鎂質(zhì)多孔保溫材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隔熱材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鎂質(zhì)多孔保溫材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多孔保溫材料指一類氣孔率高、體積密度低、熱導(dǎo)率低且對(duì)熱流有明顯阻抗的多孔固體材料，廣泛應(yīng)用于建筑材料領(lǐng)域、電磁傳感器、催化劑載體和熱絕緣等方面。目前多孔保溫材料主要有硅質(zhì)、剛玉質(zhì)、莫來石質(zhì)和碳化硅質(zhì)等，對(duì)鎂質(zhì)多孔材料研宄甚少。然而鎂質(zhì)多孔保溫材料不僅熱導(dǎo)率低，而且耐火度高、熱震穩(wěn)定性好、耐堿侵蝕能力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好，適應(yīng)于高溫窯具堿侵蝕部位及內(nèi)襯，是重要的隔熱保溫材料。
[0003]目前多孔保溫材料的制備方式有:空心球體粘結(jié)成型法、預(yù)埋填充物燃盡法、發(fā)泡法、溶膠-凝膠法以及凝膠注模成型工藝，其中用發(fā)泡法制備的多孔材料不僅生產(chǎn)工藝過程簡(jiǎn)單，而且氣孔尺寸和大小可控，多為封閉氣孔廣泛的應(yīng)用于各類保溫材料的制備和生產(chǎn)。但是由于泡沫處于一種多分散的亞穩(wěn)定狀態(tài)，在料漿中會(huì)出現(xiàn)上浮、長大甚至破裂等不穩(wěn)定現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種具有熱導(dǎo)率低泡沫穩(wěn)定的鎂質(zhì)多孔保溫材料。具體技術(shù)方案為:
鎂質(zhì)多孔保溫材料，由以下方法制得:
(1)原料按照重量份數(shù)，菱鎂礦浮選尾礦40~60份、電熔鎂砂20~30份、發(fā)泡劑1~10份、穩(wěn)泡劑2~8份、分散劑0.1-0.3份、減水劑1~3份、結(jié)合劑2~4份、添加劑1_5份、蒸餾水7~20份；
混練發(fā)泡，混練過程中以1200r/min速度攪拌30min，得到預(yù)制料漿；
(2)預(yù)制料楽快速饒注到150mmX150mmX 150mm模具中固化成型；
(3)成型試樣在60°C條件下養(yǎng)護(hù)24h，脫模后坯體在110°C條件下干燥24h，干燥后的坯體在1300°C條件下保溫3h燒成，制得鎂質(zhì)多孔保溫材料。
[0005]菱鎂礦浮選尾礦的比表面積為1.25m2/g，平均粒徑為16.75 μ mD
[0006]電熔鎂砂粒徑為200目。
[0007]發(fā)泡劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、偶氮二甲酰胺或者非離子表面活性劑中的一種或兩種以上混合物。
[0008]其中，穩(wěn)泡劑為糊精。
[0009]分散劑為梓檬酸鈉。
[0010]減水劑為六偏磷酸鈉或木鈣粉。
[0011]結(jié)合劑為六水合氯化鎂。
[0012]添加劑為a -Al2O3粉，平均粒徑為200目。
[0013]發(fā)泡劑與穩(wěn)泡劑復(fù)配使用，穩(wěn)泡劑為膠類物質(zhì)，其分子在水溶液流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生比較大的內(nèi)部摩擦，導(dǎo)致溶液粘度升高，進(jìn)而增加了液膜表面強(qiáng)度，使得液膜臨近的液體不易排出，液膜厚度變小的速度較慢，延緩了液膜破裂的時(shí)間，增加了泡沫的穩(wěn)定性。
[0014]本發(fā)明提供的鎂質(zhì)多孔保溫材料及其制備方法，所需原料廉價(jià)，工藝過程簡(jiǎn)單，以遼南地區(qū)富集的菱鎂礦資源為優(yōu)勢(shì)，選用菱鎂礦浮選的尾礦為主要原料，回收廢棄資源并通過合理的方式加以利用，制備出既符合了能源發(fā)展戰(zhàn)略的需要，又使資源合理利用的制品，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。預(yù)制泡沫懸浮液時(shí)選用發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑復(fù)配使用能使料漿中的氣泡均勻分布且穩(wěn)定存在，使得氣孔尺寸和大小可控，且達(dá)到微米甚至納米級(jí)別。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明加以說明，但所給出的實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明不構(gòu)成任何限制。
