一种无机多孔材料及其制备方法与流程

    技术2024-12-26  41


    本发明属于,具体的说,涉及一种无机多孔材料及其制备方法。


    背景技术:

    1、

    2、结合低碳节能和工业副产物利用两大难点,以粒化高炉矿渣和电石渣为主要原料,生产集保温、防火、吸声等功能于一体的无机多孔材料,具有广泛应用场景。

    3、保温材料可以有效限制建筑的热传递,可分为金属型保温材料、有机型保温材料和无机型保温材料。金属型保温材料难以降低容重且成本较高,有机型保温材料易燃且燃烧释放大量有毒气体,这极大地限制了二者在建筑保温领域的应用。相比之下,泡沫陶瓷、泡沫混凝土、泡沫地质聚合物等无机保温材料具有不燃、低容重、低导热等优点。中国专利cn106747148a公开了一种矿渣基墙体保温材料,该方法以矿渣、电石渣为基体,以陶粒为保温填料,制备出高强度保温材料,但其保温效果来源于陶粒,制备过程需经过粉磨、成球、烧结等一系列步骤,且存在制备周期长、制品密度大等问题,极大限制其实际应用。中国专利cn116120015b和cn104774032a分别公开了一种轻质泡沫混凝土和一种轻质无机泡沫材料及其制备方法,使用水泥、硅酸钠和氢氧化钠等原料制备出干密度和导热系数分别为380~550kg/m3、0.041~0.98w/(m·k)和189~485kg/m3、0.067~0.115w/(m·k)的泡沫保温材料,具有优良性能。但生产1t水泥、硅酸钠和氢氧化钠的成本分别为1000元、1300元和3000元,产生co2量分别为1000kg、671kg和750kg,而生产1t矿渣和电石渣的成本仅为300元和80元,co2产生量也低至29kg和0kg。


    技术实现思路

    1、为了克服现有技术中存在的问题,本发明提出了一种无机多孔材料及其制备方法。

    2、为实现上述目的,本发明是通过如下技术方案实现的:

    3、本发明第一方面提供一种无机多孔材料,包括如下重量份的原料:粒化高炉矿渣180~250份、固体弱碱激发剂25~50份、稳泡剂0.67~1.44份、增韧剂0~1.44份、发泡剂6.75~19.2份、水105-120份;所述固体弱碱激发剂由纯碱、电石渣组成,纯碱与电石渣的重量比为(1~4):1。

    4、进一步地,包括如下重量份的原料:粒化高炉矿渣180份、纯碱25份、电石渣15份、稳泡剂1.44份,增韧剂1.44份,发泡剂12份,水110份。

    5、进一步地,稳泡剂为硬脂酸钙、硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或多种。

    6、进一步地,所述增韧剂为可分散性乳胶粉、苯丙乳液中的任意一种。

    7、进一步地,发泡剂为双氧水。

    8、本发明第二方面提供一种无机多孔材料的制备方法,包含如下步骤:

    9、(1)固体原料预混:将粒化高炉矿渣、固体弱碱激发剂、稳泡剂、增韧剂中的固体组分混合均匀得到混合料;

    10、(2)料浆制备:先将步骤(1)中的混合料和水以公转57~67rpm、自转135~145rpm搅拌120s,然后停15s并加入液体增韧剂,再以公转115~135rpm、自转248~268rpm搅拌120s,得到均匀改性料浆;

    11、(3)加入发泡剂:向均匀改性浆料中加入发泡剂,以公转115~135rpm、自转248~268rpm搅拌15~20s;

    12、(4)生坯成型:快速将步骤(3)所得料浆注入模具,静停发泡,24h后脱模,覆膜密封养护3~7d,养护温度为20℃,制得发泡坯体;

    13、(5)切割打磨:将养护至龄期的坯体切割并打磨成目标形状尺寸;

    14、(6)干燥:将(5)中切割打磨后的坯体置于烘箱中,从30℃开始,以5℃/h升温速率升温至60℃,再以10℃/h升温速率升温至110℃并保温1h,共计12h,关闭烘箱,自然降温,制得无机多孔材料。

    15、通过上述技术方案,本发明至少能够取得如下有益效果:

    16、1)本发明可根据实际应用需求方便、有效地调控孔结构,可通过调整电石渣、稳泡剂、增韧剂、发泡剂和水的配比,调节孔隙的圆度、直径、孔隙率和闭孔率等参数,进而调控保温材料的密度、导热系数和抗压强度等关键性能。制备的多孔无机材料孔隙分布均匀,具有优良的隔热保温性能,导热系数为0.090~0.155w/(m·k);

    17、2)本发明以工业副产物粒化高炉矿渣和电石渣为主要原料,具有低碳清洁,经济环保等优点;

    18、3)本发明以电石渣复配工业纯碱作为固体弱碱激发剂,无需配制强碱性溶液作为激发剂,操作安全,方便生产;

    19、4)本发明的多孔无机材料按重量份:粒化高炉矿渣180份、纯碱25份、电石渣15份、稳泡剂1.44份,增韧剂1.44份,发泡剂12份,水110份,制得时,虽然产品闭孔率较低以至导热系数较高,但其内部存在大量连通微小孔隙,可将声能通过与内部微孔的持续碰撞转化为热能,从而吸收和减弱声波的能量,使其在吸声和吸波方面有广阔应用前景。



    技术特征:

    1.一种无机多孔材料,其特征在于:包括如下重量份的原料:粒化高炉矿渣180~250份、固体弱碱激发剂25~50份、稳泡剂0.67~1.44份、增韧剂0~1.44份、发泡剂6.75~19.2份、水105~120份;所述固体弱碱激发剂由纯碱、电石渣组成,纯碱与电石渣的重量比为(1~4):1。

    2.根据权利要求1所述的一种无机多孔材料,其特征在于:包括如下重量份的原料:粒化高炉矿渣180份、纯碱25份、电石渣15份、稳泡剂1.44份,增韧剂1.44份,发泡剂12份,水110份。

    3.根据权利要求1所述的一种无机多孔材料,其特征在于:稳泡剂为硬脂酸钙、硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或多种。

    4.根据权利要求1所述的一种无机多孔材料,其特征在于:所述增韧剂为可分散性乳胶粉、苯丙乳液中的任意一种。

    5.根据权利要求1所述的一种无机多孔材料,其特征在于:发泡剂为双氧水。

    6.如权利要求1-5任一项所述的一种无机多孔材料的制备方法,其特征在于:包含如下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种无机多孔材料及其制备方法,本发明以工业副产物粒化高炉矿渣和电石渣与纯碱、稳泡剂、增韧剂、发泡剂和水为原料制备无机多孔材料,具有低碳清洁,经济环保等优点。通过本发明的原料配比制得的无机多孔材料具有良好的保温、抗压、吸声和吸波等性能。

    技术研发人员:王鹏程,江辉,黄作雄
    受保护的技术使用者:云南点援微晶科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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