高温轻质热绝缘水泥和二氧化硅基材料的制作方法
【专利摘要】一种高温轻质热绝缘材料由包含水泥或硅砂、水和发泡剂的混合物形成。所述发泡剂可以为铝粉或表面活性剂。所述保温材料具有大于约600℃的最大使用温度。
【专利说明】高溫轻质热绝缘水泥和二氧化括基材料 发明领域
[0001] 本发明总体设及复合材料领域，W及更具体地，设及高溫轻质热绝缘水泥和二氧 化娃基材料。
【背景技术】
[0002] 无。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种由包含水泥或娃砂、水和发泡剂的混合物形成的高溫轻质热绝 缘水泥或二氧化娃基材料（"保溫材料"）。发泡剂可W为侣粉或表面活性剂。保溫材料具有 大于约600°C的最大使用溫度。当使用普通娃酸盐水泥(Ordinary Portland cement，0PC) 时，最大使用溫度可W高达约900°C。当使用娃砂时，最大使用溫度可W高达约1000°C。当使 用侣酸巧水泥(CAC)时，最大使用溫度可W高达约1800°C。
[0004] 另外，本发明提供了一种由包含量为约25至90%湿重的水泥或娃砂、量为约10至 70%湿重的水和发泡剂的混合物形成的保溫材料。发泡剂可W是量为W水泥或娃砂的重量 计约0.5至3.0 %的侣粉，或者是量为W水的重量计约0.05至2.0 %的表面活性剂。保溫材料 具有大于约600°C的最大使用溫度、范围为约0.1至l.Og/cm3的密度、范围为约0.05至 0.30胖/(111-1〇的热导率和范围为约30至3000?51(2.068至206.8己）的压缩强度。
[0005] 此外，本发明提供了一种制造保溫材料的方法，包括:将水泥或娃砂与水混合，使 用发泡剂将混合物发泡，将发泡的混合物诱注到模具中并使发泡的混合物上升W形成保溫 材料，W及将保溫材料从模具移出。保溫材料可W被固化或热处理。保溫材料具有大于约 600°C的最大使用溫度。
[0006] 此外，本发明提供了一种制造保溫材料的方法，包括:将量为约25至90%湿重的水 泥或娃砂与量为约10至70%湿重的水混合，使用发泡剂(量为W水泥或娃砂的重量计约0.5 至3.0 %的侣粉或量为W水的重量计约0.05至2.0 %的表面活性剂)将混合物发泡，将发泡 的混合物诱注到模具中并使发泡的混合物上升W形成保溫材料，W及将保溫材料从模具移 出。保溫材料可W被固化或热处理。保溫材料具有大于约600°C的最大使用溫度、范围为约 0.1至l.Og/cm 3的密度、范围为约0.05至0.30W/(m ? K)的热导率和范围为约30至3000PSI (2.068至206.8己）的压缩强度。
[0007] 下文参照附图详细描述本发明。
[000引附图的简要说明
[0009] 从W下参照附图、W实施例的方式给出的各种实施方案的说明，本发明的进一步 的特征和优点将变得更加明显：
[0010] 无。
[00"] 发明详述
[0012]尽管下文详细讨论了本发明的各实施方案的形成和使用，但应当理解，本发明提 供了许多可W体现在多种不同的具体语境中的可应用的发明构思。在本文中讨论的具体实 施方案仅仅是对形成及使用本发明的具体方式的说明，并不限制本发明的范围。
[0013] 为了便于理解本发明，下文定义了多个术语。本文中定义的术语具有本发明相关 领域的普通技术人员通常所理解的含义。术语如"一个(a)"，"一个(an)"及"该(the)"不是 旨在仅指单个的实体，而是旨在包括可W W其具体实例来说明的大类。本文的术语用于描 述本发明的具体实施方案，然而其使用除了在权利要求中所概括的之外不限制本发明。
[0014] 普通娃酸盐水泥(OPC)或侣酸巧水泥(CAC)，在其凝结之前的添加有水的湿态下， 可W用反应的侣粉或使用表面活性剂起泡。通过添加更高量的侣或表面活性剂，湿材料更 大程度地发泡，则其重量将更轻，W及结果，凝结和干燥的材料将更保溫。凝结和干燥后，当 基于OP別寸，保溫材料将具有高达约900°C的最大使用溫度，W及当基于CA別寸，保溫材料将 具有高达约1800°C的最大使用溫度。
