一種利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板及其生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板及其生產方法，所述的保溫板包括以下重量份計的組分：水泥18?25份、粉煤灰5?8份、三乙氧基硅烷2?5份、聚丙烯酸酯乳液5?10份、改性膨脹珍珠巖50?70份、十二烷基苯磺酸鈉0.7?2.9份、添加劑5?10份、PP纖維0.1?0.5份、羥丙基甲基纖維素0.5?2份、高嶺土5?10份和水10?20份。本發明改性膨脹珍珠巖保溫板以水泥、粉煤灰、高嶺土、PP纖維和其它有機、無機物作為原料，有效利用了工礦廢棄料，且沒有添加有毒有害物質，綠色環保。本發明改性膨脹珍珠巖保溫板的原料來源廣泛、成本低、生產工藝簡單、易于操作，能夠滿足不同建筑材料的需求，具有良好的社會和經濟效益。
【專利說明】
一種利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板及其生產方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板及其生產方法，屬于建筑材 料技術領域。
【背景技術】
[0002] 建筑節能是國家產業政策重點扶持的行業。目前，建筑節能材料主要分為無機保 溫輕骨料和有機保溫輕骨材料，但是由于材料化學性質的特點，不論是無機體系還是有機 體系，都無法同時兼顧保溫節能性能和消防安全的要求:從保溫性能而言，有機材料優于無 機材料;從消防安全性能來考慮，A級阻燃性保溫材料又是不二選擇。近年來，無機保溫材料 中膨脹珍珠巖以其優良防火性能，對環境無污染等優勢正逐步成為無機外墻保溫材料的首 選。
[0003] 膨脹珍珠巖作為一種非金屬礦物材料，廣泛應用于建筑、冶金、石油、化工、輕工、 電力、運輸及農業等領域。河南信陽上天梯珍珠巖礦藏探明儲量1.27億噸，居"亞洲第一，世 界第二"，占我國珍珠巖工業儲量的70%以上。在建筑行業，由信陽師范學院研究的球形閉 孔珍珠巖實現產業化后，膨脹珍珠巖便被廣泛應用于外墻保溫板的輕骨材料。但是由于各 種原因，膨脹珍珠巖保溫板的應用還是受到一些限制。

【發明內容】

[0004] 本發明所要解決的技術問題是提供一種利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板及 其生產方法，該改性膨脹珍珠巖保溫板具有防火性能優越、質輕、強度高、導熱系數低、吸水 率低、柔韌性好、施工性能好等特點。
[0005] 為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是提供一種利用粉煤灰的改性膨脹 珍珠巖保溫板，包括以下重量份計的組分：水泥18-25份、粉煤灰5-8份、三乙氧基硅烷2-5 份、聚丙烯酸酯乳液5-10份、改性膨脹珍珠巖50-70份、十二烷基苯磺酸鈉0.7-2.9份、添加 劑5-10份、PP纖維0.1-0.5份、羥丙基甲基纖維素0.5-2份、高嶺土 5-10份和水10-20份。
[0006] 所述的水泥的型號為P052.5。
[0007]所述的粉煤灰的細度為12% (R45)，燒失量為5%，三氧化硫含量為3%。
[0008] 所述的改性膨脹珍珠巖的具體制備方法為:將珍珠巖加熱至1000-1300°C進行膨 化處理，使珍珠巖體積膨脹7-10倍，得到膨脹珍珠巖，然后降溫，當溫度降至100-200°C時， 對膨脹珍珠巖噴施膨脹珍珠巖總重量5-10%的三乙氧基硅烷，繼續降溫至室溫，過20-30目 篩，即得。
