一种无机墙体保温材料用添加颗粒的制备方法
文献发布时间：2023-06-19 09:24:30
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，主要涉及一种无机墙体保温材料用添加颗粒的制备方法。
背景技术
墙体保温材料（又称为WW墙体保温材料）既是在墙体的内部或者外部能够有隔热保温功能的材料，保温材料产品非常多，大部分都是外墙保温，在建筑的同时就把保温层做好了，也有内部保温，一般楼房的楼梯都是内部保温。墙体节能保温材料包括有机类（如苯板、聚苯板、挤塑板、聚苯乙烯泡沫板、硬质泡沫聚氨酯、聚碳酸酯及酚醛等）、无机类（如珍珠岩水泥板、泡沫水泥板、复合硅酸盐、岩棉、蒸压砂加气混凝土砌块、传统保温砂浆等）和复合材料类（如金属夹芯板、芯材为聚苯、玻化微珠、聚苯颗粒等），保温防裂材料：（电焊网、热镀锌钢丝网、网格布）。
目前市场已经淘汰传统材料、推广新型墙体保温材料的力度，推广范围向小城市、城镇延伸，向农村延伸，向工业建筑延伸。有空心砌块、加气砌块、石膏空心砌块、加气粉煤灰砖、多孔粘土砖、GRC墙板、增强纤维水泥板、夹芯板、粉煤灰加气墙板以及复合保温墙板，可以说种类繁多。
膨胀珍珠岩是另一种传统的无机保温材料其常被用作轻质骨料而掺人混凝土中，从而实现墙体的保温效果。膨胀珍珠岩的颗粒本身具有内部多孔的特点从而其具有质轻、吸声以及可用作保温材料的特点。其高温下导热系数为耐火度，是一种传统的建筑保温材料，应用十分广泛。虽然如此但膨胀珍珠岩也存在致命的缺陷。其吸水率较高，而且吸水容易产生膨胀而开裂加之墙体温度变化会使其进一步产生开裂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前保温材料膨胀珍珠岩易吸水产生开裂的问题，提供一种无机墙体保温材料用添加颗粒的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种无机墙体保温材料用添加颗粒的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）取废渣颗粒、石墨烯及添加剂按质量比7－13:3:1－2进行碾磨，收集碾磨物，将碾磨物、赤泥及添加料按质量比5－8:10:2－4进行混合，放入煅烧炉中进行煅烧，收集煅烧物；
（2）将煅烧物进行粉碎，过筛，收集过筛颗粒，将过筛颗粒与盐酸溶液按质量比1:4－6进行混合，搅拌，加热至160－190℃，保温，冷却，静置，喷雾干燥，收集干燥物；
（3）将干燥物、添加颗粒及甲苯按质量比6:3:13－15混合，放入容器中，混合均匀，再加入添加颗粒质量90－95％的辅助料，升温，搅拌反应，过滤，洗涤，干燥，收集干燥物A；
（4）按重量份数计，取130－160份混合溶剂、40－50份干燥物A、20－30份混合单体、6－9份增效剂、2－5份交联剂、1－3份十二烷基苯磺酸钠、0.6－1.3份催化剂；
（5）首选将混合溶剂、干燥物A、混合单体、十二烷基苯磺酸钠及催化剂放入反应釜中，氮气保护，在50－60℃进行反应，冷却，加入增效剂及交联剂，混合均匀，出料，去除混合溶剂，冷冻干燥，即得无机墙体保温材料用添加颗粒。
所述步骤（1）中废渣颗粒为粉煤灰、铝灰按质量比5:3－7进行球磨，即得废渣颗粒。
所述步骤（1）中添加料为碳酸氢钠、炭黑按质量比3:4－6混合而成。
所述步骤（2）中添加颗粒为氧化锌、氧化锰按质量比9:1－3混合而成。
所述步骤（3）中辅助料为琥珀酸酐、戊二酸按质量比7:10－13混合，即得。
所述混合溶剂为将四氢呋喃、乙醇按体积比9:3－5混合而成。
所述混合单体为己内酯、聚乙二醇按质量比10－16:13混合，即得。
所述增效剂为环氧丙烷、马来酸酐按质量比5:2－3混合而成。
所述交联剂为聚乙二醇双丙烯酸酯、N，N-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种。
