[发明专利]一种高温微发泡的轻质隔热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高温微发泡的轻质隔热材料及其制备方法。该轻质隔热材料按质量百分比配料，包括：30～60％花岗岩废料，10～30％高温助熔剂，0～30％硅藻土，0～10％黏土，0.6～1.2％高温发泡剂。无需压制成型，经混料、造粒、干燥、烧成等步骤，最终得到具有闭口微孔结构的轻质隔热材料。其体积密度为320～840kg/m³、抗压强度为6～19MPa、常温导热系数≤0.09W/(m·K)，1000℃时的导热系数≤0.5W/(m·K)。本发明原料成本低廉，工艺简单，不仅满足作为高温窑炉保温层的性能要求，还符合当前社会可持续发展理念，是集高性能与绿色环保于一体的轻质隔热材料。

技术领域

本发明涉及轻质隔热材料领域，具体涉及一种高温微发泡的轻质隔热材料及其制备方法。

背景技术

随着人类社会的进步和生活水平的提高，工业生产对于能源的依赖与日俱增，能源短缺与环境恶化问题愈加突出。高温材料行业在进行生产时，各种高温窑炉消耗的能源量十分巨大，作为工业部门的耗能大户，亟需一种可降低能源损耗的方法。轻质隔热材料作为当前流行的一种隔热保温材料，具有体积密度小、高温稳定性好、导热率低等优点；应用于高温窑炉保温层，可有效降低窑体的热量损失，节约大量能源，满足工厂对于节能降耗的要求。传统的烧结型隔热砖在发挥作用前需要堆砌，由于砖块之间很难保持大小形状完全一致，因此在堆砌时难免会产生大量的砖缝。砖缝的存在严重影响了保温砖的隔热性能，使其在实际工作时的隔热能力明显低于理论数值。

花岗岩作为一种常见的建筑装饰材料，其具有质地坚硬，外形美观等特点，受到人们的广泛青睐。伴随着花岗岩需求量的增加，我国对于花岗岩的加工利用率却始终较低。在生产制品过程中产生的大量边角料或碎料，堆积起来会对环境造成沉重负担。花岗岩废料属铝硅系固体废弃物，主要物相为石英和长石，其中长石在烧结时可产生低熔点物质，降低烧结温度，是制备发泡陶瓷的优良原料。因此，选择花岗岩废料为主要原料，不仅可以实现废料的资源化利用，还可以制备出理想的轻质隔热材料，创造可观的经济效益。综上所述，以花岗岩废料制备轻质隔热材料符合当今研发环境友好型的低密度、低导热、低成本、高强度的轻质隔热材料的主流方向。

“一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法”(CN 106673678 B)专利，采用烧失技术，以40～48wt％的焦宝石，14～38wt％的蓝晶石，6～16wt％的粘土，14～24wt％的α-Al₂O₃微粉，15～20wt％的结合剂，45～60wt％的锯末和硅溶胶混合物为造孔剂经过混料、困料、成型、烘烤、烧结制备了轻质隔热砖。其体积密度0.5～0.8g·cm^-3、烧后线收缩率小于1％，但是大量的锯末在高温下燃烧后会形成开口气孔，导致抗压强度为5～10MPa、常温导热系数为0.1～0.3W/(m·K)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述问题，提供一种成本低廉、工艺简单、隔热保温、绿色环保、轻质高强、可在1000℃使用的高温微发泡轻质隔热材料。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

(1)按比例将花岗岩废料、高温助熔剂、硅藻土、黏土、高温发泡剂和水，放入球磨机进行混料，然后经干燥、破碎得到原料粉体；

(2)在步骤(1)的粉体中加入临时结合剂和水，使用造粒机造粒。取适量颗粒放入匣钵中，自然堆积并刮平表面，进行干燥；

(3)将步骤(2)中干燥后的混合料及匣钵一同放入高温窑炉中在1100℃～1300℃下进行烧结，冷却后加工处理得到所述轻质隔热材料。

作为上述方案的改进，所述步骤(1)中各原料的质量百分比为：花岗岩废料30～60％，高温助熔剂10～30％，硅藻土0～30％，黏土0～10％，高温发泡剂0.6～1.2％。