[发明专利]一种轻质粉煤灰保温隔热多孔陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新型轻质保温材料技术领域，具体涉及的是一种轻质粉煤灰保温隔热多孔陶瓷的制备方法。

背景技术

我国现在经济正处于高速发展的时期，能源和环保问题日益突出，在建筑上进行节能环保策略正符合当前的可持续发展战略。由于供需关系，我国保温材料的发展极其迅速。多孔陶瓷以其体密度小、气孔率大、低热导率等优势，用作保温隔热材料，在日常生活及生产中有着巨大的发展与应用前景。

多孔陶瓷用作保温隔热材料时，在保证性能优异的同时，还需考虑其原料来源和制备工艺。相比于其他陶瓷原料，粉煤灰易烧结生成莫来石陶瓷，且成本低廉，对废物利用、改善环境等方面有着特殊的潜在应用价值。因此，利用粉煤灰固体废弃物，研究开发一种生产成本低，同时兼具轻质、保温、隔热功能的环保型耐火材料，实现资源化综合利用，既可以解决环境污染问题，又使得资源得到有效利用，无论是社会效益还是经济效益，都具有广泛的应用前景。 现如今多孔陶瓷的主要制备工艺有：微波加热、添加造孔剂、溶胶—凝胶法、有机泡沫涂层、颗粒堆积、发泡法等。李少荣等人以有机树脂发泡微球为造孔剂制备多孔陶瓷，其孔径均匀、大小可控，但有机造孔剂烧尽时排放的气体会污染环境，并不符合环保政策；武勇斌等人用蛋白质发泡法制备多孔陶瓷复合材料，不产生污染环境的有害物质，但较多的蛋白质加入且最终烧尽排放的大量气体，并不符合低碳环保政策。

发明内容

本发明的目的，提供以粉煤灰为原料，利用机械搅拌发泡和琼脂凝胶固化相结合的一种低成本、轻质、高气孔率、低热导率的保温隔热多孔陶瓷的制备方法。

一种轻质粉煤灰保温隔热多孔陶瓷的制备方法包括以下质量百分比的原料粉煤灰30～40wt%、琼脂粉末0.1～0.5wt%、稳泡剂0.15～0.2wt%、分散剂0.1～0.15wt%、玻璃粉0～4wt%，发泡剂0.3～0.5wt%和水54.65～64.75wt%；

所述稳泡剂为六偏磷酸钠，所述分散剂为聚丙烯酸钠，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠；

制备操作步骤是：

（1）将粉煤灰、玻璃粉、分散剂和稳泡剂，加水搅拌后球磨，得初级浆料；

（2）制备含琼脂的稳定陶瓷浆料；

（3）添加表面活性剂，搅拌发泡得泡沫浆料；

（4）将泡沫浆料倒入模具中，室温固化；

（5）脱模干燥得多孔陶瓷生坯；

（6）将多孔陶瓷生坯于低温烧结炉中烧结，得到多孔陶瓷。

所述多孔陶瓷的孔隙率为88～91wt%，密度为0.24～0.31g/cm³，导热系数为0.051～0.072 W/(m·K)，抗压强度为0.4～1.0MPa。本发明制备的多孔陶瓷的孔隙率为88～91wt%，密度为0.24～0.31g/cm³，导热系数为0.051～0.072 W/(m·K)，抗压强度为0.4～1.0MPa。

与现有的多孔陶瓷保温隔热材料相比，本发明的优点是：

1、本发明制备的多孔陶瓷具有均匀的球状蜂窝孔结构单元，孔壁以孔窗口相互连通，孔隙率可达88%以上，且样品表面规整，成型好；

2、本发明采用泡沫凝胶注模制备工艺，将搅拌起泡工艺与注浆成型工艺相结合，该工艺具有脱脂工艺简单，生产周期短的特点，所制备的多孔陶瓷的孔洞圆整，强度比较高；

3、本发明制备的多孔陶瓷原料为粉煤灰固体废弃物，其他均为微量添加物，烧结后成品组分几乎完全来自于粉煤灰，可最大限度的利用固体废弃物，既解决了环境污染问题，又使得资源得到有效利用，这具有广泛的应用前景；此外采用琼脂作为凝胶剂，用量非常少（可低至0.1wt%），且烧结时会燃尽放出少量二氧化碳和水，没有其他污染有害物，符合低碳环保政策。

附图说明

图1为实施例3制成品的表面照片图，其中图1（a）为制成品的上表面照片图，图1（b）为制成品的下表面照片图。

图2为实施例3制成品断面的微观结构图（扫描电子显微镜），其中图2（a）为50倍的扫描电子显微镜图，图2（b）为200倍的扫描电子显微镜图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。