本发明属于建筑材料
技术领域：
，具体涉及一种无机发泡保温材料及其制备方法。
背景技术：
：当今世界环境不断恶化，能源成本不断提高，降低能耗和减少温室气体排放，已是当前高度关注的热点，为了能够有效降低建筑能耗，使用建筑保温材料已成为建筑节能降耗的重要措施。有机材料质轻、致密性好、保温效果好，是目前市场上最主要的保温材料，但是有机保温材料也存在耐久性差、易燃烧、不生态环保等缺点。近年来，用于建筑外墙保温的有机发泡材料，因燃烧引起的重大火灾事故不断发生，造成了严重的人员伤亡和财产损失。使得无机发泡保温材料日益受到人们的关注，相比有机保温材料，无机保温爆料具有不释放有害物质、防火阻燃、与建筑物同寿命等优点，可作为理想的建筑保温材料。但目前用于外墙保温的无机发泡保温材料如加气水泥、混凝土等，存在容重大、吸水率高、导热系数高等问题。镍铁渣是提炼金属镍或是在镍铁合金冶炼过程中排出的废弃物经冷水水淬后形成的一种粒化炉渣。目前，我国对镍铁渣的综合利用率低，其处理方式多以露天堆存或填埋为主，不仅造成资源的浪费，而且占用大量土地。因此，寻求一种经济合理的技术途径正确处置和综合利用镍铁渣，不仅对保持不锈钢行业及镍行业的健康持续发展具有重要的战略意义，而且对于环境压力的缓解也具有十分重要的意义。CN105837066A公开了一种发泡镍铁渣地质聚合物及其制备方法，本发明能够大量利用镍铁渣，实现镍铁渣的资源化利用，减少环境污染。但发泡效率较低，产品体积密度大，导热系数高。技术实现要素：本发明针对上述问题，提供一种无机发泡保温材料及其制备方法，该材料热传导率低、隔热性能好，制备方法简单，不需要高温条件，制备周期短。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案。一种无机发泡保温材料，由以下重量份数的原料组成：镍铁渣粉80-100份、水玻璃8-15份、激发催化剂0.5-1份、双氧水5-15份、发泡催化剂0.1-0.5份、稳泡剂0.5-1份、调凝剂0.5-2份、防水剂1-2份、纤维0.5-1份、水25-40份。优选的，所述镍铁渣粉比表面积≥450m2/kg。优选的，所述水玻璃模数在1.2-2.0之间。所述激发催化剂由六甲基磷酰三胺和偶氮二甲酰胺组成。优选的，所述激发催化剂由六甲基磷酰三胺和偶氮二甲酰胺按重量比0.5-2:1组成。所述发泡催化剂为高氯酸钠、氯酸钠、高锰酸钾中的一种。所述稳泡剂为月桂氨基丙酸钠、六聚甘油单硬脂酸酯、月桂亚氨基二丙酸钠中的一种。所述调凝剂为甘露醇、乙二胺四亚甲基膦酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、氨基三亚甲基膦酸中的一种或两种。所述防水剂为改性脂肪酸防水剂，由水、动物脂肪酸、松香、氢氧化钠、丙烯酸乳液和硅酮酰胺制成。优选的，所述防水剂中改性脂肪酸防水剂由动物脂肪酸、松香、氢氧化钠、硅酮酰胺和丙烯酸乳液的重量比为30-50:3-5:10-15:3-5:1。更优选的，所述防水剂的配制方法如下：先将脂肪酸和水按重量比1:5-8混合后置于反应釜内升温溶解，然后将至40-50℃，加入松香、烧碱恒温搅拌反应20-40min，再加入丙烯酸乳液和硅酮酰胺恒温反应20-40min，再升温至50-90℃，搅拌反应20-40min，既得所述防水剂。所述纤维是指聚丙烯纤维或碳纤维。优选的，所述纤维是指聚丙烯纤维。优选的，所述纤维长度在3-8mm之间，直径在5-10um之间。上述无机发泡保温材料的制备方法，包括以下步骤：（1）把纤维置于水中超声分散均匀。（2）按配比称取镍铁渣粉、水玻璃、激发催化剂、调凝剂、防水剂和步骤（1）中的纤维与水的混合物加入到带有搅拌装置的设备中，搅拌均匀，得地质聚合物浆体。（3）将双氧水、发泡催化剂和稳泡剂加入地质聚合物浆体中，搅拌3-5min得到发泡浆体。（4）将发泡浆体注入成型模具中，将模具放入温室中，在40-60℃下养护4-8h，脱模，得所述无机发泡保温材料。