专利名称：一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法
技术领域：
本发明属于轻质隔热耐火材料技术领域，具体涉及一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。
背景技术：
针对于我国乃至全球能源消耗过快的现状，隔热保温节能材料的研究显得尤为重要。而隔热保温是节能的重要措施之一，具有微纳米孔的隔热保温材料具备质量轻、导热系数低等一系列优异的性能，在保温领域具有重要的地位。
目前制备多孔轻质隔热材料方法主要有燃尽物加入法、溶胶凝胶法、气体发生法、自蔓延高温合成法、凝胶注模法和多孔原料法等。这些方法大多数制备的是开口气孔，应用范围有限，在轻质隔热材料中难以起到很好的保温效果，且在制备过程中成本高、对环境有污染和不易于控制；如“一种新的莫来石轻质隔热保温砖的配方”(CN101362651A)的专利技术，以EPS聚轻球和锯末制备莫来石轻质隔热保温砖，生产工艺较复杂，EPS聚轻球产生的气孔不稳定，再加上锯末产生的气孔较大不易控制且污染环境。采用泡沫法得到的制品孔径分布均匀，大小易于控制，而且制品多为闭气孔，但是干燥脱模时间较长，且泡沫的稳定性制约了制品的性能；如“以莫来石质辊棒废料为原料的轻质砖及其制备方法”(CN101717267A)的专利技术，采用泡沫法制备的莫来石轻质砖要经过10(Tl2(rC干燥后才能脱模，且脱模时间很长。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种脱模时间快、干燥周期短、生产工艺简单、对环境无害和适合大规模工业化生产的制备莫来石轻质隔热砖的方法，所制备的莫来石轻质隔热砖气孔尺寸小、气孔均匀分布、强度较高、体积密度较低和导热系数较低。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是先以3(T40wt%的焦宝石熟料、2(T30wt%的粘土熟料、2(T32wt%的蓝晶石微粉、2 8wt%的P -氧化铝微粉、I 6wt%的轻烧氧化钙和O. 5 2wt%的二氧化硅微粉为原料，外加所述原料l(T20wt%的水和O. 5 2wt%的减水剂，混合3 15min，调制成料浆；再外加所述原料O. Γθ. 5wt%的泡沫剂所制成的泡沫，搅拌均匀，然后外加所述原料O. 5^2wt%的凝胶剂、O. riwt%的热固性水溶性高分子化合物和
O.5 2. 5wt%的促凝剂，搅拌3 5min，浇注成型；最后在3(T50°C条件下干燥4 9h，脱模，在6(Tl20°C条件下烘烤l(T20h，在135(Tl500°C条件下保温3 12h，制得莫来石轻质隔热砖。所述焦宝石熟料的粒度小于O. 088mm。所述粘土熟料粒的度小于O. 088mm。所述蓝晶石微粉的粒度小于O. 088mm。所述轻烧氧化钙的粒度小于O. 088mm。所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和聚丙烯酸钠中的一种以上。所述凝胶剂为氧化铝溶胶、铝硅溶胶、二氧化钛溶胶、二氧化硅溶胶和钛硅溶胶中的一种。所述热固性水溶性高分子化合物为热固性水溶性酚醛树脂、水溶性酚醛环氧树月旨、聚乙烯吡咯烷酮、羟甲基纤维素和有机硅树脂中的一种。所述促凝剂为乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙二醇酯、己内酯和丁酯中的一种。由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下积极效果1、由于本发明采用泡沫法制备莫来石轻质隔热砖，故所制备的制品气孔尺寸小、气孔分布均匀。2、由于本发明采用凝胶剂、热固性水溶性高分子化合物和促凝剂，通过凝胶注模的方法制备莫来石轻质隔热砖，凝胶剂和促凝剂在常温下固化，热固性水溶性高分子化合物在加热条件下固化，使得浆料凝固，并且在坯体里面形成网络结构，故制品脱模时间快、干燥周期短，适合大规模工业化生产。
3、由于本发明所用原料及外加的物质都是对环境无害的，故制品生产过程中对环
境无害。4、本发明采用泡沫法和凝胶注模法相结合的方法制备莫来石轻质隔热砖，所制得的制品的导热系数为O. 15^0. 5W/ (m-Κ)，体积密度为O. 5^1.1g/cm3,耐压强度为
2.(Γ22. 4MPa，能很好地满足工业要求。因此，本发明具有脱模时间快、干燥周期短、生产工艺简单、对环境无害和适合大规模工业化生产的特点；所制备的莫来石轻质隔热砖气孔尺寸小、气孔分布均匀、强度较高、体积密度较低和导热系数较低。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明做进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制。为避免重复，先将本具体实施方式
所涉及到的有关技术参数统一描述如下
焦宝石熟料、粘土熟料、蓝晶石微粉和轻烧氧化钙的粒度均小于O. 088_。实施例1
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。先以3(T34wt%的焦宝石熟料、25 30wt%的粘土熟料、26 32wt%的蓝晶石微粉、4 6wt%的P -氧化铝微粉、I 4wt%的轻烧氧化钙和O. 5 lwt%的二氧化硅微粉为原料，外加所述原料l(Tl2wt%的水和O. 5 1. 3wt%的减水剂，混合3 15min，调制成料浆；再外加所述原料O. Γθ. 3wt%的泡沫剂所制成的泡沫，搅拌均匀，然后外加所述原料O. 5^1wt%的凝胶剂、O. Γ0. 4wt%的热固性水溶性高分子化合物和
