一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备设备及其方法与流程

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备设备及其方法。

背景技术：

矿物聚合材料是一种含有多种非晶质至半晶质相的三维铝硅酸盐矿物聚合物，同时具有非晶态和准晶态特征。矿物聚合材料具有强度高、硬化快、耐酸碱性强、渗透率低、收缩率和膨胀率低、耐高温、原料来源广泛及制备工艺简单等优点，使得其在很多方面都可以推广应用，如建材、土木工程、化工、环境保护等方面，应用前景广泛。

随着我国经济的快速发展和矿产资源的开发利用，固体废弃物的生成和排放已经逐渐成为我国环境污染的主要因素之一了，如粉煤灰和废旧泡沫塑料，就是两类常见的固体废弃物，二者大量的储藏对环境造成了一定程度的破坏和影响，因此对固溶体废弃物的处理成为现阶段环境能源改善的一个重要的措施。同时，自从进入21世纪后，能源的合理化利用和开发已经成为全球的重要议题，而建筑节能是节能环保的重要措施之一，因此发展处建筑保温材料又是建筑节能的重中之重，因此，固体废弃物的合理利用已经成能源发展的重点之一。目前，我国主要的建筑节能材料为有机保温材料，多以聚苯乙烯多孔塑料为主，其耐火性差、易燃，而一般的无机非金属类的耐火保温材料，其导热系数较高，保温效果差，制备养护过程繁琐。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有的保温材料存在的防火性差、易燃、保温效果差、制备养护过程繁琐等问题，提出的一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备设备及其方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备方法，包括以下步骤：

s1、称取适量的碱性氧化物，并量取适量的去离子水，将碱性氧化物与去离子水按照质量比为40%的比例进行混合，搅拌均匀，得到碱性氧化物与去离子水的混合液；

s2、称取适量的固体水玻璃，将固体水玻璃按照碱性氧化物与固体水玻璃的质量比为4-24%的比例，加入到s1中制得的混合液中，搅拌均匀，制备成碱性混合激发剂；

s3、称取一定量的粉煤灰和硅灰，采用粉磨机将粉煤灰与硅灰进行粉磨，过筛备用，将硅灰与粉煤灰按照质量比为5-15%比例加入到搅拌机中，连续搅拌5-15min，得到均匀的固体粉末混合物；

s4、称取适量的塑料产品，将塑料产品以粉煤灰质量的2-8%加入到s3中制得的固体粉末混合物中，并搅拌10-20min，制得均匀的矿物聚合物混合料；

s5、将s2中制得的碱性混合激发剂倒入s4中制得的矿物聚合物混合料中，采用自动计时搅拌罐进行连续搅拌10-20min，制备成均匀的矿物聚合物混合浆料；

s6、将矿物聚合物混合浆料浇注到模具中，待其凝固硬化后进行脱模，脱模后室温下养护5-6天，即可制得粉煤灰基矿物聚合物保温材料。

优选地，所述s1中碱性氧化物包括氧化钾和氧化钠。

优选地，所述s2中固体水玻璃的模数为1.5-3.0。

优选地，所述s3中的粉煤灰和硅灰粉磨至细度为200-500目。

优选地，所述s4中塑料产品包括工业聚乙烯泡沫塑料制品和废旧泡沫塑料。

优选地，所述s4中塑料产品粒度为1-20mm。

优选地，所述s6中浇注材料的脱模时间为不超过24h。

一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备设备，应用于一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备方法，包括固定底座、搅拌罐体和罐盖，所述固定底座内部设置有凹型空腔，所述固定底座前侧中部设置有承接口，所述凹型空腔内侧壁与搅拌罐体下端外侧壁固定连接，所述搅拌罐体底部设置有放料口，所述放料口下端固定安装有放料阀，所述放料口与承接口相对应，所述搅拌罐体顶端与罐盖底端活动连接，所述罐盖顶端左侧设置有进料口，所述罐盖顶端右侧设置有计时器，所述罐盖顶端中部设置有密封件，所述密封件顶端固定安装有低压电机，所述低压电机底端设置有乳化头，所述乳化头贯穿罐盖并延伸至搅拌罐体内部，所述乳化头中部固定安装有搅拌叶轮；

进一步优化的，所述搅拌罐体上端左右两侧壁固定安装有轻型气缸，所述罐盖下端左右两侧设置有固定件，所述固定件下端与轻型气缸上端固定连接，所述搅拌罐体顶端设置有环形凸起a，所述环形凸起a上端设置有环形密封垫a，所述罐盖底端设置有环形凸起b，所述环形凸起b下端设置有环形密封垫b，所述环形密封垫b与环形密封垫a相匹配。