[0016]以下實(shí)施例中，電熔鎂砂和a -Al2O3粉的平均粒徑為200目。
[0017]實(shí)施例1
將50份菱鎂礦浮選尾礦和25份電熔鎂砂倒入到攪拌罐中，加入3份十二烷基磺酸鈉、6份糊精、0.1份檸檬酸鈉、2份六偏磷酸鈉、2.4份MgCl2.6Η20，4.5份a -Al2O3和7份蒸餾水，混練發(fā)泡，混練制度按1200r/min攪拌30min。完成漿料制備工序后快速澆注到大小為150mmX 150mmX 150mm模具中固化成型。成型后試樣在60°C條件下養(yǎng)護(hù)24h，脫模后還體在110°C條件下干燥24h，干燥后的坯體在1300°C保溫3h燒成，制得鎂質(zhì)多孔保溫材料。
[0018]本實(shí)施實(shí)例所制備的鎂質(zhì)多孔保溫制品經(jīng)檢測(cè):體積密度0.98g/cm3，氣孔率70.21%，熱導(dǎo)率 0.23ff/mKo
[0019]實(shí)施例2
將50份菱鎂礦浮選尾礦和20份電熔鎂砂倒入到攪拌罐中，加入5份十二烷基磺酸鈉、8份糊精、0.2份檸檬酸鈉、2.5份六偏磷酸鈉、3.3份MgCl2.6Η20，3份a -Al2O3和外加8份蒸餾水，混練發(fā)泡，混練制度按1200r/min攪拌30min。完成漿料制備工序后快速澆注到大小為150mmX 150mmX 150mm模具中固化成型。成型后試樣在60°C條件下養(yǎng)護(hù)24h，脫模后坯體在110°C條件下干燥24h，干燥后的坯體在1300°C保溫3h燒成，制得鎂質(zhì)多孔保溫材料。
[0020]本實(shí)施實(shí)例所制備的鎂質(zhì)多孔保溫制品經(jīng)檢測(cè):體積密度0.90g/cm3，氣孔率74.60%，熱導(dǎo)率 0.18W/mK。
[0021]實(shí)施例3
將40份菱鎂礦浮選尾礦和30份電熔鎂砂倒入到攪拌罐中，加入2份十二烷基磺酸鈉和3份偶氮二甲酰胺兩種發(fā)泡劑、8份糊精、0.2份檸檬酸鈉、2份六偏磷酸鈉、2.8份MgCl2.6H20，2份a -Al2O3和10份蒸餾水，混練發(fā)泡，混練制度按1200r/min攪拌30min。完成漿料制備工序后快速澆注到大小為150_X150_X150mm模具中固化成型。成型后試樣在60°C條件下養(yǎng)護(hù)24h，脫模后坯體在110°C條件下干燥24h，干燥后的坯體在1300°C保溫3h燒成，制得鎂質(zhì)多孔保溫材料。
[0022]本實(shí)施實(shí)例所制備的鎂質(zhì)多孔保溫制品經(jīng)檢測(cè):體積密度0.91g/cm3，氣孔率72.13%，熱導(dǎo)率 0.19ff/mKo
[0023]實(shí)施例4 將60份菱鎂礦浮選尾礦和20份電熔鎂砂倒入到攪拌罐中，加入I份十二烷基苯磺酸鈉和2份偶氮二甲酰胺兩種發(fā)泡劑、4份糊精、0.3份檸檬酸鈉、I份六偏磷酸鈉、2.7份MgCl2.6Η20，I份a -Al2O3和8份蒸餾水，混練發(fā)泡，混練制度按1200r/min攪拌30min。完成漿料制備工序后快速澆注到大小為150_X150_X150mm模具中固化成型。成型后試樣在60°C條件下養(yǎng)護(hù)24h，脫模后坯體在110°C條件下干燥24h，干燥后的坯體在1300°C保溫3h燒成，制得鎂質(zhì)多孔保溫材料。
[0024]本實(shí)施實(shí)例所制備的鎂質(zhì)多孔保溫制品經(jīng)檢測(cè):體積密度0.87g/cm3，氣孔率75.32%，熱導(dǎo)率 0.16ff/mKo
[0025]實(shí)施例5
將55份菱鎂礦浮選尾礦和25份電熔鎂砂倒入到攪拌罐中，加入5份偶氮二甲酰胺和5份非離子聚丙烯酰胺、2份糊精、0.3份檸檬酸鈉、3份木鈣粉、4份MgCl2.6Η20，5份a -Al2O3和20份蒸餾水，混練發(fā)泡，混練制度按1200r/min攪拌30min。完成漿料制備工序后快速澆注到大小為150mmX 150mmX 150mm模具中固化成型。成型后試樣在60°C條件下養(yǎng)護(hù)24h，脫模后坯體在110°C條件下干燥24h，干燥后的坯體在1300°C保溫3h燒成，制得鎂質(zhì)多孔保溫材料。