所述催化剂为氢化钠、氢化钙中的任意一种。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以废渣颗粒作为基础原料，通过与石墨烯、赤泥等进行混合，进行煅烧，通过利用添加料作为造孔剂进行造孔，形成多孔颗粒，多孔颗粒内部含氧化铝，利用盐酸溶液进行溶解氧化铝等物质，增加孔隙度，其次在高温下使其中氯化铝进行聚合形成聚合氯化铝，喷雾干燥，聚合物附着在多孔颗粒表面，随后再与添加颗粒进行混合，通过与辅助料进行反应，形成戊二酸锌，由于聚合物的作用，使其被固定在多孔颗粒表面，最后与混合单体混合，混合单体反应形成聚己内酯，在冷冻干燥过程中，对多孔颗粒及多孔颗粒吸附的增效剂及交联剂进行包裹，从而得到无机墙体保温材料用添加颗粒；
（2）本发明在使用过程，利用包裹聚合物具有很好的分解性能，可以很好的使包裹物质进行释放出来，其次在分解过程中产生的小分子物质可以对膨胀珍珠岩产生的裂纹进行填充，在包裹内部的物质释放后，由于内部温度的升高，在多孔颗粒内部戊二酸锌的催化作用，可以有效的使二氧化碳与其中的增效剂进行反应，形成聚酯物质，同时由于包裹聚合物产生的小分子物质被膨胀珍珠岩进行吸附，且形成聚酯也对开裂物质进行填充，而且利用交联剂聚合物进行交联，增加了保温效果，降低了膨胀珍珠岩的吸水性能，形成的多孔颗粒有效提高保温材料的力学性能。
具体实施方式
废渣颗粒为粉煤灰、铝灰按质量比5:3－7进行球磨，即得废渣颗粒。
添加料为碳酸氢钠、炭黑按质量比3:4－6混合而成。
添加颗粒为氧化锌、氧化锰按质量比9:1－3混合而成。
辅助料为琥珀酸酐、戊二酸按质量比7:10－13混合，即得。
混合溶剂为将四氢呋喃、乙醇按体积比9:3－5混合而成。
混合单体为己内酯、聚乙二醇按质量比10－16:13混合，即得。
增效剂为环氧丙烷、马来酸酐按质量比5:2－3混合而成。
交联剂为聚乙二醇双丙烯酸酯、N，N-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种。
催化剂为氢化钠、氢化钙中的任意一种。
一种无机墙体保温材料用添加颗粒的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）取废渣颗粒、石墨烯及添加剂按质量比7－13:3:1－2以700r/min进行碾磨20min，收集碾磨物，将碾磨物、赤泥及添加料按质量比5－8:10:2－4进行混合，放入煅烧炉在1800－1900℃中进行煅烧2h，收集煅烧物；
（2）将煅烧物进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，将过筛颗粒与0.8mol/L盐酸溶液按质量比1:4－6进行混合，搅拌1h，加热至160－190℃，保温4－6h，冷却至室温，静置3h，喷雾干燥，收集干燥物；
（3）将干燥物、添加颗粒及甲苯按质量比6:3:13－15混合，放入容器中，混合均匀，再加入添加颗粒质量90－95％的辅助料，升温至60℃，搅拌反应8－9h，过滤，使用丙酮洗涤，干燥，收集干燥物A；
（4）按重量份数计，取130－160份混合溶剂、40－50份干燥物A、20－30份混合单体、6－9份增效剂、2－5份交联剂、1－3份十二烷基苯磺酸钠、0.6－1.3份催化剂；
（5）首选将混合溶剂、干燥物A、混合单体、十二烷基苯磺酸钠及催化剂放入反应釜中，氮气保护，在50－60℃进行反应5－7h，冷却至室温，加入增效剂及交联剂，混合均匀，出料，去除混合溶剂，冷冻干燥，即得无机墙体保温材料用添加颗粒。
实施例1
废渣颗粒为粉煤灰、铝灰按质量比5:7进行球磨，即得废渣颗粒。
添加料为碳酸氢钠、炭黑按质量比3:6混合而成。
添加颗粒为氧化锌、氧化锰按质量比9:3混合而成。
辅助料为琥珀酸酐、戊二酸按质量比7:13混合，即得。
混合溶剂为将四氢呋喃、乙醇按体积比9:5混合而成。
混合单体为己内酯、聚乙二醇按质量比16:13混合，即得。
