璃50-60份、海泡石粉6-9份、飞灰8-10份、有机-无机复合材料10-15份、钛白粉4-5份、滑石粉4-6份、蛭石5-6份、空心玻璃微珠8-10份和有机硅憎水剂3-4份；
所述有机-无机复合材料是将二氧化硅气凝胶填充到膨胀珍珠岩的多孔结构中，再在其表面喷涂一层亲水性聚氨酯制得，其中，二氧化硅气凝胶是由功能化的氧化石墨烯与二氧化硅构建双交联网络结构制得。
2.根据权利要求1所述的一种环保型飞灰保温材料，其特征在于，所述有机-无机复合材料包括以下步骤制得:
A1:将二氧化硅水溶胶倒入真空吸附容器中，压到预先处理过的膨胀珍珠岩上，密封容器并打开真空泵，吸收二氧化硅水溶胶10分钟，然后将其取出，过滤多余的二氧化硅水溶胶，放置1小时后，得到二氧化硅水凝胶/膨胀珍珠岩复合物，在25℃下老化24小时，然后用乙醇交换老化凝胶孔内的水4次，再用正己烷交换乙醇4次，加入三甲基氯硅烷对凝胶进行表面改性，最后，在80-120℃下干燥4小时，得到膨胀珍珠岩负载的二氧化硅气凝胶；
A2:将浓度为10wt％的聚乙二醇和浓度为50wt％的三聚六亚甲基二异氰酸酯混合，分别在55℃下和室温下将其溶解在环己酮中，得到聚氨酯涂层，然后将膨胀珍珠岩负载的二氧化硅气凝胶经紫外线臭氧处理，在65℃下预热处理，用聚氨酯涂层进行涂抹，形成40μm的湿膜厚度，在65℃下加热90分钟，在125℃和干燥的氮气流下进行4小时固化，最后，在40℃下进一步干燥2小时，得到有机-无机复合材料。
3.根据权利要求2所述的一种环保型飞灰保温材料，其特征在于，步骤A1中，二氧化硅水溶胶、膨胀珍珠岩、乙醇、正己烷和三甲基氯硅烷的用量比为15-25mL:1-1.5g:20-30mL:25-30mL:10-15mL。
4.根据权利要求2所述的一种环保型飞灰保温材料，其特征在于，步骤A2中，聚乙二醇、三聚六亚甲基二异氰酸酯、环己酮和膨胀珍珠岩负载的二氧化硅气凝胶的用量比为1-3mL:7-9mL:20-30mL:0.5-1g。
5.根据权利要求2所述的一种环保型飞灰保温材料，其特征在于，所述二氧化硅水溶胶包括以下步骤制得：
B1:将浓度为30wt％的聚乙烯亚胺水溶液在磁力搅拌下滴加到氧化石墨烯悬浮液中，并搅拌6小时，通过离心分散，用去离子水冲洗3次，再将其重新分散在去离子水中，在65℃下加入3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷，超声处理2小时，得到功能化的氧化石墨烯；
B2:将十六烷基三甲基氯化铵和乙酸溶液溶解在去离子水中，再加入三甲氧基甲基硅烷和二甲氧基二甲基硅烷，将混合物在室温下搅拌30分钟，得到透明溶液，将功能化的氧化石墨烯悬浮液和去离子水添加到透明溶液中，加入L-抗坏血酸和尿素，超声分散10分钟，得到二氧化硅水溶胶。
6.根据权利要求5所述的一种环保型飞灰保温材料，其特征在于，步骤B1中，聚乙烯亚胺水溶液、氧化石墨烯悬浮液、去离子水和3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷的用量比为5-10mL:15-20mL:30-35mL:3-4mL。
7.根据权利要求5所述的一种环保型飞灰保温材料，其特征在于，步骤B2中，十六烷基三甲基氯化铵、乙酸溶液、去离子水、三甲氧基甲基硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、功能化的氧化石墨烯悬浮液、L-抗坏血酸和尿素的用量比为0.3-0.4g:0.1-0.2mL:15-20mL:6-7g:4-5g:5-7mL:0.03-0.05g:9-10g。
8.根据权利要求1所述的一种环保型飞灰保温材料，其特征在于，所述水玻璃可为钾水玻璃或钠水玻璃。
9.根据权利要求1所述的一种环保型飞灰保温材料，其特征在于，所述有机硅憎水剂可为聚硅氧烷粉末憎水剂。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的环保型保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:称取配方质量份原料，将钛白粉和海泡石粉加入水玻璃中搅拌均匀，再加入有机-无机复合材料，得到组分A；
S2:称取配方质量份原料，将飞灰、滑石粉、蛭石、空心玻璃微珠以及有机硅憎水剂混合均匀，得到组分B；
S3:将组分A与组分B混合并搅拌均匀后，制得环保型保温材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116332616A (zh) * 2023-01-18 2023-06-27 常熟理工学院 由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法与保温材料
CN116715535A (zh) * 2023-06-15 2023-09-08 广西中玻新材料科技集团有限公司 一种具有隔音功能的飞灰板材
CN116854496A (zh) * 2023-07-06 2023-10-10 广西中玻新材料科技集团有限公司 一种飞灰多孔保温材料制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116332616A (zh) * 2023-01-18 2023-06-27 常熟理工学院 由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法与保温材料
CN116332616B (zh) * 2023-01-18 2023-10-27 常熟理工学院 由垃圾焚烧飞灰制备保温材料的方法与保温材料
CN116715535A (zh) * 2023-06-15 2023-09-08 广西中玻新材料科技集团有限公司 一种具有隔音功能的飞灰板材
CN116715535B (zh) * 2023-06-15 2024-05-24 广西中玻新材料科技集团有限公司 一种具有隔音功能的飞灰板材
CN116854496A (zh) * 2023-07-06 2023-10-10 广西中玻新材料科技集团有限公司 一种飞灰多孔保温材料制备方法

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