一种轻质高强闭孔隔热材料的制备方法

技术领域

本发明属于轻质隔热材料技术领域，具体涉及一种轻质高强闭孔隔热材料的制备方法。

背景技术

按照隔热的形式，常用的轻质隔热材料有纤维状隔热材料和多孔等几种；对于纤维隔热材料来说有几种制备纤维的方法，分别为共混纺丝法、溶胶-凝胶法、模板浸渍法；三种方法都有一些缺点，共混纺丝法对纺丝液的均匀性和稳定性准确控制，工艺较为复杂，且难以得到连续性好的高强度纤维；溶胶-凝胶法制备工艺复杂，生产周期长，前驱体溶胶稳定性容易受环境影响；模板浸渍法工艺流程简单、原料价格低、不需要昂贵设备、生产周期短，但是制备的前驱体强度低。所以强度高性能好且价格便宜的轻质纤维隔热材料难以获得。因此，有必要设计一种价格便宜的轻质高强隔热材料。

珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，因其具有珍珠裂隙结构而得名。含水量在2-6%。珍珠岩的熔融温度为：开始收缩温度为1025℃、软化温度为1175℃、熔融温度大于1500℃，软化温度范围为150℃，熔化温度范围为325℃；珍珠岩经膨胀而成为一种轻质、多功能新型材料。具有表观密度轻、导热系数低、化学稳定性好、使用温度范围广、吸湿能力小、且无毒、无味、防火、吸音等特点，广泛用于多种工业部门。所以，由珍珠岩膨胀制成的珍珠岩保温板隔热性能好且价格便宜，但是其表面存在开气孔，会对其隔热性能和强度造成一定的损害。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种轻质高强闭孔隔热材料的制备方法，用以降低成本，以及增强原有隔热材料的隔热性能和强度。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种轻质高强闭孔隔热材料的制备方法，制备方法为：将珍珠岩保温板的表面制成致密的玻璃结构，其具体制备步骤如下：

1）将非晶粉末与乙醇，比例为3:1～2:1,使用球磨机均匀混合，聚合后的固体，放入烘干箱中完全干燥，烘干温度为70～90℃，时间为7～10小时，烘干后，将其粉碎成细粒，将得到的细粒放入氧化铝坩埚中熔化2～3小时，确定完全熔化，倒入冷蒸馏水中冷却，降温至玻璃态转化温度之下，使之形成玻璃态；

2）将形成的玻璃粉粉碎至≤45微米，与有机溶液混合，形成粘稠糊状的母玻璃糊，在轻质隔热材料的表面涂上一层母玻璃糊；再次热处理在高温炉中保持10～20min。

所述的非晶粉末是由二氧化硅、氧化硼、氧化钙按一定比例混合而成，具体质量百分比如下：SiO

所述的熔化温度在500～1600℃。

所述冷蒸馏水的温度为15～25℃。

所述的有机溶液为10%-15%的聚乙烯醇水溶液、聚氨酯水溶液中的一种或两种。

第二次热处理温度为600℃～800℃。

本发明提供的一种轻质高强闭孔隔热材料的制备方法，将珍珠岩保温板作为原材料，通过技术方法将其表面的气孔闭合，可以得到价格便宜且隔热性能好的轻质高强闭孔隔热材料；

与现有技术相比，本发明的特点在于：1）采用的珍珠岩保温板强度高、导热系数低、密度小并且价格便宜；2）本发明方法简单，操作简便，不会用到昂贵仪器；3）在珍珠岩保温板上生成了玻璃表面后，可以有效的阻断气体通过气孔进入材料内部，有效的降低了热对流对热导率的影响；4）玻璃表面光滑，可以反射热辐射，降低热辐射对热导率的影响；5）玻璃表面致密，可以增强珍珠岩保温板的强度。

实施方式

以下对本发明的实施例作进一步详细说明。

实施例

在球磨机中，将非晶粉末与乙醇按3：1均匀混合，非晶粉末具体质量百分比如下：SiO

实施例

在球磨机中，将非晶粉末与乙醇按3：1均匀混合，非晶粉末具体质量百分比如下：SiO

实施例

在球磨机中，将非晶粉末与乙醇按2：1均匀混合，非晶粉末具体质量百分比如下：SiO

聚合后的固体在烘箱中完全干燥，温度为75℃，时间为8小时，然后粉碎成细粒，将其放入氧化铝坩埚中800℃熔化两个小时，倒入冷蒸馏水中（25℃），降温至玻璃态转化温度之下，使之形成玻璃态，收集玻璃粉并粉碎至≤45微米尺寸，之后与15%聚氨酯水溶液混合，形成粘稠状母玻璃糊，在珍珠岩保温板表面涂覆，在800℃炉中保持10min。获得轻质高强闭孔隔热材料。

实施例

在球磨机中，将非晶粉末与乙醇按2：1均匀混合，非晶粉末具体质量百分比如下：SiO

这种方法会提高原来隔热材料的隔热性能和强度，其原因在于，表面的玻璃层使表面的气孔闭合，从而减少了热对流对热导率的影响，同时玻璃表面光滑，可以反射走大部分热辐射，再次降低热导率；而由于玻璃是一种致密结构，所以会增强原材料的强度。