与现有技术相比，本发明提供了一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备设备及其方法，具备以下有益效果：

（1）本发明采用聚乙烯泡沫塑料和废旧泡沫塑料作为塑料产品添加剂，聚乙烯泡沫塑料是以聚乙烯树脂为主体，加发泡剂、交联剂和其它添加剂制成，是十分重要的一种缓冲材料，它具有密度小，缓冲性、耐热性、吸水性小，化学性能稳定，不易受腐蚀，机械性能好，坚韧、有挠性、耐摩擦，加工性能好，易于成型，价格较便宜等优点，利用此材料制备的矿物聚合物保温材料，相较于聚苯乙烯系列有机保温材料具有更高的强度，通过采用塑料产品与粉煤灰基矿物聚合材料的有机结合，制备出保温材料，具有很低的导热系数，并且本发明中所使用的水玻璃为固体，与液体水玻璃相比，更利于运输和实际操作；

（2）本发明采用的粉煤灰和硅灰为无机材料，具有良好的防火性能，塑料泡沫产品虽然为有机物，但由于其均匀分布在粉煤灰基矿物聚合材料中，且颗粒粒度小，因此，具有很好的防火性能，通过使用工业废弃物粉煤灰和塑料泡沫产品为基本原料，变废为宝的同时，保护了环境，且生产过程中不会排放有害物质，利用硅灰的强活性，提高了活性较弱的粉煤灰在碱性条件下，发生反应的速率，使得生产制备过程中不再需要任何温度和湿度等养护条件，直接放置在室温下即可，本发明的方法制备获得的保温材料同时具有较好的防火性能、保温性能，而且制备养护工艺流程简单；

（3）本发明通过设置有固定底座，在固定底座内部设置有凹型空腔，利用此凹型空腔可方便固定搅拌罐体，同时又不影响放料，在搅拌罐体底端设置放料口，在固定底座前侧设置承接口，以便于承接搅拌过后的矿物聚合物混合浆料，通过在搅拌罐体上端两侧设置轻型气缸，利用轻型气缸将搅拌罐体与罐盖进行连接，矿物聚合物混合浆料搅拌的过程中设置恒温，因此搅拌罐体内会产生一定的气压，当搅拌完毕后可利用轻型气缸轻松地打开罐盖，在罐盖顶端中部设置有密封件，密封件顶端固定安装有低压电机，低压电机底端设置有乳化头，乳化头贯穿罐盖延伸至搅拌罐体内部，在乳化头中部固定安装有搅拌叶轮，利用乳化头可有效加强矿物聚合物混合浆料搅拌的效果，在罐盖顶端右侧设置有计时器，开始搅拌时按下计时器即可，当达到搅拌时间后即可通过放料口将矿物混合物混合浆料放出。

附图说明

图1为本发明提出的一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备方法的流程示意图；

图2为本发明提出的一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备设备的正视结构示意图；

图3为本发明提出的一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备设备的透视结构示意图；

图4为本发明提出的一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备设备的固定底座结构示意图。

图中标号说明：

1固定底座、2承接口、3放料阀、4搅拌罐体、5轻型气缸、6环形凸起a、7环形密封垫a、8环形凸起b、9环形密封垫b、10罐盖、11固定件、12进料口、13密封件、14低压电机、15乳化头、16搅拌叶轮、17放料口、18计时器、19凹型空腔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备方法，包括以下步骤：

s1、称取适量的碱性氧化物，并量取适量的去离子水，将碱性氧化物与去离子水按照质量比为40%的比例进行混合，搅拌均匀，得到碱性氧化物与去离子水的混合液；

s2、称取适量的固体水玻璃，将固体水玻璃按照碱性氧化物与固体水玻璃的质量比为4-24%的比例，加入到s1中制得的混合液中，搅拌均匀，制备成碱性混合激发剂；

s3、称取一定量的粉煤灰和硅灰，采用粉磨机将粉煤灰与硅灰进行粉磨，过筛备用，将硅灰与粉煤灰按照质量比为5-15%比例加入到搅拌机中，连续搅拌5-15min，得到均匀的固体粉末混合物；