[0026]本實(shí)施實(shí)例所制備的鎂質(zhì)多孔保溫制品經(jīng)檢測(cè):體積密度0.89g/cm3，氣孔率74.65%，熱導(dǎo)率 0.21ff/mKo
【主權(quán)項(xiàng)】
1.鎂質(zhì)多孔保溫材料，其特征在于，由以下方法制得: (1)原料按照重量份數(shù)，菱鎂礦浮選尾礦40~60份、電熔鎂砂20~30份、發(fā)泡劑1~10份、穩(wěn)泡劑2~8份、分散劑0.1-0.3份、減水劑1~3份、結(jié)合劑2~4份、添加劑1_5份、蒸餾水7~20份； 混練發(fā)泡，混練過程中以1200r/min速度攪拌30min，得到預(yù)制料漿； (2)預(yù)制料楽快速饒注到150mmX150mmX 150mm模具中固化成型； (3)成型試樣在60°C條件下養(yǎng)護(hù)24h，脫模后坯體在110°C條件下干燥24h，干燥后的坯體在1300°C條件下保溫3h燒成，制得鎂質(zhì)多孔保溫材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)多孔保溫材料，其特征在于，所述的菱鎂礦浮選尾礦的比表面積為1.25m2/g，粒徑為16.75 μ m。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)多孔保溫材料，其特征在于，所述的電熔鎂砂粒徑為200 目。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)多孔保溫材料，其特征在于，所述的發(fā)泡劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、偶氮二甲酰胺或者非離子表面活性劑中的一種或兩種以上混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)多孔保溫材料，其特征在于，所述的穩(wěn)泡劑為糊精。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)多孔保溫材料，其特征在于，所述的分散劑為檸檬酸鈉。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)多孔保溫材料，其特征在于，所述的減水劑為六偏磷酸鈉或木鈣粉。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)多孔保溫材料，其特征在于，所述的結(jié)合劑為六水合氯化鎂。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)多孔保溫材料，其特征在于，所述的添加劑為a-Al2O3粉，平均粒徑為200目。
【專利摘要】本發(fā)明屬于隔熱材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鎂質(zhì)多孔保溫材料及其制備方法。鎂質(zhì)多孔保溫材料，菱鎂礦浮選尾礦、電熔鎂砂、發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、分散劑、減水劑、結(jié)合劑、添加劑、蒸餾水為原料，混練發(fā)泡，再經(jīng)過快速澆注成型、干燥、燒成。本發(fā)明提供的鎂質(zhì)多孔保溫材料及其制備方法，所需原料廉價(jià)，工藝過程簡(jiǎn)單，預(yù)制泡沫懸浮液時(shí)選用發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑復(fù)配使用能使料漿中的氣泡均勻分布且穩(wěn)定存在，使得氣孔尺寸和大小可控，且達(dá)到微米甚至納米級(jí)別。
【IPC分類】C04B38/02
【公開號(hào)】CN104909817
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510310716
【發(fā)明人】王洪金, 羅旭東, 李美葶
【申請(qǐng)人】遼寧科技大學(xué), 鞍山盛晨耐火材料有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月9日