[0015] 在与水和氧化巧的混合物中的娃砂可W用反应的侣粉或通过使用表面活性剂来 起泡。通过添加更高量的侣或表面活性剂，湿材料更大程度地发泡，则其重量将更轻，W及 结果，凝结和干燥的材料将更保溫。凝胶、发泡、凝结、高压灭菌和干燥后，保溫材料将具有 高达约1000°C的最大使用溫度。
[0016] 水泥或娃砂粘合剂可W与多种添加剂材料如砂、石膏、娃灰（silica化me)、火成 二氧化娃、熟石膏(plaster Of Paris)、飞灰、矿渣、岩石、纤维（例如，玻璃纤维、纤维素纤 维、聚乙締醇纤维、聚丙締纤维或其组合)等结合使用。注意，娃砂首先在球磨机中作为湿浆 被研磨至小于100微米的细度。
[0017] 为了制备发泡的水泥或二氧化娃水混合物，水与固体的比例的范围通常为W重量 计0.2至2.0。当使用范围为0.2至1.0的较低的水与固体比例发泡混合物时，可W通过添加 量为水泥或娃砂重量0.25-4.0%的常规高效减水剂化igh range water reducer,HRWR)来 将运些混合物制备成更易流动的。
[0018] 在一个实施方案中，发泡的混合物(水泥-水或二氧化娃-水)有时通过添加流变改 性剂来稳定。流变改性剂通常W水泥或娃砂重量的0.1至5 %的量添加。
[0019] 流变改性剂落入W下种类：（1)多糖及其衍生物；（2)蛋白质及其衍生物;和(3)合 成的有机材料。多糖流变改性剂可W进一步细分为：（a)纤维素基材料及其衍生物；（b)淀粉 基材料及其衍生物;和(C)其它多糖。
[0020] 适合的纤维素基流变改性剂包括，例如，甲基径乙基纤维素(M肥C)、径甲基乙基纤 维素(HMEC)、簇甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)、乙基纤维素巧C)、径乙基纤维素化EC)、 径乙基丙基纤维素化邸C)和径丙基甲基纤维素化PMC)等。
[0021] 适合的淀粉基材料包括，例如，小麦淀粉、预胶凝的小麦淀粉、马铃馨淀粉、预胶凝 的马铃馨淀粉、支链淀粉、直链淀粉、海凝胶（seagel)、淀粉乙酸醋、淀粉径乙基酸、离子淀 粉、长链烷基淀粉、糊精、胺淀粉、憐酸醋淀粉和双醒淀粉。
[0022] 目前优选的流变改性剂为径丙基甲基纤维素，其实例为Methocel 240和Methocel 240S。
[0023] 当使用侣作为发泡剂时，侣的粒径通常低于100微米。侣可W作为干粉末或者作为 与水或二甘醇的混合物的糊剂添加，并且对于一些应用，也可W W延迟的形式使用。优选的 侣购自Eckad公司（一家德国公司）。通常，W水泥或娃砂的重量计，侣W0.05-3 %的量添 加。
[0024] 当对OPC水泥基混合物发泡时，在用5秒至I分钟在混合下加入侣之后，通常首先对 水和水泥进行1-5分钟的混合。当对CAC水泥基混合物发泡时，在用5秒至1分钟在混合下加 入W水重量的0.5至10%的量的氧化巧、氨氧化巧、氨氧化钢或类似的提高抑的材料W及最 后用5秒至1分钟在混合下加入侣之后，通常首先对水、水泥和流变改性剂进行1-5分钟的混 合。当对娃砂基混合物发泡时，在用1 -5分钟在混合下加入W水重量的0.5至40 %的量的氧 化巧、氨氧化巧、氨氧化钢或类似的提高抑的材料W及最后用5秒至1分钟在混合下加入侣 之后，通常首先对水、砂和流变改性剂(当使用时)进行1-5分钟的混合。
[0025] 混合之后，将混合物诱注到可W是管、半管或块的形状的模具系统中并允许混合 物上升（由于随着侣与氨离子的反应形成氨气气泡)并在接下来的0.5-2小时期间内充满该 模具。
[0026] 当使用表面活性剂作为发泡剂时，优选选择具有高度泡沫稳定性且产生恰当的气 泡大小的表面活性剂。一种运样的携气剂由公司Sika销售。表面活性剂通常W水重量的 0.05至2.0 %的量添加。当对OPC或CAC水泥基混合物发泡时，水、水泥、表面活性剂和流变改 性剂通常混合1至10分钟W使混合物起泡。当对具有表面活性剂的娃砂基混合物发泡时，在 用1-5分钟在混合下加入W水重量的0.5至40 %的量添加氧化巧、氨氧化巧、氨氧化钢或类 似的提高抑的材料W及最后用1至10分钟在混合下加入表面活性剂之后，通常首先对水、砂 和流变改性剂进行1-5分钟的混合，从而使混合物起泡。混合之后，将发泡的混合物诱注到 模具系统中。