s4、称取适量的塑料产品，将塑料产品以粉煤灰质量的2-8%加入到s3中制得的固体粉末混合物中，并搅拌10-20min，制得均匀的矿物聚合物混合料；

s5、将s2中制得的碱性混合激发剂倒入s4中制得的矿物聚合物混合料中，采用自动计时搅拌罐进行连续搅拌10-20min，制备成均匀的矿物聚合物混合浆料。

进一步优化的，s1中碱性氧化物包括氧化钾和氧化钠。

进一步优化的，s2中固体水玻璃的模数为1.5-3.0。

进一步优化的，s3中的粉煤灰和硅灰粉磨至细度为200-500目。

进一步优化的，s4中塑料产品包括工业聚乙烯泡沫塑料制品和废旧泡沫塑料。

进一步优化的，s4中塑料产品粒度为1-20mm。

进一步优化的，s6中浇注材料的脱模时间为不超过24h。

本发明采用聚乙烯泡沫塑料和废旧泡沫塑料作为塑料产品添加剂，利用此材料制备的矿物聚合物保温材料，相较于聚苯乙烯系列有机保温材料具有更高的强度，采用的粉煤灰和硅灰为无机材料，具有良好的防火性能，塑料泡沫产品虽然为有机物，但由于其均匀分布在粉煤灰基矿物聚合材料中，且颗粒粒度小，因此，具有很好的防火性能，通过使用工业废弃物粉煤灰和塑料泡沫产品为基本原料，变废为宝的同时，保护了环境，且生产过程中不会排放有害物质，利用硅灰的强活性，提高了活性较弱的粉煤灰在碱性条件下，发生反应的速率，使得生产制备过程中不再需要任何温度和湿度等养护条件，直接放置在室温下即可，本发明的方法制备获得的保温材料同时具有较好的防火性能、保温性能，而且制备养护工艺流程简单。

实施例2：基于实施例1但有所不同的是，采用氧化钾和聚乙烯泡沫塑料为主要原料，称取28g碱性氧化钾，并量取42g去离子水加入到称量好的氧化钾中进行混合，搅拌均匀，得到碱性氧化物与去离子水的混合液，称取630g模数为1.5的固体水玻璃，将固体水玻璃加入到氧化钾与水的混合液中，搅拌均匀，制备成碱性混合激发剂，称取适量的粉煤灰和硅灰，采用粉磨机将粉煤灰与硅灰进行粉磨，过筛备用，取粉磨后的过200目筛的1662.5g粉煤灰与87.5g硅灰加入到搅拌机中，连续搅拌5min，得到均匀的固体粉末混合物，称取35g聚乙烯泡沫塑料，将聚乙烯泡沫塑料加入到粉煤灰与硅灰的固体粉末混合物中，并搅拌10min，制得均匀的矿物聚合物混合料，将制得的碱性混合激发剂倒入矿物聚合物混合料中，采用自动计时搅拌罐进行连续搅拌10min，制备成均匀的矿物聚合物混合浆料，将矿物聚合物混合浆料浇注到模具中，待其凝固硬化后进行脱模，24h以内完成脱模，脱模后室温下养护5天，即可制得粉煤灰基矿物聚合物保温材料；本发明的粉煤灰和硅灰为无机材料，具有良好的防火性能，塑料泡沫产品虽然为有机物，但由于其均匀分布在粉煤灰基矿物聚合材料中，且颗粒粒度小，因此，具有很好的防火性能。

实施例3：基于实施例1和2但有所不同的是，采用氧化钠和废弃泡沫塑料为主要原料，称取182g碱性氧化钠，并量取273g去离子水加入到称量好的氧化钠中进行混合，搅拌均匀，得到碱性氧化物与去离子水的混合液，称取682.5g模数为2的固体水玻璃，将固体水玻璃加入到氧化钠与水的混合液中，搅拌均匀，制备成碱性混合激发剂，称取适量的粉煤灰和硅灰，采用粉磨机将粉煤灰与硅灰进行粉磨，过筛备用，取粉磨后的过300目筛的1575g粉煤灰与175g硅灰加入到搅拌机中，连续搅拌10min，得到均匀的固体粉末混合物，称取87.5g废弃泡沫塑料，将废弃泡沫塑料加入到粉煤灰与硅灰的固体粉末混合物中，并搅拌15min，制得均匀的矿物聚合物混合料，将制得的碱性混合激发剂倒入矿物聚合物混合料中，采用自动计时搅拌罐进行连续搅拌15min，制备成均匀的矿物聚合物混合浆料，将矿物聚合物混合浆料浇注到模具中，待其凝固硬化后进行脱模，24h以内完成脱模，脱模后室温下养护6天，即可制得粉煤灰基矿物聚合物保温材料；本发明使用工业废弃物粉煤灰和塑料泡沫产品为基本原料，变废为宝的同时，保护了环境，且生产过程中不会排放有害物质。

