鎂質多孔保溫材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于隔熱材料制備技術領域，具體涉及鎂質多孔保溫材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]多孔保溫材料指一類氣孔率高、體積密度低、熱導率低且對熱流有明顯阻抗的多孔固體材料，廣泛應用于建筑材料領域、電磁傳感器、催化劑載體和熱絕緣等方面。目前多孔保溫材料主要有硅質、剛玉質、莫來石質和碳化硅質等，對鎂質多孔材料研宄甚少。然而鎂質多孔保溫材料不僅熱導率低，而且耐火度高、熱震穩定性好、耐堿侵蝕能力強、化學穩定性好，適應于高溫窯具堿侵蝕部位及內襯，是重要的隔熱保溫材料。
[0003]目前多孔保溫材料的制備方式有:空心球體粘結成型法、預埋填充物燃盡法、發泡法、溶膠-凝膠法以及凝膠注模成型工藝，其中用發泡法制備的多孔材料不僅生產工藝過程簡單，而且氣孔尺寸和大小可控，多為封閉氣孔廣泛的應用于各類保溫材料的制備和生產。但是由于泡沫處于一種多分散的亞穩定狀態，在料漿中會出現上浮、長大甚至破裂等不穩定現象。
【發明內容】
[0004]針對上述技術問題，本發明提供一種具有熱導率低泡沫穩定的鎂質多孔保溫材料。具體技術方案為:
鎂質多孔保溫材料，由以下方法制得:
(1)原料按照重量份數，菱鎂礦浮選尾礦40~60份、電熔鎂砂20~30份、發泡劑1~10份、穩泡劑2~8份、分散劑0.1-0.3份、減水劑1~3份、結合劑2~4份、添加劑1_5份、蒸餾水7~20份；
混練發泡，混練過程中以1200r/min速度攪拌30min，得到預制料漿；
(2)預制料楽快速饒注到150mmX150mmX 150mm模具中固化成型；
(3)成型試樣在60°C條件下養護24h，脫模后坯體在110°C條件下干燥24h，干燥后的坯體在1300°C條件下保溫3h燒成，制得鎂質多孔保溫材料。
[0005]菱鎂礦浮選尾礦的比表面積為1.25m2/g，平均粒徑為16.75 μ mD
[0006]電熔鎂砂粒徑為200目。
[0007]發泡劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、偶氮二甲酰胺或者非離子表面活性劑中的一種或兩種以上混合物。
[0008]其中，穩泡劑為糊精。
[0009]分散劑為梓檬酸鈉。
[0010]減水劑為六偏磷酸鈉或木鈣粉。
[0011]結合劑為六水合氯化鎂。
[0012]添加劑為a -Al2O3粉，平均粒徑為200目。
[0013]發泡劑與穩泡劑復配使用，穩泡劑為膠類物質，其分子在水溶液流動時會產生比較大的內部摩擦，導致溶液粘度升高，進而增加了液膜表面強度，使得液膜臨近的液體不易排出，液膜厚度變小的速度較慢，延緩了液膜破裂的時間，增加了泡沫的穩定性。
[0014]本發明提供的鎂質多孔保溫材料及其制備方法，所需原料廉價，工藝過程簡單，以遼南地區富集的菱鎂礦資源為優勢，選用菱鎂礦浮選的尾礦為主要原料，回收廢棄資源并通過合理的方式加以利用，制備出既符合了能源發展戰略的需要，又使資源合理利用的制品，實現能源的可持續發展。預制泡沫懸浮液時選用發泡劑和穩泡劑復配使用能使料漿中的氣泡均勻分布且穩定存在，使得氣孔尺寸和大小可控，且達到微米甚至納米級別。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施實例對本發明加以說明，但所給出的實施實例對本發明不構成任何限制。
[0016]以下實施例中，電熔鎂砂和a -Al2O3粉的平均粒徑為200目。
[0017]實施例1
將50份菱鎂礦浮選尾礦和25份電熔鎂砂倒入到攪拌罐中，加入3份十二烷基磺酸鈉、6份糊精、0.1份檸檬酸鈉、2份六偏磷酸鈉、2.4份MgCl2.6Η20，4.5份a -Al2O3和7份蒸餾水，混練發泡，混練制度按1200r/min攪拌30min。完成漿料制備工序后快速澆注到大小為150mmX 150mmX 150mm模具中固化成型。成型后試樣在60°C條件下養護24h，脫模后還體在110°C條件下干燥24h，干燥后的坯體在1300°C保溫3h燒成，制得鎂質多孔保溫材料。
[0018]本實施實例所制備的鎂質多孔保溫制品經檢測:體積密度0.98g/cm3，氣孔率70.21%，熱導率 0.23ff/mKo
[0019]實施例2
將50份菱鎂礦浮選尾礦和20份電熔鎂砂倒入到攪拌罐中，加入5份十二烷基磺酸鈉、8份糊精、0.2份檸檬酸鈉、2.5份六偏磷酸鈉、3.3份MgCl2.6Η20，3份a -Al2O3和外加8份蒸餾水，混練發泡，混練制度按1200r/min攪拌30min。完成漿料制備工序后快速澆注到大小為150mmX 150mmX 150mm模具中固化成型。成型后試樣在60°C條件下養護24h，脫模后坯體在110°C條件下干燥24h，干燥后的坯體在1300°C保溫3h燒成，制得鎂質多孔保溫材料。
