[发明专利]一种轻质煤矸石砖及其制备方法

说明书

本发明公开一种轻质煤矸石砖及其制备方法，属于建筑材料技术领域，包括如下重量份原料:10‑15份改性纳米微球，75‑85份煤矸石，5‑10份黏土，20‑25份粉煤灰，5‑6.5份增强剂，3‑5份高炉渣，2.5‑5.5份膨润土；将聚乳酸和中间体2在溶剂1,4‑二氧六环中混合反应，中间体2作为改性剂，其上的氨基能够进攻聚乳酸中的酯键形成酰胺键，并且引入亲水的醚键，增加聚乳酸的亲水性能，而且通过引入中间体2作为侧链，热压成样品，制备出改性纳米微球，改性聚乳酸纳米粒子受热分解，在砖内形成孔隙，但是分散在内部的原料烧结成砖体，在不影响煤矸石砖力学强度的前提下减轻其重量，提高煤矸石砖的使用性能。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体为一种轻质煤矸石砖及其制备方法。

背景技术

煤矸石砖的主要成分是煤矸石，煤矸石是在成煤过程中与煤共同沉积的有机化合物和无机化合物混合在一起的岩石，通常呈薄层在煤层中或煤层顶、煤层底，是在煤矿建设和煤炭采掘、洗选加工过程中产生的数量较大的矿山固态排弃物。其主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外还含有数量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。煤矸石按主要矿物含量分为黏土岩类、砂石岩类、碳酸盐类、铝质岩类；按来源及最终状态，煤矸石可分为掘进矸石、选煤矸石和自然矸石三大类。煤矸石排放量根据煤层条件、开采条件和洗选工艺的不同有较大差异，一般掘进矸石占原煤产量的10％左右，选煤矸石占入选原煤量的12％～18％。

现有的用于建筑的煤矸石砖存在着质量较大，导致施工时负荷较大的技术问题，现有技术中往往采用加入造孔剂制备出轻质煤矸石砖，但是传统造孔剂在使用时无法均匀分布煤矸石砖内，而且烧结后导致煤矸石砖内的孔隙较大，降低其使用强度。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明提供一种轻质煤矸石砖及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种轻质煤矸石砖，包括如下重量份原料:10-15份改性纳米微球，75-85份煤矸石，5-10份黏土，20-25份粉煤灰，5-6.5份增强剂，3-5份高炉渣，2.5-5.5份膨润土；

所述改性纳米微球包括如下步骤制成：

步骤S1、将二氯三乙醚加入N,N-二甲基甲酰胺中，匀速搅拌30min后加入邻苯二甲酰亚胺钾，匀速搅拌并升温至65℃，继续搅拌并反应24h，反应结束后加入去离子水，搅拌直至析出白色固体，抽滤、洗涤、干燥，制得中间体1，控制二氯三乙醚、N,N-二甲基甲酰胺和邻苯二甲酰亚胺钾的用量比为30g∶150mL∶80g；

步骤S1中将二氯三乙醚与邻苯二甲酰亚胺钾在N,N-二甲基甲酰胺中反应，反应过程如下所示：

步骤S2、将制得的中间体1和水合肼加入无水乙醇中，升温至70℃，回流反应2h，停止加热，加入质量分数37％浓盐酸调节pH，直至体系的pH＝3，抽滤、旋蒸浓缩至100mL，加入去离子水，过滤，之后继续旋蒸浓缩至100mL，制得粗品，向粗品中加入氢氧化钠固体调节pH，直至pH＝10，用异丙醇萃取三次，收集上层液体，旋蒸，回收异丙醇，制得中间体2，中间体1、水合肼和无水乙醇的用量比为10g∶75g∶100mL，去离子水和无水乙醇的体积比为1∶1；

步骤S2中中间体1和水合肼在无水乙醇中反应，生成中间体2，反应过程如下所示：