[0027] 在水泥基混合物硬化之后，湿材料将被脱模，并可W被切割、修整、砂磨或特形锐 成规定的形状(例如，管、半管、块、板等）。在二氧化娃基混合物在模具系统中凝胶并形成足 够的湿强度(2至10小时)之后，湿材料被脱模，并可W被切割，修整、砂磨或特形锐成规定的 形状(例如，管、半管、块、板等）。
[0028] 为了形成由OPC水泥制成的产品的最终28天强度，或者使产品在潮湿环境中静置 28天，或者可W通过由其内部热发展或由如本技术领域中常规的蒸汽固化加热而使强度发 展被加速至在24-48小时内完成。
[0029] 由CAC水泥制备的产品将在24小时内达到其最终强度，并且不需要额外的固化。
[0030] 由娃砂制备的产品在150-200°c的溫度和10-20己的压力下、在高压蓋中放置15-48小时W形成最终强度。运种处理将胶凝的二氧化娃转化成提供强度的水泥反应产品水化 娃酸巧和硬娃巧石。
[0031] 在实现最终的强度发展之后，干燥该产品W形成最终的轻质保溫复合材料。硬化 的复合材料可W被切割，修整、砂磨或特形锐成规定的形状(例如，管、半管、块、板等）。
[0032] 在一个实施方案中，可W通过用水基或溶剂基硅烷喷涂该产品W对最终的产品进 行防水处理。运样的产品通常由BASF销售。
[0033] 最终的轻质水泥或二氧化娃基保溫复合材料将具有范围为0.1-1.Og/cm3的密度、 范围为30-3000?51(2.068至206.8己）的压缩强度和范围为0.05-0.3胖/(111*1〇的热导率。
[0034]
[0035] 水泥或娃砂可 W为 W重量计 25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、 34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、 49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、 64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、 79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89% 或 90%，或者之间的其它增 量百分比。
[0036] 水可 W为 W重量计 10%、11 %、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、 20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、 35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、 50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、 65%、66%、67%、68%、69%或70%，或者之间的其它增量百分比。
[0037] 辅助材料可W为W重量计0%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、 11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、 26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、 41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49% 或 50%，或者之间的其它增量百分比。 [003引补强纤维可W为W重量计0%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、 11 %、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19% 或 20%，或者之间的其它增量百分比。