实施例4：基于实施例1、2和3但有所不同的是，采用氧化钠和聚乙烯泡沫塑料为主要原料，称取378碱性氧化钠，并量取567g去离子水加入到称量好的氧化钠中进行混合，搅拌均匀，得到碱性氧化物与去离子水的混合液，称取630g模数为3的固体水玻璃，将固体水玻璃加入到氧化钠与水的混合液中，搅拌均匀，制备成碱性混合激发剂，称取适量的粉煤灰和硅灰，采用粉磨机将粉煤灰与硅灰进行粉磨，过筛备用，取粉磨后的过400目筛的1487g粉煤灰与262.5g硅灰加入到搅拌机中，连续搅拌15min，得到均匀的固体粉末混合物，称取140g聚乙烯泡沫塑料，将聚乙烯泡沫塑料加入到粉煤灰与硅灰的固体粉末混合物中，并搅拌20min，制得均匀的矿物聚合物混合料，将制得的碱性混合激发剂倒入矿物聚合物混合料中，采用自动计时搅拌罐进行连续搅拌20min，制备成均匀的矿物聚合物混合浆料，将矿物聚合物混合浆料浇注到模具中，待其凝固硬化后进行脱模，24h以内完成脱模，脱模后室温下养护6天，即可制得粉煤灰基矿物聚合物保温材料；本发明利用硅灰的强活性，提高了活性较弱的粉煤灰在碱性条件下，发生反应的速率，使得生产制备过程中不再需要任何温度和湿度等养护条件，直接放置在室温下即可。

实施例5：基于实施例1、2、3和4但有所不同的是，一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备设备，应用于一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备方法，包括固定底座1、搅拌罐体4和罐盖10，固定底座1内部设置有凹型空腔19，固定底座1前侧中部设置有承接口2，凹型空腔19内侧壁与搅拌罐体4下端外侧壁固定连接，搅拌罐体4底部设置有放料口17，放料口17下端固定安装有放料阀3，放料口17与承接口2相对应，搅拌罐体4顶端与罐盖10底端活动连接，罐盖10顶端左侧设置有进料口12，罐盖10顶端右侧设置有计时器18，罐盖10顶端中部设置有密封件13，密封件13顶端固定安装有低压电机14，低压电机14底端设置有乳化头15，乳化头15贯穿罐盖10并延伸至搅拌罐体4内部，乳化头15中部固定安装有搅拌叶轮1，搅拌罐体4上端左右两侧壁固定安装有轻型气缸5，罐盖10下端左右两侧设置有固定件11，固定件11下端与轻型气缸5上端固定连接，搅拌罐体4顶端设置有环形凸起a6，环形凸起a6上端设置有环形密封垫a7，罐盖10底端设置有环形凸起b8，环形凸起b8下端设置有环形密封垫b9，环形密封垫b9与环形密封垫a7相匹配。

本发明还设置有一种粉煤灰基矿物聚合物保温材料的制备设备，通过设置有固定底座1，在固定底座1内部设置有凹型空腔19，利用此凹型空腔19可方便固定搅拌罐体4，同时又不影响放料，在搅拌罐体4底端设置放料口17，在固定底座1前侧设置承接口2，以便于承接搅拌过后的矿物聚合物混合浆料，通过在搅拌罐体4上端两侧设置轻型气缸5，利用轻型气缸5将搅拌罐体4与罐盖10进行连接，矿物聚合物混合浆料搅拌的过程中设置恒温，因此搅拌罐体4内会产生一定的气压，当搅拌完毕后可利用轻型气缸5轻松地打开罐盖10，在罐盖10顶端中部设置有密封件13，密封件13顶端固定安装有低压电机14，低压电机14底端设置有乳化头15，乳化头15贯穿罐盖10延伸至搅拌罐体4内部，在乳化头15中部固定安装有搅拌叶轮16，利用乳化头15可有效加强矿物聚合物混合浆料搅拌的效果，本发明在使用的过程中，首先通过进料口12将碱性混合激发剂与矿物聚合物混合料灌入搅拌罐体4中，利用轻型气缸5将搅拌罐体4与罐盖10固定连接，通过在搅拌罐体4顶端设置环形凸起a6,在罐盖10底端设置环形凸起b8，可有效保证搅拌过程的气密性，而环形密封垫a7和环形密封垫b9增加了气密性，可维持搅拌过程温度的恒定，在罐盖10顶端右侧设置有计时器18，开始搅拌时按下计时器18即可，当达到搅拌时间后即可通过放料口17将矿物混合物混合浆料放出。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。