增效剂为环氧丙烷、马来酸酐按质量比5:3混合而成。
交联剂为聚乙二醇双丙烯酸酯。
催化剂为氢化钠、氢化钙中的任意一种。
一种无机墙体保温材料用添加颗粒的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）取废渣颗粒、石墨烯及添加剂按质量比13:3:2以700r/min进行碾磨20min，收集碾磨物，将碾磨物、赤泥及添加料按质量比8:10:4进行混合，放入煅烧炉在1900℃中进行煅烧2h，收集煅烧物；
（2）将煅烧物进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，将过筛颗粒与0.8mol/L盐酸溶液按质量比1:6进行混合，搅拌1h，加热190℃，保温6h，冷却至室温，静置3h，喷雾干燥，收集干燥物；
（3）将干燥物、添加颗粒及甲苯按质量比6:3:15混合，放入容器中，混合均匀，再加入添加颗粒质量95％的辅助料，升温至60℃，搅拌反应9h，过滤，使用丙酮洗涤，干燥，收集干燥物A；
（4）按重量份数计，取160份混合溶剂、50份干燥物A、30份混合单体、9份增效剂、5份交联剂、3份十二烷基苯磺酸钠、0.6－1.3份催化剂；
（5）首选将混合溶剂、干燥物A、混合单体、十二烷基苯磺酸钠及催化剂放入反应釜中，氮气保护，在60℃进行反应7h，冷却至室温，加入增效剂及交联剂，混合均匀，出料，去除混合溶剂，冷冻干燥，即得无机墙体保温材料用添加颗粒。
实施例2
废渣颗粒为粉煤灰、铝灰按质量比5:5进行球磨，即得废渣颗粒。
添加料为碳酸氢钠、炭黑按质量比3:5混合而成。
添加颗粒为氧化锌、氧化锰按质量比9:2混合而成。
辅助料为琥珀酸酐、戊二酸按质量比7:12混合，即得。
混合溶剂为将四氢呋喃、乙醇按体积比9:4混合而成。
混合单体为己内酯、聚乙二醇按质量比13:13混合，即得。
增效剂为环氧丙烷、马来酸酐按质量比5:2.5混合而成。
交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。
催化剂为氢化钠、氢化钙中的任意一种。
一种无机墙体保温材料用添加颗粒的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）取废渣颗粒、石墨烯及添加剂按质量比10:3:1.5以700r/min进行碾磨20min，收集碾磨物，将碾磨物、赤泥及添加料按质量比7:10:3进行混合，放入煅烧炉在1850℃中进行煅烧2h，收集煅烧物；
（2）将煅烧物进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，将过筛颗粒与0.8mol/L盐酸溶液按质量比1:5进行混合，搅拌1h，加热至180℃，保温5h，冷却至室温，静置3h，喷雾干燥，收集干燥物；
（3）将干燥物、添加颗粒及甲苯按质量比6:3:14混合，放入容器中，混合均匀，再加入添加颗粒质量93％的辅助料，升温至60℃，搅拌反应8.5h，过滤，使用丙酮洗涤，干燥，收集干燥物A；
（4）按重量份数计，取150份混合溶剂、45份干燥物A、25份混合单体、8份增效剂、4份交联剂、2份十二烷基苯磺酸钠、1.1份催化剂；
（5）首选将混合溶剂、干燥物A、混合单体、十二烷基苯磺酸钠及催化剂放入反应釜中，氮气保护，在55℃进行反应6h，冷却至室温，加入增效剂及交联剂，混合均匀，出料，去除混合溶剂，冷冻干燥，即得无机墙体保温材料用添加颗粒。
实施例3
废渣颗粒为粉煤灰、铝灰按质量比5:3进行球磨，即得废渣颗粒。
添加料为碳酸氢钠、炭黑按质量比3:4混合而成。
添加颗粒为氧化锌、氧化锰按质量比9:1混合而成。
辅助料为琥珀酸酐、戊二酸按质量比7:10混合，即得。
混合溶剂为将四氢呋喃、乙醇按体积比9:3混合而成。
混合单体为己内酯、聚乙二醇按质量比10:13混合，即得。
增效剂为环氧丙烷、马来酸酐按质量比5:2混合而成。