[0039]流变改性剂可W为W重量计0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、 0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、 1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%、 3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9% 或 4.0%，或者之间的其它增 量百分比。
[0040]侣粉可 W为W重量计 0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、 1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、 2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%或3.0%，或者之间的其它增量百分比。
[0041 ]表面活性剂可 W为 W重量计 0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、 0.7%'0.8%'0.9%'1.0%'1.1%'1.2%'1.3%'1.4%'1.5%'1.6%'1.7%'1.8%'1.9% 或2.0%，或者之间的其它增量百分比。
[0042] 提高抑的试剂可 W为W重量计 0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、 1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、 2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、 3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4.0%、4.1%、4.2%、4.3%、4.4%、4.5%、4.6%、4.7%、 4.8%、4.9%、5.0%、5.1%、5.2%、5.3%、5.4%、5.5%、5.6%、5.7%、5.8%、5.9%、 6.0%、6.1%、6.2%、6.3%、6.4%、6.5%、6.6%、6.7%、6.8%、6.9%、7.0%、7.1%、 7.2%、7.3%、7.4%、7.5%、7.6%、7.7%、7.8%、7.9%、8.0%、8.1%、8.2%、8.3%、 8.4%、8.5%、8.6%、8.7%、8.8%、8.9%、9.0%、9.1%、9.2%、9.3%、9.4%、9.5%、 9.6%、9.7%、9.8%、9.9%或10.0%，或者之间的其它增量百分比。
[0043] 结果，本发明提供了一种由包含水泥或娃砂、水和发泡剂的混合物形成的高溫轻 质热绝缘水泥或二氧化娃基材料（"保溫材料"）。发泡剂可W为侣粉或表面活性剂。保溫材 料具有大于约600°C的最大使用溫度。当使用普通娃酸盐水泥(OPC)时，最大使用溫度可W 高达约900°C。当使用娃砂时，最大使用溫度可W高达约1000°C。当使用侣酸巧水泥（CAC) 时，最大使用溫度可W高达约1800°C。
[0044] 另外，本发明提供了一种由包含量为约25至90%湿重的水泥或娃砂、量为约10至 70%湿重的水和发泡剂的混合物形成的保溫材料。发泡剂可W是量为W水泥或娃砂的重量 计约0.5至3.0 %的侣粉，或者是量为W水的重量计约0.05至2.0 %的表面活性剂。保溫材料 具有大于约600°C的最大使用溫度、范围为约0.1至l.Og/cm3的密度、范围为约0.05至 0.30胖/(111-1〇的热导率和范围为约30至3000?51(2.068至206.8己）的压缩强度。
[0045] 此外，本发明提供了一种制造保溫材料的方法，包括:将水泥或娃砂与水混合，使 用发泡剂将混合物发泡，将发泡的混合物诱注到模具中并使发泡的混合物上升W形成保溫 材料，W及将保溫材料从模具移出。保溫材料可W被固化或热处理。保溫材料具有大于约 600°C的最大使用溫度。
