专利名称：用硅质材料粉制造的隔热防火材料及制造方法
技术领域：
本发明涉及隔热防火材料及其制造方法，特别是用硅质材料粉制造隔热防火材料及其制造方法。
目前，用玻璃料或玻璃原料制的泡沫玻璃已有面市，其原料就是玻璃，而制造方法是将玻璃在高温条件下熔融后再膨胀发泡制得泡沫玻璃。这种通过相变的高温熔融所消耗和能量高，不适于当代节能的要求，且因能耗高导致成本高。
本发明的目的是用硅质材料粉，在远离硅质材料熔点的较低温度条件下，进行一个化学反应，使硅质材料制的粉末与化学生成物构成一个复合物的中间体，再将中间体进行膨化，制成硅——硅/气复合材料，即各种产品。这种制品具有无机材料的稳定性，不易受自然环境的影响而风化，易成型，不燃，耐高温，保温隔热，轻质高强，制造中能耗低，成本低，易于产业化大批量生产。
本发明的技术解决方案是这样的用硅质材料粉制造的隔热防火材料，其原料组分及总重量百分比如下硅质材料粉10～85％碱性触媒剂8～86％发泡剂4～7％以上硅质材料可以是含硅在60％以上的沸石，硅藻土，硅灰土。
以上所述硅质材料粉的细度是120目至1100目。
本发明所述的碱性触媒剂可以是偏硅酸钠、氢氧化钠。
以上本发明所述的碱性触媒剂的偏硅酸钠其总重量百分比是8～86％，或者是氢氧化钠，其总重量百分比是8～86％；其氢氧化钠浓度为1.5～100％；或者是偏硅酸钠加氢氧化钠，其两者相加占总重量百分比是8～86％。
本发明所述的发泡剂可以是焦炭、硼酸、煤粉、大理石、硼砂，其总重量百分比是4～7％，细度为100目～150目。
用硅质材料粉制造隔热防火材料的方法A．先将细度为120目至1100目的硅质材料粉，其重量为总重量的10～85％，以及占总重量8～86％的碱性触媒剂、还有占总重量4至7％的发泡剂混合均匀后，在80～130℃的温度下，经4至20小时的化学反应，使硅质材料的一部分在水化反应中生成硅胶；以上反应物去除表面水，即得硅/硅复合材料。
本发明对硅/硅复合材料在400℃～680℃,5秒～45分，0.1μPa至2μPa条件下进行膨化，即可得硅一硅/气产品。
本发明对硅/硅复合材料进行膨化，可以是先将其造成粒，尔后进入膨化炉膨化成颗粒产品。膨化炉可以是各种能源的固定式加热炉或专用的滚动式加热炉；也可以将硅/硅复合材料放入固定式成型模具中，置于热压机中膨化，直接成型而制得产品；或者是用注塑机注射入模、加热炉中热模成型而制成产品。
本发明是将硅质材料磨成粉，以利于提高反应速度以及成型时获得变形的条件，从而大大有利于工艺中的节能和低能耗。
本发明的产品是一种纯无机质的多孔泡沫材料，是一种不燃性材料，具有耐高温，保温隔热，轻质高强，防火防水，隔音吸声，防腐耐久，过滤吸附等功能于一体。因导热系数λ=0.035-0.075W/mk，所以保温隔热性能良好，由于可在-80℃到+580℃时长期使用，所以工作温度高，范围大，寿命长；由于材料的无机质决定了产品不会燃烧，能满足消防要求，火灾时不会对环境产生污染或散发出有毒有害气体，故耐火及安全性好；还有可加工性好，在外载荷的作用下有抗变形能力。
本发明的优点是利用硅质材料粉为主要原料制成的材料或产品，具有无机类材质构极其稳定的性能，不易受自然环境影响而风化，轻质高强，易成型，不燃，耐高温，保温隔热，且能耗低，成本低，制造方法简单，易于产业化大批量的生产。
下面就本发明的实施例进行详述实施例一用硅质材料粉制造的隔热防火材料，其原料组分及总重量百分比如下120目至1100目的沸石粉 10～85％偏硅酸钠 8～86％发泡剂 4～7％用硅质材料粉制造隔热防火材料的方法A．先将细度为420目的沸石粉，其重量为总重量的65％，以及占总重量为30％的偏硅酸钠，再加入硼酸5％，混合均匀后，在80至130℃的温度下，经4至20小时的水解，使沸石的一部分进行溶解而生成硅胶，靠硅胶将沸石粉粘结在一起。
B．去除反应产物的表面水，即得硅/硅复合材料；C．对硅/硅复合材料在535℃,10分钟进行膨化，即可得硅—硅/气产品；如果是需要制成颗粒材料，先要对硅/硅复合材料造粒，尔后将其送入膨化炉内，经膨化制成颗粒产品。也可将硅/硅复合材料放入模具中，置于热压机中膨化成型而制得产品。或者是用注塑机、或加热炉内膨化成型制成产品。