交联剂为聚乙二醇双丙烯酸酯。
催化剂为氢化钠。
一种无机墙体保温材料用添加颗粒的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）取废渣颗粒、石墨烯及添加剂按质量比7:3:1以700r/min进行碾磨20min，收集碾磨物，将碾磨物、赤泥及添加料按质量比5:10:2进行混合，放入煅烧炉在1800℃中进行煅烧2h，收集煅烧物；
（2）将煅烧物进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，将过筛颗粒与0.8mol/L盐酸溶液按质量比1:4进行混合，搅拌1h，加热至160℃，保温4h，冷却至室温，静置3h，喷雾干燥，收集干燥物；
（3）将干燥物、添加颗粒及甲苯按质量比6:3:13混合，放入容器中，混合均匀，再加入添加颗粒质量90％的辅助料，升温至60℃，搅拌反应8h，过滤，使用丙酮洗涤，干燥，收集干燥物A；
（4）按重量份数计，取130份混合溶剂、40份干燥物A、20份混合单体、6份增效剂、2份交联剂、1份十二烷基苯磺酸钠、0.6份催化剂；
（5）首选将混合溶剂、干燥物A、混合单体、十二烷基苯磺酸钠及催化剂放入反应釜中，氮气保护，在50℃进行反应5h，冷却至室温，加入增效剂及交联剂，混合均匀，出料，去除混合溶剂，冷冻干燥，即得无机墙体保温材料用添加颗粒。
对比例1
废渣颗粒为粉煤灰、铝灰按质量比5:5进行球磨，即得废渣颗粒。
添加料为碳酸氢钠、炭黑按质量比3:5混合而成。
辅助料为琥珀酸酐、戊二酸按质量比7:12混合，即得。
混合溶剂为将四氢呋喃、乙醇按体积比9:4混合而成。
混合单体为己内酯、聚乙二醇按质量比13:13混合，即得。
增效剂为环氧丙烷、马来酸酐按质量比5:2.5混合而成。
交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。
催化剂为氢化钠、氢化钙中的任意一种。
一种无机墙体保温材料用添加颗粒的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）取废渣颗粒、石墨烯及添加剂按质量比10:3:1.5以700r/min进行碾磨20min，收集碾磨物，将碾磨物、赤泥及添加料按质量比7:10:3进行混合，放入煅烧炉在1850℃中进行煅烧2h，收集煅烧物；
（2）将煅烧物进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，将过筛颗粒与0.8mol/L盐酸溶液按质量比1:5进行混合，搅拌1h，加热至180℃，保温5h，冷却至室温，静置3h，喷雾干燥，收集干燥物；
（3）将干燥物及甲苯按质量比6:14混合，放入容器中，混合均匀，再加入添加颗粒质量93％的辅助料，升温至60℃，搅拌反应8.5h，过滤，使用丙酮洗涤，干燥，收集干燥物A；
（4）按重量份数计，取150份混合溶剂、45份干燥物A、25份混合单体、8份增效剂、4份交联剂、2份十二烷基苯磺酸钠、1.1份催化剂；
（5）首选将混合溶剂、干燥物A、混合单体、十二烷基苯磺酸钠及催化剂放入反应釜中，氮气保护，在55℃进行反应6h，冷却至室温，加入增效剂及交联剂，混合均匀，出料，去除混合溶剂，冷冻干燥，即得无机墙体保温材料用添加颗粒。
对比例2
废渣颗粒为粉煤灰、铝灰按质量比5:5进行球磨，即得废渣颗粒。
添加料为碳酸氢钠、炭黑按质量比3:5混合而成。
添加颗粒为氧化锌、氧化锰按质量比9:2混合而成。
辅助料为琥珀酸酐、戊二酸按质量比7:12混合，即得。
混合溶剂为将四氢呋喃、乙醇按体积比9:4混合而成。
增效剂为环氧丙烷、马来酸酐按质量比5:2.5混合而成。
交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。
催化剂为氢化钠、氢化钙中的任意一种。