[0046] 此外，本发明提供了一种制造保溫材料的方法，包括:将量为约25至90%湿重的水 泥或娃砂与量为约10至70%湿重的水混合，使用发泡剂(量为W水泥或娃砂的重量计约0.5 至3.0 %的侣粉或量为W水的重量计约0.05至2.0 %的表面活性剂)将混合物发泡，将发泡 的混合物诱注到模具中并使发泡的混合物上升W形成保溫材料，W及将保溫材料从模具移 出。保溫材料可W被固化或热处理。保溫材料具有大于约600°C的最大使用溫度、范围为约 0.1至l.Og/cm 3的密度、范围为约0.05至0.30W/(m ? K)的热导率和范围为约30至3000PSI (2.068至206.8己）的压缩强度。
[0047] 尽管已经详细描述了本发明及其优点，但应当理解，在不背离由所附权利要求所 限定的本发明的精神和范围的情况下，在本文中可W作出各种不同的改变、替代和修改。另 夕h本申请的范围并不旨在限于说明书中描述的工艺、机器、制造、物质的组合物、手段、方 法和步骤，本申请的范围仅由权利要求限定。
【主权项】
1. 一种由混合物形成的保温材料，所述混合物包含： 水泥或硅砂； 水； 包含铝粉或表面活性剂的发泡剂；以及 所述保温材料具有大于约600°c的最大使用温度。2. 权利要求1所述的保温材料，所述保温材料具有范围为约0.1至l.Og/cm3的密度。3. 权利要求1所述的保温材料，所述保温材料具有范围为约0.05至0.30W/(m · K)的热 导率。4. 权利要求1所述的保温材料，所述保温材料具有范围为约30至3000PSI( 2.068至 206.8巴）的压缩强度。5. 权利要求1所述的保温材料，所述保温材料具有： 范围为约0.1至l.〇g/cm3的密度； 范围为约0.05至0.30W/(m · K)的热导率;和 范围为约30至3000PSI (2.068至206.8巴）的压缩强度。6. 权利要求1所述的保温材料，所述水泥包括普通硅酸盐水泥，以及所述最大使用温度 的范围为约650至900°C。7. 权利要求1所述的保温材料，所述水泥包括铝酸钙水泥，以及所述最大使用温度的范 围为约900至1800°C。8. 权利要求1所述的保温材料，使用硅砂，以及所述最大使用温度的范围为约650至 1000。。。9. 权利要求1所述的保温材料，所述混合物具有以重量计的范围为约0.2至2.0的水与 水泥或与硅砂的比例。10. 权利要求1所述的保温材料，所述混合物具有以重量计的范围为约1.0的水与水泥 或与硅砂的比例。11. 权利要求1所述的保温材料，还包含量为水泥或硅砂重量的约〇. 25至4.0 %的高效 减水剂(HRWR)。12. 权利要求1所述的保温材料，其中所述水泥选自基本上由普通硅酸盐水泥、铝酸钙 水泥、高铝水泥、矿渣水泥、娃酸盐水泥、磷酸盐水泥和氯氧化镁水泥组成的组。13. 权利要求1所述的保温材料，所述铝粉的量为以水泥或硅砂的重量计约0.5至 3.0%〇14. 权利要求1所述的保温材料，所述表面活性剂的量为以水的重量计约0.05至2.0%。15. 权利要求1所述的保温材料，所述混合物还包含添加剂材料，所述添加剂材料选自 基本上由水泥（当使用硅砂时）、砂（当使用水泥时）、石膏、硅灰、火成二氧化硅、熟石膏、飞 灰、矿渣、岩石和纤维组成的组。16. 权利要求15所述的保温材料，所述纤维包括玻璃纤维、纤维素纤维、聚乙烯醇纤维、 聚丙烯纤维或其组合。17. 权利要求1所述的保温材料，所述混合物还包含量为水泥或硅砂重量的约0.1至 5.0 %的流变改性剂。18. 权利要求17所述的保温材料，所述流变改性剂包括羟丙基甲基纤维素。19. 权利要求17所述的保温材料，所述流变改性剂选自基本上由多糖、多糖衍生物、蛋 白质、其蛋白质衍生物和合成的有机材料组成的组。20. 权利要求19所述的保温材料，所述多糖选自基本上由纤维素基材料、纤维素基材料 的衍生物、淀粉基材料和淀粉基材料的衍生物组成的组。21. 权利要求20所述的保温材料，所述纤维素基材料选自基本上由甲基羟乙基纤维素 (MHEC)、羟甲基乙基纤维素（HMEC)、羧甲基纤维素（CMC)、甲基纤维素（MC)、乙基纤维素 (EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟乙基丙基纤维素(HEPC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)组成的 组。