由于本发明的各参数的调节余地大，决定了产品易形成规格、品种上的多样化和系列化。如调节原料的配比，可控制产品的密度，强度。通过沸石粉的不同粒径以及中间体造粒的不同粒径，可控制产品粒径的大小和强度；从预成型中间体时的厚度，形状，以及模具的形状，可控制产品的密度，强度，尺寸，形状等系列的品种，调节温度的高低，可调节控制产品密度，控制产品膨化质量，在模具厚、料多时、温度要高些，时间要长些。如果控制密度高、且模具薄，温度就调节低一些，膨化时间短些。
实施例二
同实施例一，只是碱性触媒剂选用浓度为20～30％占总重量为30％的氢氧化钠溶液，硅藻土粉占总重量的63％，其他均不变。
实施例三同实施例一，只是碱性触媒剂选用浓度为26～40％，占总重量22％的氢氧化钠溶液，以及占总重量的13％的偏硅酸钠，硅灰土粉占总重量的58％。
从以上实施例二及实施例三也可看出碱性触媒剂越多，硅质材料粉就越少，通过化学反应形成的硅胶多，膨化率高、产品就越轻。这样就要根据产品不同型号、不同用途对产品组份的重量进行适当调整。
实施例四同实施例一，只是膨化温度630℃,6分钟，0.1μpa至1μpa条件下进行膨化。
实施例五同实施例一，只是膨化温度430℃,25分钟，1μpa条件下进行膨化。
从以上实施例四，实施例五可以看出，膨化温度高，一般膨化时间可短些，而膨化温度低，膨化时间就要长些。
权利要求
1．用硅质材料粉制造的隔热防火材料，其原料组分及总重量百分比如下硅质材料 10～85％碱性触媒剂8～86％发泡剂4～7％
2．根据权利要求1所述的用硅质材料粉制造的隔热防火材料，其特征是硅质材料可以是含硅在60％以上的沸石，硅藻土，硅灰土；
3．根据权利要求1所述的用硅质材料粉制造的隔热防火材料，其特征是硅质材料粉的细度是120目～1100目。
4．根据权利要求1所述的用硅质材料粉制造的隔热防火材料，其特征是碱性触媒剂可以是偏硅酸钠、氢氧化钠；
5．根据权利要求1或4所述的用硅质材料粉制造的隔热防火材料，其特征是碱性触媒剂的偏硅酸钠，其总重量百分比是8～86％，或者是氢氧化钠，其总重量百分比是8至86％其氢氧化钠浓度为1.5～100％；或者是偏硅酸钠加氢氧化钠，其两者相加占总重量百分比是8～86％；
6．根据权利要求1所述的用硅质材料粉制造的隔热防火材料，其特征是发泡剂可以是焦炭、硼酸、煤粉、大理石、硼砂，其总重量百分比是4～7％，细度为100目～150目。
7．用硅质材料粉制造隔热防火材料的方法，其特征是A．先将细度为120目至1100目的硅质材料粉，其重量为总重量的10～85％，以及占总重量8～86％的碱性触媒剂、发泡剂4～7％混合均匀后，在80～130℃的温度下，经4至20小时的化学反应，使硅质材料的一部分在水化反应中生成硅胶；B．去除反应产物的表面水，即得硅/硅复合材料；C．对硅/硅复合材料在400℃至680℃,5秒至45分钟0.1μPa-2μPa条件下进行膨化，即可得硅-硅/气产品；
8．根据权利要求6所述的用硅质材料粉制造隔热防火材料的方法，其特征是对硅/硅复合材料进行膨化，可以是先将其造成粒，尔后进入膨化炉膨化成颗粒产品。膨化炉可以是各种能源的加热炉或专用的滚动式加热炉；也可以将硅/硅复合材料放入固定式成型模具中，置于热压机中膨化，直接成型而制得产品；或者是用注塑机注射入模、加热炉中热模成型而制成产品。
全文摘要
本发明涉及用硅质材料粉制造的隔热防火材料及制造方法。用硅质材料粉制造的隔热防火材料的组分及重量百分比为硅质材料粉10～85%、碱性触媒剂8～86%、发泡剂4～7%，用硅质材料制造隔热防火材料的方法是将硅质材料粉与碱性触媒剂部分地进行化学反应，硅质材料粉与其化学生成物相复合的办法制成中间体，再在一定的温度、压力、时间下进行膨化，制成硅－硅/气复合材料。本发明具有无机类材质的特性，且能耗低、制造方法简单、易于产业化大批量生产。
文档编号C04B38/02GK1238318SQ99116059
公开日1999年12月15日 申请日期1999年2月10日 优先权日1999年2月10日
发明者戚正风, 王秉渊 申请人:番禺市科发防火保温材料厂有限公司