一种无机墙体保温材料用添加颗粒的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）取废渣颗粒、石墨烯及添加剂按质量比10:3:1.5以700r/min进行碾磨20min，收集碾磨物，将碾磨物、赤泥及添加料按质量比7:10:3进行混合，放入煅烧炉在1850℃中进行煅烧2h，收集煅烧物；
（2）将煅烧物进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，将过筛颗粒与0.8mol/L盐酸溶液按质量比1:5进行混合，搅拌1h，加热至180℃，保温5h，冷却至室温，静置3h，喷雾干燥，收集干燥物；
（3）将干燥物、添加颗粒及甲苯按质量比6:3:14混合，放入容器中，混合均匀，再加入添加颗粒质量93％的辅助料，升温至60℃，搅拌反应8.5h，过滤，使用丙酮洗涤，干燥，收集干燥物A；
（4）按重量份数计，取150份混合溶剂、45份干燥物A、8份增效剂、4份交联剂、2份十二烷基苯磺酸钠、1.1份催化剂；
（5）首选将混合溶剂、干燥物A、十二烷基苯磺酸钠及催化剂放入反应釜中，氮气保护，在55℃进行反应6h，冷却至室温，加入增效剂及交联剂，混合均匀，出料，去除混合溶剂，冷冻干燥，即得无机墙体保温材料用添加颗粒。
对比例3
废渣颗粒为粉煤灰、铝灰按质量比5:5进行球磨，即得废渣颗粒。
添加料为碳酸氢钠、炭黑按质量比3:5混合而成。
添加颗粒为氧化锌、氧化锰按质量比9:2混合而成。
辅助料为琥珀酸酐、戊二酸按质量比7:12混合，即得。
混合溶剂为将四氢呋喃、乙醇按体积比9:4混合而成。
混合单体为己内酯、聚乙二醇按质量比13:13混合，即得。
交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。
催化剂为氢化钠、氢化钙中的任意一种。
一种无机墙体保温材料用添加颗粒的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）取废渣颗粒、石墨烯及添加剂按质量比10:3:1.5以700r/min进行碾磨20min，收集碾磨物，将碾磨物、赤泥及添加料按质量比7:10:3进行混合，放入煅烧炉在1850℃中进行煅烧2h，收集煅烧物；
（2）将煅烧物进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，将过筛颗粒与0.8mol/L盐酸溶液按质量比1:5进行混合，搅拌1h，加热至180℃，保温5h，冷却至室温，静置3h，喷雾干燥，收集干燥物；
（3）将干燥物、添加颗粒及甲苯按质量比6:3:14混合，放入容器中，混合均匀，再加入添加颗粒质量93％的辅助料，升温至60℃，搅拌反应8.5h，过滤，使用丙酮洗涤，干燥，收集干燥物A；
（4）按重量份数计，取150份混合溶剂、45份干燥物A、25份混合单体、4份交联剂、2份十二烷基苯磺酸钠、1.1份催化剂；
（5）首选将混合溶剂、干燥物A、混合单体、十二烷基苯磺酸钠及催化剂放入反应釜中，氮气保护，在55℃进行反应6h，冷却至室温，加入交联剂，混合均匀，出料，去除混合溶剂，冷冻干燥，即得无机墙体保温材料用添加颗粒。
对比例4
以膨胀珍珠岩为主要原料制备的无机墙体保温材料。
将实施例1－3和对比例1－3制备得到的无机墙体保温材料用添加颗粒按膨胀珍珠岩质量的10－20％加入至对比例4中，制备形成无机墙体保温材料，与对比例4进行检测。
测试方法：
导热系数测试按国标GB/T10294-2008进行测试。
吸水率测试按国标GB/T 8810-2005进行测试。
拉伸强度测试按国标GB/T9641-88进行测试，采用INSTRON-3300型万能材料试验机进行性能测试。
抗压强度测试采用抗压强度测试机进行检测。
检测结果如表1：
表1
根据上述中数据可知本发明制得的无机墙体保温材料用添加颗粒可以很好对传统材料膨胀珍珠岩进行增强修复，获得较好的效果。