[0009] 所述的添加劑包括以下重量份計的組分:硫酸鈣25-35份、氧化鋁2-5份、三乙醇胺 0.2-5份、磷酸鋅5-10份和氧化鐵15-20份。
[0010] 所述的PP纖維的長度為12-16mm。
[0011]本發明所采用的技術方案還在于提供一種所述的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖 保溫板的生產方法，包括以下步驟：
[0012] (1)將粉煤灰、添加劑、聚丙烯酸酯乳液、PP纖維、高嶺土和羥丙基甲基纖維素混合 并攪拌均勻，再加入水泥和十二烷基苯磺酸鈉繼續攪拌，得到膠粉料；
[0013] (2)將改性膨脹珍珠巖和膠粉料混合攪拌，再加入三乙氧基硅烷和水，攪拌均勻， 連續模壓成型，得到半干的改性膨脹珍珠巖保溫板；
[0014] (3)將半干的改性膨脹珍珠巖保溫板進行加熱養護；
[0015] (4)加熱養護結束后，開始干燥，干燥至改性膨脹珍珠巖保溫板含水量低于5%，即 可出窯。
[0016] 步驟(2)中連續模壓成型所使用的設備為液壓機，液壓機的壓力為50t。
[0017]步驟(3)中加熱養護的溫度為20-70°C，時間為10_24h。
[0018] 改性膨脹珍珠巖保溫板的加熱養護可采用本領域的常規方法。本發明是將半干的 改性膨脹珍珠巖保溫板送入隧道窯中，關閉隧道窯窯門，開啟生物質顆粒燃燒機和熱風機 對半干的改性膨脹珍珠巖保溫板進行加熱養護。
[0019] 步驟(4)中干燥的溫度為90-120°C。
[0020]有益效果
[0021] 1、防火性能優越。本發明改性膨脹珍珠巖保溫板主要使用的是無機不燃材料，能 夠有效提高保溫板的防火性能，本發明改性膨脹珍珠巖保溫板的燃燒性能可達A1級。
[0022] 2、質輕、強度高、導熱系數低。本發明改性膨脹珍珠巖保溫板材采用高標號水泥作 為主要膠凝材料，同時外摻PP纖維、粉煤灰、高嶺土、十二烷基苯磺酸鈉、高嶺土和羥丙基甲 基纖維素提高膠凝材料的強度，使保溫材料在保證抗壓、抗折強度的基礎上大大降低干密 度，使板材具有較高的強度和較低的導熱系數，從而保證保溫板材和系統具有良好的保溫 性能。
[0023] 3、與保溫系統的粘結層和抗裂保護層相容性好。由于本發明改性膨脹珍珠巖保溫 板采用高標號水泥作為主要的膠凝材料，沒有采用泡花堿和含有泡花堿或含有氯離子水泥 添加劑，從根源上保證改性膨脹珍珠巖保溫板材和保溫系統不會出現返堿返氯等問題，同 時本發明的保溫板與保溫系統使用的粘接砂漿、抗裂砂漿成分基本相似，保證了系統相容 性好，不會發生空鼓開裂等現象，能夠與建筑物同壽命。
[0024] 4、柔韌性好、壓折比合理、施工性能好。本發明改性膨脹珍珠巖保溫板采用半干料 模壓技術和采用柔韌性較好的聚丙烯酸酯乳液作為膠凝材料添加劑，且保溫板材料從改性 膨脹珍珠巖制作到板材模壓成型，全部采用自動化生產，產品柔韌性好、壓折比合理、質量 穩定，降低了施工過程改性膨脹珍珠巖保溫板破損率。
[0025] 5、吸水率低。本發明的改性膨脹珍珠巖保溫板加入三乙氧基硅烷作為憎水劑，并 通過改性膨脹珍珠巖，優化各組分的比例關系，降低保溫板的吸水率，延長使用壽命。
[0026] 6、綠色環保。本發明改性膨脹珍珠巖保溫板以水泥、粉煤灰、高嶺土、PP纖維和其 它有機、無機物作為原料，有效利用了工礦廢棄料，且沒有添加有毒有害物質，綠色環保。
[0027] 7、膨脹珍珠巖在生產過程中雖然可以通過提高玻化率來達到提高保溫效果的目 的，但是仍有接近30 %的開孔珍珠巖存在，為了降低這一部分膨脹珍珠巖的吸水率，本發明 在膨化爐膨化后降溫過程中噴施三乙氧基硅烷，改性膨脹珍珠巖以達到憎水的目的。
[0028] 8、本發明通過控制半干的保溫板的加熱養護溫度和時間，控制干燥溫度，能夠進 一步提尚保溫板的各項性能。
