一种石墨基耐温隔热保温材料及其生产工艺

申请号 CN200710132666.2 申请日 2007-09-18 公开(公告)号 CN101391878A 公开(公告)日 2009-03-25
申请人 晟茂(青岛)先进材料有限公司; 发明人 王学刚; 潘月秋; 杨金凤; 杨圣闯; 张鑫; 耿世达;
摘要 本 发明 公开了一种 石墨 基耐温 隔热 保温材料及其生产工艺,该材料包括下列组分:石墨粉15-30wt%、海泡石18-28wt%、无机发泡剂8-15wt%、无机胶粘剂5-20wt%、优质 水 泥6.4-32wt%,余量为其他助剂;经搅拌混合、成型、 固化 获得。本发明还提供了石墨基耐温隔热保温材料的生产工艺,其一是将原料搅拌混合、成型后,采用自然 风 干或用干燥箱干燥固化的工艺;其二是将原料搅拌混合、成型后,采用 烧结 固化的工艺。本发明原料易得、价格低廉,生产工艺简单、操作方便,产品耐高温隔热性能好、 质量 轻、 力 学强度大、导热系数低,可广泛应用于建筑、石油化工、 冶金 等领域。
权利要求

1.一种石墨基耐温隔热保温材料,其特征在于,采用石墨粉 15-30wt%、海泡石18-28wt%、优质泥6.4-32wt%、无机发泡剂 8-15wt%、无机胶粘剂5-20wt%及其他助剂(余量)为原料,经搅拌 混合、成型、固化而成;该材料堆密度为0.52-0.86g/cm3,且石墨粉 末分散其中。
2.根据权利要求1所述的石墨基耐温隔热保温材料,其特征在 于,所述的石墨粉具有低于160μm的粒径。
3.根据权利要求1所述的石墨基耐温隔热保温材料,其特征在 于,所述的海泡石经选矿预处理加工成粉状。
4.根据权利要求1所述的石墨基耐温隔热保温材料,其特征在 于,所述的无机发泡剂为酸氢钠或碳酸氢铵或碳酸氢钠与碳酸氢铵 复合。
5.根据权利要求1所述的石墨基耐温隔热保温材料,其特征在 于,所述的无机胶粘剂为氯化镁或水玻璃或硫酸溶液。
6.根据权利要求1所述的石墨基耐温隔热保温材料,其特征在 于,所述的优质水泥为优质酸盐水泥或优质铝酸盐水泥。
7.根据权利要求1所述的石墨基耐温隔热保温材料,其特征在 于,所述的助剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素、阳离子纤维素、羟乙 基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素和羟乙基甲基纤维素其 中的一种。
8.一种石墨基耐温隔热保温材料生产工艺,其特征在于,该生 产工艺包括以下步骤和条件:
(1)配料:石墨粉15-30wt%、海泡石18-28wt%、优质铝酸盐水 泥6.4-32wt%、发泡剂8-15wt%、无机胶粘剂5-20wt%、助剂余量;
(2)混合:把按照步骤(1)配比的石墨粉、海泡石、优质硅酸 盐水泥、无机发泡剂、无机胶粘剂和助剂加入到混合机中,混合均匀, 再以混合物重量计,加水30-42wt%,混合3-5分钟,再补充水4-6wt% 混合均匀后卸料;
(3)成型:用模具将混合好的浆料制成坯材或直接将混合好的 浆料直接涂敷于基墙层,厚度在15-30mm;
(4)干燥:成型坯材在自然干或置于干燥箱中干燥,直接涂 敷于基墙层成型好的耐温隔热层涂上水泥砂浆后自然风干;
(5)养护:室温下自然风干的养护时间为2-4天,即得成品;或 者用电热鼓风式干燥箱在30℃干燥12小时,即得成品;。
9.一种石墨基耐温隔热保温材料生产工艺,其特征在于,该生 产工艺包括以下步骤和条件:
(1)配料:石墨粉15-30wt%、海泡石18-28wt%、优质硅酸盐水 泥6.4-32wt%、无机发泡剂8-15wt%、无机胶粘剂5-20wt%、助剂余量;
(2)混合:把按照步骤(1)配比的石墨粉、海泡石、优质硅酸 盐水泥、无机发泡剂、无机胶粘剂和助剂加入强制式搅拌机中,混合 均匀,再以混合物重量计,加水30-42wt%,混合3-5min,然后再补充 水4-6wt%,混合3-5min,待完全混合均匀时卸料待用;
(3)成型:按照要求的规格,制成各种形状的坯材;
(4)干燥:成型后的坯材在干燥板上进行自然干燥,残留水分 少于5wt%时,放入鼓风式烘箱中进行干燥,待水分少于3wt%时置于 夫炉中;
(5)烧结:烧结温度为不超过300℃,共需时间3小时;
(6)冷却:保温时间控制3小时后进行自然冷却至常温。