本发明中的六甲基磷酰三胺有较强的碱性，可促进镍铁渣粒子表面结构的解体，偶氮二甲酰胺能促进水玻璃的水解，两者协同作用，可使水玻璃更好的激发镍铁渣活性，使地质聚合物的形成过程更快、反应更充分。因为本发明体系中的水玻璃能抑制HO·自由基的形成和分解，影响发泡效率，加入的发泡催化剂，可与水可产生大量的原子氧，在加入双氧水后会提高双氧水的发泡效率。稳泡剂可增加液膜的强度和弹性，提高泡沫的稳定性。防水剂不但能够降低材料的吸水率，还有一定的稳泡作用。纤维可增加材料的韧性。本发明的有益效果（1）本发明的无机发泡保温材料以镍铁渣为主要原料，可有效处理镍铁生产企业的废弃物，实现其资源化利用，减少环境污染，具有很好的经济和社会效益。（2）本发明制备工艺简单、生产能耗低，污染小，二氧化碳排放量低。（3）本发明产品干密度和导热系数低，隔热效果好。具体实施方式下面结合具体实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，本发明保护范围并不受制于本发明的实施例。实施例1一种无机发泡保温材料，由以下重量份数的原料组成：镍铁渣粉80份、水玻璃15份、激发催化剂0.5份、双氧水15份、发泡催化剂0.1份、稳泡剂1份、调凝剂0.5份、防水剂2份、纤维0.5份、水40份。所述激发催化剂由六甲基磷酰三胺和偶氮二甲酰胺按重量比1:2组成。所述发泡催化剂为高氯酸钠。所述稳泡剂为月桂氨基丙酸钠。所述调凝剂为甘露醇。所述防水剂为改性脂肪酸防水剂，由水、动物脂肪酸、松香、氢氧化钠、丙烯酸乳液和硅酮酰胺制成，其中动物脂肪酸、松香、氢氧化钠、硅酮酰胺和丙烯酸乳液的重量比为30:5:10:5:1。所述防水剂的配制方法如下：先将脂肪酸和水按重量比1:8混合后置于反应釜内升温溶解，然后将至50℃，加入松香、烧碱恒温搅拌反应20min，再加入丙烯酸乳液和硅酮酰胺恒温反应40min，再升温至50℃，搅拌反应40min，既得所述防水剂。所述纤维是指聚丙烯纤维。上述无机发泡保温材料的制备方法，包括以下步骤：（1）把纤维置于水中超声分散均匀。（2）按配比称取镍铁渣粉、水玻璃、激发催化剂、调凝剂、防水剂和步骤（1）中的纤维与水的混合物加入到带有搅拌装置的设备中，搅拌均匀，得地质聚合物浆体。（3）将双氧水、发泡催化剂和稳泡剂加入地质聚合物浆体中，搅拌3min得到发泡浆体。（4）将发泡浆体注入成型模具中，将模具放入温室中，在60℃下养护4h，脱模，得所述无机发泡保温材料。实施例2一种无机发泡保温材料，由以下重量份数的原料组成：镍铁渣粉100份、水玻璃8份、激发催化剂1份、双氧水5份、发泡催化剂0.5份、稳泡剂0.5份、调凝剂2份、防水剂1份、纤维1份、水25份。所述镍铁渣粉比表面积≥450m2/kg。所述水玻璃模数为1.2。所述激发催化剂由六甲基磷酰三胺和偶氮二甲酰胺按重量比2:1组成。所述发泡催化剂为氯酸钠。所述稳泡剂为六聚甘油单硬脂酸酯。所述调凝剂由乙二胺四亚甲基膦酸和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸组成。所述防水剂为改性脂肪酸防水剂，由水、动物脂肪酸、松香、氢氧化钠、丙烯酸乳液和硅酮酰胺制成。所述防水剂中改性脂肪酸防水剂由动物脂肪酸、松香、氢氧化钠、硅酮酰胺和丙烯酸乳液的重量比为50:3:15:3:1。所述防水剂的配制方法如下：先将脂肪酸和水按重量比5-8混合后置于反应釜内升温溶解，然后将至40℃，加入松香、烧碱恒温搅拌反应40min，再加入丙烯酸乳液和硅酮酰胺恒温反应20min，再升温至90℃，搅拌反应20min，既得所述防水剂。所述纤维是指碳纤维。上述无机发泡保温材料的制备方法，包括以下步骤：（1）把纤维置于水中超声分散均匀。（2）按配比称取镍铁渣粉、水玻璃、激发催化剂、调凝剂、防水剂和步骤（1）中的纤维与水的混合物加入到带有搅拌装置的设备中，搅拌均匀，得地质聚合物浆体。（3）将双氧水、发泡催化剂和稳泡剂加入地质聚合物浆体中，搅拌5min得到发泡浆体。