O.5 1. 2wt%的促凝剂，搅拌3 5min，浇注成型；最后在3(T37°C条件下干燥4 5h，脱模，在6(Tl20°C条件下烘烤l(Tl3h，在145(Tl500°C条件下保温3飞h，制得莫来石轻质隔热砖。本实施例中减水剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物；凝胶剂为氧化铝溶胶；热固性水溶性高分子化合物为热固性水溶性酚醛树脂；促凝剂为乙酸乙酯。本实施例1所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为f1. lg/cm3,导热系数为 O. 45 O. 5ff/ (m · K)，耐压强度为 21 22. 4MPa。实施例2
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。除下述外加剂外，其余同实施例1。
本实施例中减水剂为三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠的混合物；凝胶剂为铝硅溶胶；热固性水溶性高分子化合物为水溶性酚醛环氧树脂；促凝剂为乙酸甲酯。本实施例2所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为O. fig/cm3，导热系数为 O. 4 O. 46W/ (m · K)，耐压强度为 19. 8 21. 3MPa。实施例3
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。除下述外加剂外，其余同实施例1。本实施例中减水剂为六偏磷酸钠和聚丙烯酸钠的混合物；凝胶剂为二氧化钛溶胶；热固性水溶性高分子化合物为聚乙烯吡咯烷酮；促凝剂为乙二醇酯。本实施例3所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为O. 9^1. lg/cm3,导热系数为 O. 39 O. 45W/ (m · K)，耐压强度为 15. 6 20. 2MPa。
实施例4
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。除下述外加剂外，其余同实施例1。本实施例中减水剂为聚丙烯酸钠；凝胶剂为二氧化硅溶胶；热固性水溶性高分子化合物为羟甲基纤维素；促凝剂为己内酯。本实施例4所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为f1. lg/cm3,导热系数为 O. 42 O. 49W/ (m · K)，耐压强度为 18. 7 22.1MPa0实施例5
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。除下述外加剂外，其余同实施例1。本实施例中减水剂为聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的混合物；凝胶剂为钛硅溶胶；热固性水溶性高分子化合物为有机硅树脂；促凝剂为丁酯。本实施例5所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为O. fig/cm3，导热系数为 O. 38 O. 43W/ (m · K)，耐压强度为 16. 3 20. 7MPa。实施例6
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。先以34 37wt%的焦宝石熟料、24 27wt%的粘土熟料、2(T26wt%的蓝晶石微粉、6^8wt%的P -氧化铝微粉、3^5wt%的轻烧氧化钙和
O.9 1. 5wt%的二氧化硅微粉为原料，外加所述原料12 16wt%的水和1. 3 1. 6wt%的减水齐[J，混合3 15min，调制成料浆；再外加所述原料O. 3^0. 4wt%的泡沫剂所制成的泡沫，搅拌均匀，然后外加所述原料1. (Tl. 5wt%的凝胶剂、O. 4^0. 8wt%的热固性水溶性高分子化合物和1. 2^2wt%的促凝剂，搅拌3 5min，浇注成型；最后在36 42°C条件下干燥5 8h，脱模，在6(Tl2(TC条件下烘烤13 16h，在140(Tl45(rC条件下保温5 8h，制得莫来石质轻质隔热砖。本实施例中减水剂为六偏磷酸钠；凝胶剂为氧化铝溶胶；热固性水溶性高分子化合物为水溶性酚醛环氧树脂；促凝剂为乙二醇酯。本实施例6所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为O. 7~0· 9g/cm3,导热系数为O. 32 O. 4ff/ (m · K)，耐压强度为11. 5 16. 7MPa。实施例7
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。除下述外加剂外，其余同实施例6。本实施例中减水剂为三聚磷酸钠；凝胶剂为铝硅溶胶；热固性水溶性高分子化合物为聚乙烯吡咯烷酮；促凝剂为己内酯。本实施例7所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为O. 7~0· 8g/cm3,导热系数为O. 26 O. 35W/ (m · K)，耐压强度为9. 8 13. 2MPa。实施例8
