[发明专利]聚轻莫来石隔热材料及其真空冷冻干燥制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔热材料，具体的说是涉及一种莫来石隔热材料，还涉及 该材料的真空冷冻干燥制备方法。

背景技术

目前，常用的制备莫来石轻质浇注料的方法多是采用莫来石骨料与水泥浆 结合剂等浇注成型。但是，由于铝酸钙水泥中含有较多的氧化钙，使浇注料在 高温下产生数量较多的CA₆、C₂S等晶相，容易对浇注料的中温、高温强度，以 及耐剥落性能带来负面的影响，因此这类轻质浇注料长期使用温度仅为1350℃ 左右。而且这类制品的机械性能也不很乐观，传统水泥结合莫来石的性能如下： 体密08/g·cm^-3，强度4.2/MPa，热导率05/(1000)/W·m^-1·K^-1，线收缩率5％，使用 温度1350℃。而且常用这种水泥凝胶体系一般采用常温干燥，不仅引入大量杂 质，收缩还非常大，机械强度低，使用温度低。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述不足提供一种聚轻莫来石隔热材料及其真空 冷冻干燥制备方法。

本发明的技术方案是：

一种聚轻莫来石隔热材料，由以下重量份的组分制备而成：粉料100份， 聚苯乙烯球1-3份，水20-55份，丙烯酰胺2-25份，柠檬酸三铵0.2-0.6份，N，N，N’- 四甲基乙二胺0.03-0.9份，N-亚甲基双丙烯酰胺0.08-0.7份，过硫酸铵0.03-0.1 份。

上述聚轻莫来石隔热材料，所述的粉料由矾土和硅灰组成，矾土∶硅灰是： 2-4∶1，其中矾土的成分是含70％-80％Al₂O₃、1％-3％Fe₂O₃和2％-4％TiO₂，硅灰 的成分是含90％-93％SiO₂、1％-3％K₂O和0％-1％Na₂O。

上述聚轻莫来石隔热材料的真空冷冻干燥制备方法，包括以下步骤：

①预混液制备：按重量份将丙烯酰胺、N-亚甲基双丙烯酰胺、柠檬酸三铵和 水混合搅拌0.5-4h，制成预混液；

②悬浮体的制备：将粉料与预混液混合，用pH值调节剂调节pH值至8-10 时，加入聚苯乙烯球，搅拌得悬浮料浆；

③凝胶注模：在步骤②制得的悬浮料浆中加入过硫酸铵和N，N，N’-四甲基乙 二胺混合均匀，注入无孔模具，反应后脱模得坯体；

④干燥：将坯体放入冰箱，在-50℃--15℃冷冻6-24小时后，放入冷冻干燥机 中，在5Pa-80Pa真空度下干燥20-28小时；

⑤烧结：将干燥后的坯体放入高温氧化炉中烧结，烧结曲线如下：一段从室 温-300℃，温升速度1-3℃/min，二段300℃-600℃，温升速度1-3℃/min，三段 从600℃-1100℃，温升速度3-7℃/min，四段从1100℃-1550℃，温升速度 2-5℃/min，五段1550℃，保温120-360min。

上述聚轻莫来石隔热材料的真空冷冻干燥制备方法，所述的pH值调节剂是 盐酸或者氨水。

上述聚轻莫来石隔热材料的真空冷冻干燥制备方法，所述步骤①预混液制 备过程中丙烯酰胺、N-亚甲基双丙烯酰胺、柠檬酸三铵和水混合搅拌30min，步 骤④干燥过程中坯体在-18℃冷冻12小时后放入真空冷冻机中在16Pa真空度下 干燥24小时，步骤⑤烧结过程中的烧结曲线如下：一段从室温-300℃，温升速 度2℃/min，二段300℃-600℃，温升速度2℃/min，三段从600℃-1100℃，温升 速度5℃/min，四段从1100℃-1550℃，温升速度3℃/min，五段1550℃，保温 180min。