（4）将发泡浆体注入成型模具中，将模具放入温室中，在40℃下养护8h，脱模，得所述无机发泡保温材料。实施例3一种无机发泡保温材料，由以下重量份数的原料组成：镍铁渣粉90份、水玻璃12份、激发催化剂0.8份、双氧水10份、发泡催化剂0.3份、稳泡剂0.8份、调凝剂1.2份、防水剂1.5份、纤维0.8份、水33份。所述镍铁渣粉比表面积≥450m2/kg。所述水玻璃模数为1.5。所述激发催化剂由六甲基磷酰三胺和偶氮二甲酰胺按重量比1:1组成。所述发泡催化剂为高锰酸钾。所述稳泡剂为月桂亚氨基二丙酸钠。所述调凝剂为氨基三亚甲基膦酸。所述防水剂为改性脂肪酸防水剂，由水、动物脂肪酸、松香、氢氧化钠、丙烯酸乳液和硅酮酰胺制成。所述防水剂中改性脂肪酸防水剂由动物脂肪酸、松香、氢氧化钠、硅酮酰胺和丙烯酸乳液的重量比为40:4:12:4:1。所述防水剂的配制方法如下：先将脂肪酸和水按重量比13-8混合后置于反应釜内升温溶解，然后将至45℃，加入松香、烧碱恒温搅拌反应30min，再加入丙烯酸乳液和硅酮酰胺恒温反应30min，再升温至70℃，搅拌反应30min，既得所述防水剂。所述纤维是长度在3-8mm之间，直径在5-10um之间de聚丙烯纤维。上述无机发泡保温材料的制备方法，包括以下步骤：（1）把纤维置于水中超声分散均匀。（2）按配比称取镍铁渣粉、水玻璃、激发催化剂、调凝剂、防水剂和步骤（1）中的纤维与水的混合物加入到带有搅拌装置的设备中，搅拌均匀，得地质聚合物浆体。（3）将双氧水、发泡催化剂和稳泡剂加入地质聚合物浆体中，搅拌4min得到发泡浆体。（4）将发泡浆体注入成型模具中，将模具放入温室中，在50℃下养护6h，脱模，得所述无机发泡保温材料。实施例4一种无机发泡保温材料，由以下重量份数的原料组成：镍铁渣粉85份、水玻璃13份、激发催化剂0.6份、双氧水14份、发泡催化剂0.2份、稳泡剂0.8份、调凝剂1份、防水剂1.2份、纤维0.9份、水30份。所述水玻璃模数为2.0。所述激发催化剂由六甲基磷酰三胺和偶氮二甲酰胺组成。所述发泡催化剂为高氯酸钠。所述稳泡剂为六聚甘油单硬脂酸酯。所述调凝剂由甘露醇和氨基三亚甲基膦酸组成。所述防水剂为改性脂肪酸防水剂，由水、动物脂肪酸、松香、氢氧化钠、丙烯酸乳液和硅酮酰胺制成。所述纤维是指聚丙烯纤维。上述无机发泡保温材料的制备方法，包括以下步骤：（1）把纤维置于水中超声分散均匀。（2）按配比称取镍铁渣粉、水玻璃、激发催化剂、调凝剂、防水剂和步骤（1）中的纤维与水的混合物加入到带有搅拌装置的设备中，搅拌均匀，得地质聚合物浆体。（3）将双氧水、发泡催化剂和稳泡剂加入地质聚合物浆体中，搅拌4min得到发泡浆体。（4）将发泡浆体注入成型模具中，将模具放入温室中，在45℃下养护7h，脱模，得所述无机发泡保温材料。实施例5一种无机发泡保温材料，由以下重量份数的原料组成：镍铁渣粉95份、水玻璃10份、激发催化剂0.9份、双氧水8份、发泡催化剂0.4份、稳泡剂0.7份、调凝剂1.6份、防水剂1.7份、纤维0.7份、水38份。对比例1一种无机发泡保温材料，由以下重量份数的原料组成：镍铁渣粉90份、水玻璃12份、双氧水10份、发泡催化剂0.3份、稳泡剂0.8份、调凝剂1.2份、防水剂1.5份、纤维0.8份、水33份。所述镍铁渣粉比表面积≥450m2/kg。所述水玻璃模数为1.5。所述发泡催化剂为高锰酸钾。所述稳泡剂为月桂亚氨基二丙酸钠。所述调凝剂为氨基三亚甲基膦酸。所述防水剂为改性脂肪酸防水剂，由水、动物脂肪酸、松香、氢氧化钠、丙烯酸乳液和硅酮酰胺制成。所述防水剂中改性脂肪酸防水剂由动物脂肪酸、松香、氢氧化钠、硅酮酰胺和丙烯酸乳液的重量比为40:4:12:4:1。所述防水剂的配制方法如下：先将脂肪酸和水按重量比13-8混合后置于反应釜内升温溶解，然后将至45℃，加入松香、烧碱恒温搅拌反应30min，再加入丙烯酸乳液和硅酮酰胺恒温反应30min，再升温至70℃，搅拌反应30min，既得所述防水剂。所述纤维是长度在3-8mm之间，直径在5-10um之间de聚丙烯纤维。