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。除下述外加剂外，其余同实施例6。本实施例中减水剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物；凝胶剂为二氧化钛溶胶；热固性水溶性高分子化合 物为羟甲基纤维素；促凝剂为丁酯。本实施例8所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为O. 8^0. 9g/cm3,导热系数为 O. 32 O. 39W/ (m · K)，耐压强度为 11. 2 15. 8MPa。实施例9
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。除下述外加剂外，其余同实施例6。本实施例中减水剂为三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠的混合物；凝胶剂为二氧化硅溶胶；热固性水溶性高分子化合物为有机硅树脂；促凝剂为乙酸乙酯。本实施例9所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为O. 7 O. 9g/cm3,导热系数为 O. 29 O. 35W/ (m · K)，耐压强度为 12. 3 17. 9MPa。实施例10
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。除下述外加剂外，其余同实施例6。本实施例中减水剂为六偏磷酸钠和聚丙烯酸钠的混合物；凝胶剂为钛硅溶胶；热固性水溶性高分子化合物为热固性水溶性酚醛树脂；促凝剂为乙酸甲酯。本实施例10所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为O. 7~0· 8g/cm3,导热系数为O. 25 O. 38W/ (m · K)，耐压强度为9. 7 15. 6MPa。实施例11
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。先以36 40wt%的焦宝石熟料、2(T24wt%的粘土熟料、24^30wt%的蓝晶石微粉、2^4wt%的P -氧化铝微粉、4^6wt%的轻烧氧化钙和1.3 2wt%的二氧化硅微粉为原料，外加所述原料16 20wt%的水和1. 6 2wt%的减水剂，混合3 15min，调制成料浆；再外加所述原料O. 4^0. 5wt%的泡沫剂所制成的泡沫，搅拌均匀，然后外加所述原料1. 5^2wt%的凝胶剂、O. 8^1wt%的热固性水溶性高分子化合物和2 2. 5wt%的促凝剂，搅拌3 5min，浇注成型；最后在42飞(TC条件下干燥疒9h，脱模，在6(T12(TC条件下烘烤16 20h，在135(Tl40(rC条件下保温8 12h，制得莫来石质轻质隔热砖。本实施例中减水剂为三聚磷酸钠；凝胶剂为氧化铝溶胶；热固性水溶性高分子化合物为聚乙烯吡咯烷酮；促凝剂为丁酯。本实施例11所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为O. 5^0. 6g/cm3,导热系数为 O. 15^0. 22W/ (m · K)，耐压强度为 2 10. 4MPa。实施例12
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。除下述外加剂外，其余同实施例11。本实施例中减水剂为六偏磷酸钠；凝胶剂为铝硅溶胶；热固性水溶性高分子化合物为羟甲基纤维素；促凝剂为乙酸乙酯。本实施例12所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为O. 5^0. 7g/cm3，导热系数为O. 17 O. 27W/ (m · K)，耐压强度为4. 5 12. 4MPa。实施例13
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。除下述外加剂外，其余同实施例11。
本实施例中减水剂为聚丙烯酸钠；凝胶剂为二氧化钛溶胶；热固性水溶性高分子化合物为有机硅树脂；促凝剂为乙酸甲酯。本实施例13所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为O. 5^0. 6g/cm3,导热系数为 O. 16^0. 22W/ (m · K)，耐压强度为 3 9. 2MPa。实施例14
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。除下述外加剂外，其余同实施例11。
本实施例中减水剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物；凝胶剂为二氧化硅溶胶；热固性水溶性高分子化合物为热固性水溶性酚醛树脂；促凝剂为乙二醇酯。本实施例14所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为O. 6^0. 7g/cm3，导热系数为O. 21 O. 29W/ (m · K)，耐压强度为7. 6 12. 2MPa。实施例15