[0020]本實施實例所制備的鎂質多孔保溫制品經檢測:體積密度0.90g/cm3，氣孔率74.60%，熱導率 0.18W/mK。
[0021]實施例3
將40份菱鎂礦浮選尾礦和30份電熔鎂砂倒入到攪拌罐中，加入2份十二烷基磺酸鈉和3份偶氮二甲酰胺兩種發泡劑、8份糊精、0.2份檸檬酸鈉、2份六偏磷酸鈉、2.8份MgCl2.6H20，2份a -Al2O3和10份蒸餾水，混練發泡，混練制度按1200r/min攪拌30min。完成漿料制備工序后快速澆注到大小為150_X150_X150mm模具中固化成型。成型后試樣在60°C條件下養護24h，脫模后坯體在110°C條件下干燥24h，干燥后的坯體在1300°C保溫3h燒成，制得鎂質多孔保溫材料。
[0022]本實施實例所制備的鎂質多孔保溫制品經檢測:體積密度0.91g/cm3，氣孔率72.13%，熱導率 0.19ff/mKo
[0023]實施例4 將60份菱鎂礦浮選尾礦和20份電熔鎂砂倒入到攪拌罐中，加入I份十二烷基苯磺酸鈉和2份偶氮二甲酰胺兩種發泡劑、4份糊精、0.3份檸檬酸鈉、I份六偏磷酸鈉、2.7份MgCl2.6Η20，I份a -Al2O3和8份蒸餾水，混練發泡，混練制度按1200r/min攪拌30min。完成漿料制備工序后快速澆注到大小為150_X150_X150mm模具中固化成型。成型后試樣在60°C條件下養護24h，脫模后坯體在110°C條件下干燥24h，干燥后的坯體在1300°C保溫3h燒成，制得鎂質多孔保溫材料。
[0024]本實施實例所制備的鎂質多孔保溫制品經檢測:體積密度0.87g/cm3，氣孔率75.32%，熱導率 0.16ff/mKo
[0025]實施例5
將55份菱鎂礦浮選尾礦和25份電熔鎂砂倒入到攪拌罐中，加入5份偶氮二甲酰胺和5份非離子聚丙烯酰胺、2份糊精、0.3份檸檬酸鈉、3份木鈣粉、4份MgCl2.6Η20，5份a -Al2O3和20份蒸餾水，混練發泡，混練制度按1200r/min攪拌30min。完成漿料制備工序后快速澆注到大小為150mmX 150mmX 150mm模具中固化成型。成型后試樣在60°C條件下養護24h，脫模后坯體在110°C條件下干燥24h，干燥后的坯體在1300°C保溫3h燒成，制得鎂質多孔保溫材料。
[0026]本實施實例所制備的鎂質多孔保溫制品經檢測:體積密度0.89g/cm3，氣孔率74.65%，熱導率 0.21ff/mKo
【主權項】
1.鎂質多孔保溫材料，其特征在于，由以下方法制得: (1)原料按照重量份數，菱鎂礦浮選尾礦40~60份、電熔鎂砂20~30份、發泡劑1~10份、穩泡劑2~8份、分散劑0.1-0.3份、減水劑1~3份、結合劑2~4份、添加劑1_5份、蒸餾水7~20份； 混練發泡，混練過程中以1200r/min速度攪拌30min，得到預制料漿； (2)預制料楽快速饒注到150mmX150mmX 150mm模具中固化成型； (3)成型試樣在60°C條件下養護24h，脫模后坯體在110°C條件下干燥24h，干燥后的坯體在1300°C條件下保溫3h燒成，制得鎂質多孔保溫材料。2.根據權利要求1所述的鎂質多孔保溫材料，其特征在于，所述的菱鎂礦浮選尾礦的比表面積為1.25m2/g，粒徑為16.75 μ m。3.根據權利要求1所述的鎂質多孔保溫材料，其特征在于，所述的電熔鎂砂粒徑為200 目。4.根據權利要求1所述的鎂質多孔保溫材料，其特征在于，所述的發泡劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、偶氮二甲酰胺或者非離子表面活性劑中的一種或兩種以上混合物。5.根據權利要求1所述的鎂質多孔保溫材料，其特征在于，所述的穩泡劑為糊精。6.根據權利要求1所述的鎂質多孔保溫材料，其特征在于，所述的分散劑為檸檬酸鈉。7.根據權利要求1所述的鎂質多孔保溫材料，其特征在于，所述的減水劑為六偏磷酸鈉或木鈣粉。8.根據權利要求1所述的鎂質多孔保溫材料，其特征在于，所述的結合劑為六水合氯化鎂。9.根據權利要求1所述的鎂質多孔保溫材料，其特征在于，所述的添加劑為a-Al2O3粉，平均粒徑為200目。
【專利摘要】本發明屬于隔熱材料制備技術領域，具體涉及鎂質多孔保溫材料及其制備方法。鎂質多孔保溫材料，菱鎂礦浮選尾礦、電熔鎂砂、發泡劑、穩泡劑、分散劑、減水劑、結合劑、添加劑、蒸餾水為原料，混練發泡，再經過快速澆注成型、干燥、燒成。本發明提供的鎂質多孔保溫材料及其制備方法，所需原料廉價，工藝過程簡單，預制泡沫懸浮液時選用發泡劑和穩泡劑復配使用能使料漿中的氣泡均勻分布且穩定存在，使得氣孔尺寸和大小可控，且達到微米甚至納米級別。
【IPC分類】C04B38/02
【公開號】CN104909817
【申請號】CN201510310716
【發明人】王洪金, 羅旭東, 李美葶
【申請人】遼寧科技大學, 鞍山盛晨耐火材料有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月9日