上述无机发泡保温材料的制备方法，包括以下步骤：（1）把纤维置于水中超声分散均匀。（2）按配比称取镍铁渣粉、水玻璃、激发催化剂、调凝剂、防水剂和步骤（1）中的纤维与水的混合物加入到带有搅拌装置的设备中，搅拌均匀，得地质聚合物浆体。（3）将双氧水、发泡催化剂和稳泡剂加入地质聚合物浆体中，搅拌4min得到发泡浆体。（4）将发泡浆体注入成型模具中，将模具放入温室中，在50℃下养护6h，脱模，得所述无机发泡保温材料。对比例2一种无机发泡保温材料，由以下重量份数的原料组成：镍铁渣粉90份、水玻璃12份、激发催化剂0.8份、双氧水10份、稳泡剂0.8份、调凝剂1.2份、防水剂1.5份、纤维0.8份、水33份。所述镍铁渣粉比表面积≥450m2/kg。所述水玻璃模数为1.5。所述激发催化剂由六甲基磷酰三胺和偶氮二甲酰胺按重量比1:1组成。所述稳泡剂为月桂亚氨基二丙酸钠。所述调凝剂为氨基三亚甲基膦酸。所述防水剂为改性脂肪酸防水剂，由水、动物脂肪酸、松香、氢氧化钠、丙烯酸乳液和硅酮酰胺制成。所述防水剂中改性脂肪酸防水剂由动物脂肪酸、松香、氢氧化钠、硅酮酰胺和丙烯酸乳液的重量比为40:4:12:4:1。所述防水剂的配制方法如下：先将脂肪酸和水按重量比13-8混合后置于反应釜内升温溶解，然后将至45℃，加入松香、烧碱恒温搅拌反应30min，再加入丙烯酸乳液和硅酮酰胺恒温反应30min，再升温至70℃，搅拌反应30min，既得所述防水剂。所述纤维是长度在3-8mm之间，直径在5-10um之间的聚丙烯纤维。上述无机发泡保温材料的制备方法，包括以下步骤：（1）把纤维置于水中超声分散均匀。（2）按配比称取镍铁渣粉、水玻璃、激发催化剂、调凝剂、防水剂和步骤（1）中的纤维与水的混合物加入到带有搅拌装置的设备中，搅拌均匀，得地质聚合物浆体。（3）将双氧水、发泡催化剂和稳泡剂加入地质聚合物浆体中，搅拌4min得到发泡浆体。（4）将发泡浆体注入成型模具中，将模具放入温室中，在50℃下养护6h，脱模，得所述无机发泡保温材料。对比例3一种无机发泡保温材料，由以下重量份数的原料组成：镍铁渣粉90份、水玻璃12份、激发催化剂0.8份、双氧水10份、发泡催化剂0.3份、稳泡剂0.8份、调凝剂1.2份、纤维0.8份、水33份。所述镍铁渣粉比表面积≥450m2/kg。所述水玻璃模数为1.5。所述激发催化剂由六甲基磷酰三胺和偶氮二甲酰胺按重量比1:1组成。所述发泡催化剂为高锰酸钾。所述稳泡剂为月桂亚氨基二丙酸钠。所述调凝剂为氨基三亚甲基膦酸。所述纤维是长度在3-8mm之间，直径在5-10um之间de聚丙烯纤维。上述无机发泡保温材料的制备方法，包括以下步骤：（1）把纤维置于水中超声分散均匀。（2）按配比称取镍铁渣粉、水玻璃、激发催化剂、调凝剂、防水剂和步骤（1）中的纤维与水的混合物加入到带有搅拌装置的设备中，搅拌均匀，得地质聚合物浆体。（3）将双氧水、发泡催化剂和稳泡剂加入地质聚合物浆体中，搅拌4min得到发泡浆体。（4）将发泡浆体注入成型模具中，将模具放入温室中，在50℃下养护6h，脱模，得所述无机发泡保温材料。性能测试对实施例1-5以及对比例1-3得到的发泡保温材料进行性能参数测试，结果见下表1。表1性能测试结果序号表观密度/kg/m3导热系数/W/m·k吸水率/%抗压强度/MPa实施例11130.04241.5实施例21250.04991.1实施例31090.04061.4实施例41300.05571.3实施例51280.05251.4对比例11110.04071.0对比例21450.06181.3对比例31300.056401.3应当说明的是，上述实施例仅为本发明的优选实施方式，并不用于限定本发明，依照实施例所记载的技术方案进行的修改，以及对其中部分技术特征进行等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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