22. 权利要求20所述的保温材料，所述淀粉基材料选自基本上由小麦淀粉、预胶凝的小 麦淀粉、马铃薯淀粉、预胶凝的马铃薯淀粉、支链淀粉、直链淀粉、海凝胶、淀粉乙酸酯、淀粉 羟乙基醚、离子淀粉、长链烷基淀粉、糊精、胺淀粉、磷酸酯淀粉和双醛淀粉组成的组。23. 权利要求1所述的保温材料，所述混合物还包含量为以水重量计约0.5至10%的提 高pH的材料。24. 权利要求23所述的保温材料，所述提高pH的材料选自基本上由氧化钙、氢氧化钙和 氢氧化钠组成的组。25. -种由混合物形成的保温材料，所述混合物包含： 量为约25至90 %湿重的水泥； 量为约10至70 %湿重的水； 包含量为以水泥的重量计约〇. 5至3.0%的铝粉或量为以水的重量计约0.05至2.0%的 表面活性剂的发泡剂；以及 所述保温材料具有大于约600°C的最大使用温度、范围为约0.1至1.0g/cm3的密度、范围 为约0.05至0.30W/(m · K)的热导率和范围为约30至3000PSI (2.068至206.8巴）的压缩强 度。26. -种由混合物形成的保温材料，所述混合物包含： 量为约25至90 %湿重的硅砂； 量为约10至70 %湿重的水； 包含量为以硅砂的重量计约〇. 5至3.0 %的铝粉或量为以水的重量计约0.05至2.0 %的 表面活性剂的发泡剂；以及 所述保温材料具有大于约600°C的最大使用温度、范围为约0.1至1.0g/cm3的密度、范围 为约0.05至0.30W/(m · K)的热导率和范围为约30至3000PSI (2.068至206.8巴）的压缩强 度。27. -种制造保温材料的方法，所述方法包括以下步骤： 将水泥与水混合； 使用发泡剂将水泥-水混合物发泡； 将发泡的水泥-水混合物浇注到模具中并使发泡的水泥-水混合物上升以形成保温材 料； 固化所述保温材料； 将所述保温材料从模具移出；以及 所述保温材料具有大于约600°C的最大使用温度。28. 权利要求27所述的方法，其中混合步骤进行约1至5分钟。29. 权利要求27所述的方法，其中发泡步骤进行约5秒至1分钟。30. 权利要求27所述的方法，其中允许发泡的水泥-水混合物上升约0.5至2.0小时。31. 权利要求27所述的方法，固化步骤包括使所述保温材料在潮湿环境中放置约28天 的步骤。32. 权利要求27所述的方法，固化步骤包括加热所述保温材料的步骤。33. 权利要求27所述的方法，固化步骤包括蒸汽固化所述保温材料的步骤。34. 权利要求27所述的方法，还包括干燥所述保温材料的步骤。35. 权利要求27所述的方法，还包括将所述保温材料切割、修整、砂磨或特形铣成规定 的形状的步骤。36. 权利要求27所述的方法，其中所述规定的形状包括管、半管、块或板。37. 权利要求27所述的方法，还包括使用防水剂喷涂所述保温材料的步骤。38. 权利要求27所述的方法，所述保温材料具有范围为约0.1至1 .Og/cm3的密度。39. 权利要求27所述的方法，所述保温材料具有范围为约0.05至0.30W/(m · K)的热导 率。40. 权利要求27所述的方法，所述保温材料具有范围为约30至3000PSI (2.068至206.8 巴）的压缩强度。41. 权利要求27所述的方法，所述保温材料具有： 范围为约0.1至1.〇g/cm3的密度； 范围为约0.05至0.30W/(m · K)的热导率;和 范围为约30至3000PSI (2.068至206.8巴）的压缩强度。42. 权利要求27所述的方法，所述水泥包括普通硅酸盐水泥，以及所述最大使用温度的 范围为约650至900°C。43. 权利要求27所述的方法，所述水泥包括铝酸钙水泥，以及所述最大使用温度的范围 为约 900 至 1800°C。44. 权利要求27所述的方法，水泥混合物具有以重量计的范围为约0.2至2.0的水与水 泥比例。45. 权利要求27所述的方法，水泥混合物具有以重量计的范围为约1.0的水与水泥比 例。46. 权利要求27所述的方法，还包含量为水泥重量的约0.25至4.0 %的高效减水剂 (HRffR)〇47. 