[0029] 9、實驗結果表明，本發明改性膨脹珍珠巖保溫板的干密度小于185kg/m3,抗壓強 度大于0.6MPa，導熱系數小于0.052WAm. k)，抗折強度大于0.43MPa，質量含水量小于 4.2 %，垂直于板面方向抗拉強度大于0.32MPa，體積吸水率小于8.0%，軟化系數大于0.88， 質量損失率小于3.4%，抗壓強度損失率小于22.3%，憎水率大于99.1 %。
[0030] 10、本發明改性膨脹珍珠巖保溫板的原料來源廣泛、成本低、生產工藝簡單、易于 操作，能夠滿足不同建筑材料的需求，具有良好的社會和經濟效益。
【具體實施方式】
[0031] 以下結合實施例對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0032] 本發明中所用的原料的要求為：
[0033] 水泥的型號為P052.5。
[0034]粉煤灰的細度為12% (R45)，燒失量為5%，三氧化硫含量為3%。
[0035] PP纖維的長度為16mm。
[0036] 聚丙烯酸酯乳液購自太原市晉源區晉遠建材廠。
[0037] 實施例1
[0038]本實施例的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板，包括以下重量份計的組分:水 泥20份、粉煤灰5份、三乙氧基硅烷5份、聚丙烯酸酯乳液10份、改性膨脹珍珠巖50份、十二烷 基苯磺酸鈉2份、添加劑8份、PP纖維0.3份、羥丙基甲基纖維素0.5份、高嶺土 5份和水10份。 [0039] 所述的添加劑包括以下重量份計的組分:硫酸鈣30份、氧化鋁5份、三乙醇胺3份、 磷酸鋅10份和氧化鐵15份。
[0040] 所述的改性膨脹珍珠巖的具體制備方法為：將珍珠巖加熱至1000°C進行膨化處 理，使珍珠巖體積膨脹7倍，得到膨脹珍珠巖，然后降溫，當溫度降至150°C時，對膨脹珍珠巖 噴施膨脹珍珠巖總重量5%的三乙氧基硅烷，繼續降溫至室溫，過20目篩，即得。
[0041] 本實施例的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板的生產方法，包括以下步驟：
[0042] (1)將粉煤灰、添加劑、聚丙烯酸酯乳液、PP纖維、高嶺土和羥丙基甲基纖維素加入 強制攪拌機混合并攪拌15min，再加入水泥和十二烷基苯磺酸鈉繼續攪拌30min，得到膠粉 料；
[0043] (2)將改性膨脹珍珠巖和膠粉料混合攪拌，再加入三乙氧基硅烷和水，攪拌均勻， 送至液壓機連續模壓成型，得到半干的改性膨脹珍珠巖保溫板;液壓機壓力為50t;
[0044] (3)將半干的改性膨脹珍珠巖保溫板進行加熱養護，加熱養護的溫度為20°C，時間 為 24h;
[0045] (4)加熱養護結束后，開始干燥，干燥溫度為90°C，干燥至改性膨脹珍珠巖保溫板 含水量低于5%，即可出窯。
[0046] 實施例2
[0047] 本實施例的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板，包括以下重量份計的組分:水 泥18份、粉煤灰8份、三乙氧基硅烷2份、聚丙烯酸酯乳液5份、改性膨脹珍珠巖60份、十二烷 基苯磺酸鈉0.7份、添加劑5份、PP纖維0.1份、羥丙基甲基纖維素2份、高嶺土 10份和水15份。 [0048] 所述的添加劑包括以下重量份計的組分：硫酸鈣25份、氧化鋁3份、三乙醇胺0.2 份、磷酸鋅5份和氧化鐵20份。
[0049] 所述的改性膨脹珍珠巖的具體制備方法為：將珍珠巖加熱至1300°C進行膨化處 理，使珍珠巖體積膨脹10倍，得到膨脹珍珠巖，然后降溫，當溫度降至l〇〇°C時，對膨脹珍珠 巖噴施膨脹珍珠巖總重量10%的三乙氧基硅烷，繼續降溫至室溫，過20目篩，即得。
