[发明专利]一种用泡沫分散粉煤灰纤维制备超轻质隔热材料的方法

说明书

本发明公开了一种用泡沫分散粉煤灰纤维的工艺，以及用该工艺制备超轻质粉煤灰纤维隔热材料的方法。以水泥熟料、发泡剂及少量水，搅拌引气，形成泡沫，用泡沫形成的体积分散粉煤灰纤维，形成轻质结构。该工艺与传统纤维制浆，抄制、压滤成型工艺比较，其工艺用水量和烘干能耗降幅明显。用该工艺制备的粉煤灰纤维隔热材料，表观密度一致性很好。材料耐水、防火，可长期工作在650℃以下环境。其表观密度在0.08g/cm³到0.15 g/cm³之间，导热系数在0.035W/(m·K)到0.043 W/(m·K)之间，干、湿条件下都有很好的机械强度。可承受50次以上循环冻融。

技术领域

本发明公开了一种粉煤灰纤维的泡沫分散工艺，以及用该工艺制备超轻质粉煤灰纤维隔热材料的方法。属硅酸盐类轻质隔热材料制备方法。该泡沫分散工艺也适合于，与本文描述的“粉煤灰纤维”有类似性质的其他纤维的分散与材料制备。该工艺与传统纤维制浆、抄制、压滤工艺成型制备板材比较，用水量降幅明显、板材烘干能耗降幅明显。用该工艺制备的粉煤灰纤维超轻质隔热材料适用于保温、隔热、防火、吸音等建筑、装修领域。材料燃烧等级为A级均质材料，可长期工作在650℃以下环境。该材料具有耐水、防火的特性。其导热系数为0.035W/(m·K)到0.043 W/(m·K)之间，其表观密度在0.08g/cm³到0.15 g/cm³之间。在干、湿条件下该材料都有很好的物理机械强度。可承受50次以上循环冻融。

背景技术

本世纪初，环保与大宗工业固废综合利用被提到一定高度，一些单位上马了粉煤灰综合利用项目，其中就包括粉煤灰纤维项目。粉煤灰纤维是以火电厂固废粉煤灰为原料，经熔融喷丝、拉丝制备的纤维。有别于岩棉、矿棉、玻璃丝棉、硅酸铝棉等矿物纤维，本文描述的粉煤灰纤维是一种短纤维，长度为毫米级。通常粉煤灰纤维以直径区分，分为超细粉煤灰纤维和普通粉煤灰纤维，其中80%以上直径分布在1μm以上的纤维称为普通粉煤灰纤维，而80%以上直径分布在200 nm±100 nm的粉煤灰纤维称为超细粉煤灰纤维。

粉煤灰纤维与超细粉煤灰纤维两者的物理性质区别很大，超细粉煤灰纤维可以分散在纸浆中，经过造纸工艺，可与纸浆纤维或自身形成一定的扣解度，干燥后形成范德华力。而普通粉煤灰纤维则无此特征，即无法形成纤维扣解又不产生范德华力，甚至会沉淀在制浆池底部。因此超细粉煤灰纤维可用于造纸，普通粉煤灰纤维却不行。

因为粉煤灰成分因煤而异，所以，生产中粉煤灰纤维直径很难把控。多数本世纪初上马的项目在工艺、设备、控制上缺陷明显，导致了国内粉煤灰纤维厂生产的多是普通纤维，目前超细纤维占比不足10%。因此找到普通粉煤灰纤维的应用场景是该行业急需解决的问题。

中国专利CN 101249664A《一种沥青改性粉煤灰纤维板材的制备方法》、中国专利CN 101250039A《一种粉煤灰纤维板材的制备方法》是在粉煤灰纤维上喷、淋粘接剂，以热压成型工艺制备出板材，根据技术特征得到了表观密度0.350g/cm³到0.8g/cm³的粉煤灰纤维板。

中国专利CN107324690A《一种聚乙烯醇-石蜡乳液复合改性的防水型粉煤灰纤维板及其制备方法》以纱网过滤器滤去液体，压制成型得到的板材，根据技术特征得到的是低密度的疏水粉煤灰纤维板。

中国专利CN 102826817A《粉煤灰纤维外墙隔热保温板及其制备方法》经梳棉；施胶；压模；干燥切割得到的板材，根据文案记录得到了表观密度0.2g/cm³到0.35g/cm³的轻质粉煤灰纤维板。

中国专利CN 102826786A《轻质粉煤灰纤维吸声板及其制备方法》以粉煤灰纤维的质量浓度为1～3wt%浆料通过纱网抄取、注模，压制成型，得到粉煤灰纤维湿板坯。干燥后得到的板材。根据技术特征得到的是轻质或超轻质粉煤灰纤维板。