权利要求27所述的方法，其中所述水泥选自基本上由普通硅酸盐水泥、铝酸钙水 泥、高铝水泥、矿渣水泥、娃酸盐水泥、磷酸盐水泥和氯氧化镁水泥组成的组。48. 权利要求27所述的方法，所述铝粉的量为以水泥的重量计约0.5至3.0%。49. 权利要求27所述的方法，所述表面活性剂的量为以水的重量计约0.05至2.0 %。50. 权利要求27所述的方法，水泥混合物还包含添加剂材料，所述添加剂材料选自基本 上由砂、石膏、硅灰、火成二氧化硅、熟石膏、飞灰、矿渣、岩石和纤维组成的组。51. 权利要求50所述的方法，所述纤维包括玻璃纤维、纤维素纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙 烯纤维或其组合。52. 权利要求27所述的方法，水泥混合物还包含量为水泥重量的约0.1至5.0%的流变 改性剂。53. 权利要求52所述的方法，所述流变改性剂包括羟丙基甲基纤维素。54. 权利要求52所述的方法，所述流变改性剂选自基本上由多糖、多糖衍生物、蛋白质、 其蛋白质衍生物和合成的有机材料组成的组。55. 权利要求54所述的方法，所述多糖选自基本上由纤维素基材料、纤维素基材料的衍 生物、淀粉基材料和淀粉基材料的衍生物组成的组。56. 权利要求55所述的方法，所述纤维素基材料选自基本上由甲基羟乙基纤维素 (MHEC)、羟甲基乙基纤维素（HMEC)、羧甲基纤维素（CMC)、甲基纤维素（MC)、乙基纤维素 (EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟乙基丙基纤维素(HEPC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)组成的 组。57. 权利要求55所述的方法，所述淀粉基材料选自基本上由小麦淀粉、预胶凝的小麦淀 粉、马铃薯淀粉、预胶凝的马铃薯淀粉、支链淀粉、直链淀粉、海凝胶、淀粉乙酸酯、淀粉羟乙 基醚、离子淀粉、长链烷基淀粉、糊精、胺淀粉、磷酸酯淀粉和双醛淀粉组成的组。58. 权利要求27所述的方法，水泥混合物还包含量为以水重量计约0.5至10%的提高pH 的材料。59. 权利要求58所述的方法，所述提高pH的材料选自基本上由氧化钙、氢氧化钙和氢氧 化钠组成的组。60. -种制造保温材料的方法，所述方法包括以下步骤： 将量为约25至90 %湿重的水泥与量为约10至70 %湿重的水混合； 使用发泡剂将水泥-水混合物发泡，所述发泡剂包含量为以水泥的重量计约0.5至 3.0 %的铝粉或量为以水的重量计约0.05至2.0 %的表面活性剂； 将发泡的水泥-水混合物浇注到模具中并使发泡的水泥-水混合物上升以形成保温材 料； 固化所述保温材料； 将所述保温材料从模具移出；以及 所述保温材料具有大于约600°C的最大使用温度、范围为约0.1至l.Og/cm3的密度、范围 为约0.05至0.30W/(m · K)的热导率和范围为约30至3000PSI (2.068至206.8巴）的压缩强 度。61. -种制造保温材料的方法，所述方法包括以下步骤： 将硅砂与水混合； 使用发泡剂将砂-水混合物发泡； 将发泡的砂-水混合物浇注到模具中并使发泡的砂-水混合物上升以形成保温材料； 将所述保温材料从模具移出； 对所述保温材料进行热处理；以及 所述保温材料具有约1000 °C的最大使用温度。62. 权利要求61所述的方法，还包括使用球磨机研磨硅砂的步骤。63. 权利要求61所述的方法，其中混合步骤进行约1至5分钟。64. 权利要求61所述的方法，其中发泡步骤进行约5秒至1分钟。65. 权利要求61所述的方法，其中使发泡的砂-水混合物上升约0.5至2.0小时。66. 权利要求61所述的方法，加热步骤包括在约150至200°C的温度和约10至20巴的压 力下压热处理所述保温材料约15-48小时的步骤。67. 权利要求61所述的方法，还包括干燥所述保温材料的步骤。68. 权利要求61所述的方法，还包括将所述保温材料切割、修整、砂磨或特形铣成规定 的形状的步骤。69. 权利要求68所述的方法，所述规定的形状包括管、半管、块或板。70. 