一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。除下述外加剂外，其余同实施例11。本实施例中减水剂为三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠的混合物；凝胶剂为钛硅溶胶；热固性水溶性高分子化合物为水溶性酚醛环氧树脂；促凝剂为己内酯。本实施例15所制备得到的莫来石轻质隔热砖的体积密度为O. 5^0. 7g/cm3,导热系数为O. 19 O. 30W/ (m · K)，耐压强度为7. 3 12.1MPa0本发明与现有技术相比，具有如下积极效果1、由于本发明采用泡沫法制备莫来石轻质隔热砖，因此所制备的制品气孔尺寸小、气孔分布均匀。2、由于本发明采用凝胶剂、热固性水溶性高分子化合物和促凝剂，通过一种凝胶注模的方法制备莫来石轻质隔热砖，凝胶剂和促凝剂在常温下固化，热固性水溶性高分子化合物在加热条件下固化，使得浆料凝固，并且在坯体里面形成网络结构，因此制品脱模时间快、干燥周期短，适合大规模工业化生产。3、由于本发明所用原料及外加的物质都是对环境无害的，因此制品生产过程中对
环境无害。4、本发明采用泡沫法和凝胶注模法相结合的方法制备莫来石轻质隔热砖，所制得的制品的导热系数为O. 15^0. 5W/ (m-Κ)，体积密度为O. 5^1.1g/cm3,耐压强度为
2.(Γ22. 4MPa，能很好地满足工业要求。
因此，本发明具有脱模时间快、干燥周期短、生产工艺简单、对环境无害和适合大规模工业化生产的特点；所制备的莫来石轻质隔热砖气孔尺寸小、气孔分布均匀、强度较高、体积密度较低和导热系数较低。
权利要求
1.一种莫来石轻质隔热砖的制备方法，其特征在于先以3(T40wt%的焦宝石熟料、 2(T30wt%的粘土熟料、2(T32wt%的蓝晶石微粉、2 8wt%的P -氧化铝微粉、I 6wt%的轻烧氧化钙和O. 5 2wt%的二氧化硅微粉为原料，外加所述原料l(T20wt%的水和O. 5 2wt%的减水剂，混合3 15min，调制成料浆；再外加所述原料O. Γθ. 5wt%的泡沫剂所制成的泡沫，搅拌均匀，然后外加所述原料O. 5^2wt%的凝胶剂、O. riwt%的热固性水溶性高分子化合物和O.5 2. 5wt%的促凝剂，搅拌3 5min，浇注成型；最后在3(T50°C条件下干燥4 9h，脱模，在 6(Tl20°C条件下烘烤l(T20h，在135(Tl500°C条件下保温3 12h，制得莫来石轻质隔热砖。
2.根据权利要求1所述的莫来石轻质隔热砖的制备方法，其特征在于所述焦宝石熟料的粒度小于O. 088mm。
3.根据权利要求的度小于O. 088mm。
4.根据权利要求的粒度小于O. 088mm。
5.根据权利要求的粒度小于O. 088mm。
6.根据权利要求1所述的莫来石轻质隔热砖的制备方法，其特征在于所述减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和聚丙烯酸钠中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的莫来石轻质隔热砖的制备方法，其特征在于所述凝胶剂为氧化铝溶胶、铝硅溶胶、二氧化钛溶胶、二氧化硅溶胶和钛硅溶胶中的一种。
8.根据权利要求1所述的莫来石轻质隔热砖的制备方法，其特征在于所述热固性水溶性高分子化合物为热固性水溶性酚醛树脂、水溶性酚醛环氧树脂、聚乙烯吡咯烷酮、羟甲基纤维素和有机娃树脂中的一种。
9.根据权利要求1所述的莫来石轻质隔热砖的制备方法，其特征在于所述促凝剂为乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙二醇酯、己内酯和丁酯中的一种。
10.根据权利要求Γ9项中任一项所述的莫来石轻质隔热砖的制备方法所制备的莫来石轻质隔热砖。I所述的莫来石轻质隔热砖的制备方法，其特征在于所述粘土熟料粒 I所述的莫来石轻质隔热砖的制备方法，其特征在于所述蓝晶石微粉 I所述的莫来石轻质隔热砖的制备方法，其特征在于所述轻烧氧化钙
全文摘要
本发明涉及一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法。其技术方案是先以30~40wt%焦宝石熟料、20~30wt%粘土熟料、20~32wt%蓝晶石微粉、2~8wt%的ρ-氧化铝微粉、1~6wt%轻烧氧化钙和0.5~2wt%二氧化硅微粉为原料，外加原料10~20wt%水和0.5~2wt%减水剂，混合调制成料浆。再外加原料0.1~0.5wt%泡沫剂制成的泡沫，搅拌，然后外加原料0.5~2wt%凝胶剂、0.1~1wt%热固性水溶性高分子化合物和0.5~2.5wt%促凝剂，搅拌，浇注成型。最后在30~50℃干燥4~9h，脱模，在60~120℃烘烤10~20h，在1350~1500℃保温3~12h，制得莫来石轻质隔热砖。本发明脱模时间快、干燥周期短和环境友好；其制品气孔尺寸小、气孔分布均匀、强度较高、体积密度较低和导热系数较低。
文档编号C04B35/66GK103011856SQ20121054203
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者赵雷, 杜星, 陈辉, 方伟, 李远兵, 李淑静 申请人:武汉科技大学