[0050] 本實施例的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板的生產方法，包括以下步驟：
[0051] (1)將粉煤灰、添加劑、聚丙烯酸酯乳液、PP纖維、高嶺土和羥丙基甲基纖維素加入 強制攪拌機混合并攪拌l〇min，再加入水泥和十二烷基苯磺酸鈉繼續攪拌40min，得到膠粉 料；
[0052] (2)將改性膨脹珍珠巖和膠粉料混合攪拌，再加入三乙氧基硅烷和水，攪拌均勻， 送至液壓機連續模壓成型，得到半干的改性膨脹珍珠巖保溫板;液壓機壓力為50t;
[0053] (3)將半干的改性膨脹珍珠巖保溫板進行加熱養護，加熱養護的溫度為50°C，時間 為 20h;
[0054] (4)加熱養護結束后，開始干燥，干燥溫度為100°C，干燥至改性膨脹珍珠巖保溫板 含水量低于5%，即可出窯。
[0055] 實施例3
[0056] 本實施例的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板，包括以下重量份計的組分:水 泥25份、粉煤灰6份、三乙氧基硅烷4份、聚丙烯酸酯乳液8份、改性膨脹珍珠巖70份、十二烷 基苯磺酸鈉 2.9份、添加劑10份、PP纖維0.5份、羥丙基甲基纖維素 1份、高嶺土 8份和水20份。 [0057] 所述的添加劑包括以下重量份計的組分:硫酸鈣35份、氧化鋁2份、三乙醇胺5份、 磷酸鋅8份和氧化鐵16份。
[0058]所述的改性膨脹珍珠巖的具體制備方法為：將珍珠巖加熱至1200°C進行膨化處 理，使珍珠巖體積膨脹7倍，得到膨脹珍珠巖，然后降溫，當溫度降至200°C時，對膨脹珍珠巖 噴施膨脹珍珠巖總重量8%的三乙氧基硅烷，繼續降溫至室溫，過30目篩，即得。
[0059] 本實施例的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板的生產方法，包括以下步驟：
[0060] (1)將粉煤灰、添加劑、聚丙烯酸酯乳液、PP纖維、高嶺土和羥丙基甲基纖維素加入 強制攪拌機混合并攪拌20min，再加入水泥和十二烷基苯磺酸鈉繼續攪拌30min，得到膠粉 料；
[00611 (2)將改性膨脹珍珠巖和膠粉料混合攪拌，再加入三乙氧基硅烷和水，攪拌均勻， 送至液壓機連續模壓成型，得到半干的改性膨脹珍珠巖保溫板;液壓機壓力為50t;
[0062] (3)將半干的改性膨脹珍珠巖保溫板進行加熱養護，加熱養護的溫度為70°C，時間 為 l〇h;
[0063] (4)加熱養護結束后，開始干燥，干燥溫度為120°C，干燥至改性膨脹珍珠巖保溫板 含水量低于5%，即可出窯。
[0064] 實驗例一
[0065]以實施例1的改性膨脹珍珠巖保溫板為實驗材料，驗證不同長度的PP纖維對改性 膨脹珍珠巖保溫板的強度影響，結果見表1。
[0066]表1不同長度的PP纖維對改性膨脹珍珠巖保溫板的強度影響
[0068] ^實驗例二
[0069] 以本發明的膨脹珍珠巖為實驗材料，按照實施例1的改性膨脹珍珠巖的制備方法， 僅改變三乙氧基硅烷的噴施溫度，驗證不同噴施溫度對改性膨脹珍珠巖憎水性影響，結果 見表2。
[0070] 表2不同噴施溫度對改性膨脹珍珠巖憎水性影響
[0072] 實驗例三
[0073] 以本發明的改性膨脹珍珠巖保溫板作為實驗組，并采用市售的膨脹珍珠巖保溫板 作為對照，檢測各項性能指標，結果見表3。
[0074] 表3本發明改性膨脹珍珠巖保溫板的各項性能指標
【主權項】