权利要求61所述的方法，还包括使用防水剂喷涂所述保温材料的步骤。71. 权利要求61所述的方法，所述保温材料具有范围为约0.1至l.Og/cm3的密度。72. 权利要求61所述的方法，所述保温材料具有范围为约0.05至0.30W/(m · K)的热导 率。73. 权利要求61所述的方法，所述保温材料具有范围为约30至3000PSI (2.068至206.8 巴）的压缩强度。74. 权利要求61所述的方法，所述保温材料具有： 范围为约0.1至l.〇g/cm3的密度； 范围为约0.05至0.30W/(m · K)的热导率;和 范围为约30至3000PSI (2.068至206.8巴）的压缩强度。75. 权利要求61所述的方法，所述混合物具有以重量计的范围为约0.2至2.0的水与砂 比例。76. 权利要求61所述的方法，所述混合物具有以重量计的范围为约1.0的水与砂比例。77. 权利要求61所述的方法，还包含量为砂重量的约0.25至4.0 %的分散剂。78. 权利要求61所述的方法，所述铝粉的量为以砂的重量计约0.5至3.0%。79. 权利要求61所述的方法，所述表面活性剂的量为以水的重量计约0.05至2.0 %。80. 权利要求61所述的方法，所述混合物还包含添加剂材料，所述添加剂材料选自基本 上由水泥、石膏、硅灰、火成二氧化硅、熟石膏、飞灰、矿渣、岩石和纤维组成的组。81. 权利要求80所述的方法，所述纤维包括玻璃纤维、纤维素纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙 烯纤维或其组合。82. 权利要求61所述的方法，所述混合物还包含量为砂重量的约0.1至5.0 %的流变改 性剂。83. 权利要求82所述的方法，所述流变改性剂包括羟丙基甲基纤维素。84. 权利要求82所述的方法，所述流变改性剂选自基本上由多糖、多糖衍生物、蛋白质、 其蛋白质衍生物和合成的有机材料组成的组。85. 权利要求84所述的方法，所述多糖选自基本上由纤维素基材料、纤维素基材料的衍 生物、淀粉基材料和淀粉基材料的衍生物组成的组。86. 权利要求85所述的方法，所述纤维素基材料选自基本上由甲基羟乙基纤维素 (MHEC)、羟甲基乙基纤维素（HMEC)、羧甲基纤维素（CMC)、甲基纤维素（MC)、乙基纤维素 (EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟乙基丙基纤维素(HEPC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)组成的 组。87. 权利要求85所述的方法，所述淀粉基材料选自基本上由小麦淀粉、预胶凝的小麦淀 粉、马铃薯淀粉、预胶凝的马铃薯淀粉、支链淀粉、直链淀粉、海凝胶、淀粉乙酸酯、淀粉羟乙 基醚、离子淀粉、长链烷基淀粉、糊精、胺淀粉、磷酸酯淀粉和双醛淀粉组成的组。88. 权利要求61所述的方法，所述混合物还包含量为以水重量计约0.5至40%的提高pH 的材料。89. 权利要求88所述的方法，所述提高pH的材料选自基本上由氧化钙、氢氧化钙和氢氧 化钠组成的组。90. -种制造保温材料的方法，所述方法包括以下步骤： 将量为约25至90 %湿重的硅砂与量为约10至70 %湿重的水混合； 使用发泡剂将砂-水混合物发泡，所述发泡剂包含量为以砂的重量计约〇. 5至3.0 %的 铝粉或量为以水的重量计约〇. 05至2.0%的表面活性剂； 将发泡的砂-水混合物浇注到模具中并使发泡的砂-水混合物上升以形成保温材料； 将所述保温材料从模具移出； 对所述保温材料进行热处理；以及 所述保温材料具有约1 〇〇〇 °C的最大使用温度、范围为约0.1至1. Og/cm3的密度、范围为 约0.05至0.30W/(m · K)的热导率和范围为约30至3000PSI(2.068至206.8巴）的压缩强度。
【文档编号】C04B14/04GK105873878SQ201480068683
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年10月16日
【发明人】埃文·R·丹尼尔斯, P·J·安德森
【申请人】知识产权古里亚有限责任公司