1. 一種利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板，其特征在于，包括以下重量份計的組分： 水泥18-25份、粉煤灰5-8份、三乙氧基硅烷2-5份、聚丙烯酸酯乳液5-10份、改性膨脹珍珠巖 50-70份、十二烷基苯磺酸鈉0.7-2.9份、添加劑5-10份、PP纖維0.1-0.5份、羥丙基甲基纖維 素0.5-2份、高嶺土 5-10份和水10-20份。2. 根據權利要求1所述的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板，其特征在于，所述的水 泥的型號為P052.5。3. 根據權利要求1所述的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板，其特征在于，所述的粉 煤灰的細度為12% (R45)，燒失量為5%，三氧化硫含量為3%。4. 根據權利要求1所述的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板，其特征在于，所述的改 性膨脹珍珠巖的具體制備方法為:將珍珠巖加熱至1000-1300 °C進行膨化處理，使珍珠巖體 積膨脹7-10倍，得到膨脹珍珠巖，然后降溫，當溫度降至100-200°C時，對膨脹珍珠巖噴施膨 脹珍珠巖總重量5-10%的三乙氧基硅烷，繼續降溫至室溫，過20-30目篩，即得。5. 根據權利要求1所述的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板，其特征在于，所述的添 加劑包括以下重量份計的組分:硫酸鈣25-35份、氧化鋁2-5份、三乙醇胺0.2-5份、磷酸鋅5-10份和氧化鐵15-20份。6. 根據權利要求1所述的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板，其特征在于，所述的PP 纖維的長度為12-16mm。7. -種如權利要求1所述的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板的生產方法，其特征 在于，包括以下步驟： (1) 將粉煤灰、添加劑、聚丙烯酸酯乳液、PP纖維、高嶺土和羥丙基甲基纖維素混合并攪 拌均勻，再加入水泥和十二烷基苯磺酸鈉繼續攪拌，得到膠粉料； (2) 將改性膨脹珍珠巖和膠粉料混合攪拌，再加入三乙氧基硅烷和水，攪拌均勻，連續 模壓成型，得到半干的改性膨脹珍珠巖保溫板； (3) 將半干的改性膨脹珍珠巖保溫板進行加熱養護； (4) 加熱養護結束后，開始干燥，干燥至改性膨脹珍珠巖保溫板含水量低于5%，即可出 窯。8. 根據權利要求7所述的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板的生產方法，其特征在 于，步驟(2)中連續模壓成型所使用的設備為液壓機，液壓機的壓力為50t。9. 根據權利要求7所述的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板的生產方法，其特征在 于，步驟(3)中加熱養護的溫度為20-70 °C，時間為10_24h。10. 根據權利要求7所述的利用粉煤灰的改性膨脹珍珠巖保溫板的生產方法，其特征在 于，步驟(4)中干燥的溫度為90-120°C。
【文檔編號】C04B28/02GK105967581SQ201610280672
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月28日
【發明人】安武, 梅春河, 張巍, 魏燕
【申請人】中晶工程材料（信陽）有限公司