说明书全文

技术领域

发明涉及了一种含石墨粉的耐温隔热保温材料及其制备方法, 尤其是一种用于建筑墙体保温的隔热材料及其生产工艺。

背景技术

目前应用于建筑保温的材料种类繁多,原料配比各有所不同,其 性能差距较大。岩是最先应用于建筑保温的材料,在使用中易吸、 不耐明火、自然化严重、对皮肤的刺激性大、使用寿命短、难二次 装修等,逐渐被以后出现材料取代;玻璃棉及其制品继岩棉之后出现 的一类质轻、绝热性能好的隔热保温材料,主要有板、毡、壳、装饰 天花板等产品形式,其产品软化点为500℃左右,保温300℃; 纤维也叫耐火纤维,主要用作窑炉保温材料,品种较多,国内市场主 要有普通硅酸铝纤维、高纯硅酸铝纤维、高铝纤维和含铝纤维等,均 为中、低档产品;多晶莫来石纤维、多晶化铝纤维和多晶氧化锆纤 维等高档产品,其价格相对较高;泡沫塑料是以合成树脂基础制成 的,内部具有无数小孔的塑料制品,它具有导热系数低,易加工成型 等优点,在建筑上也已经开始使用,主要产品为聚苯乙烯泡沫塑料和 聚酯泡沫塑料,但在建筑领域应用存在难以与墙体结合成一体、翘 起、耐温程度低、难二次装修等问题,随着建筑防火对材料要求严格, 该类建筑保温材料的大规模应用受到了一定限制。

发明内容

本发明的目的是克服现有墙体保温材料存在的缺点,提供一种比 重轻、既耐高温又隔热、抗压强度大、成本低的石墨基耐温隔热材料 及其生产工艺。
为实现上述目的,本发明的石墨基耐温隔热保温材料采用了下述 技术方案。
本发明石墨基耐温隔热保温材料包括下述原材料,并以下述范围 重量百分比配制而成:
石墨粉            15-30wt%
海泡石            18-28wt%
无机发泡剂        8-15wt%
无机胶粘剂        6-20wt%
优质水泥          6.4-32wt%
助剂              余量。
上述原材料中,石墨粉具有低于160μm的粒径;海泡石经选矿预 处理加工成粉状;无机发泡剂为酸氢钠或碳酸氢铵或碳酸氢钠与碳 酸氢铵复合;优质水泥选用优质硅酸盐水泥或优质铝酸盐水泥;助剂 为甲基纤维素羧甲基纤维素或阳离子纤维素或羟乙基纤维素或羟 丙基甲基纤维素或羟丙基纤维素或羟乙基甲基纤维素。上述原材料制 成的石墨基耐温隔热保温材料的堆积密度为0.52-0.86g/cm3,石墨粉末 分散其中。
本发明石墨基耐温隔热材料生产工艺之一,即采用自然风干固化 或用干燥箱干燥固化的生产工艺,该生产工艺包括以下步骤和条件:
(1)配料:石墨粉15-30wt%、海泡石18-28wt%、优质硅酸盐水 泥6.4-32wt%、无机发泡剂8-15wt%、无机胶粘剂5-20wt%、助剂余量; 上述原料中,石墨粉具有低于160μm的粒径、海泡石经选矿预处理加 工成粉状、无机发泡剂为碳酸氢钠或碳酸氢铵或碳酸氢钠与碳酸氢铵 复合、优质硅酸盐水泥或铝酸盐水泥;助剂为甲基纤维素或羧甲基纤 维素或阳离子纤维素或羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素或羟丙基 纤维素或羟乙基甲基纤维素。
(2)混合:按照步骤(1)配比,加入石墨粉、海泡石、优质硅 酸盐水泥、无机发泡剂、无机胶粘剂和助剂,加入混合机中混合均匀, 加水30-42wt%(以混合物的重量计),混合3-5分钟卸料;
(3)成型:用模具将混合好的浆料制成坯材或直接将混合好的 浆料直接涂敷于基墙层,厚度在15-30mm;
(4)干燥:成型坯材在自然风干或置于干燥箱中干燥,直接涂 敷于基墙层成型好的耐温隔热层涂上水泥砂浆后自然风干;
(5)养护:室温下自然风干的养护时间为2-4天或用电热鼓风式 干燥箱在30℃干燥12小时即得成品。
本发明还提供了石墨基耐温隔热材料生产工艺之二,即采用烧结 固化的生产工艺,该生产工艺包括以下步骤和条件:
(1)配料:石墨粉15-30wt%、海泡石18-28wt%、优质铝酸盐水 泥6.4-32wt%、无机发泡剂8-15wt%、无机胶粘剂5-20wt%、助剂余 量;
(2)混合:把按照步骤(1)配比的石墨粉、海泡石、优质硅酸 盐水泥、无机发泡剂、无机胶粘剂和助剂加入强制式搅拌机中,混合 均匀,再以混合物重量计,加水30-42wt%,混合3-5min,然后再补充 水4-6wt%,混合3-5min,待完全混合均匀时卸料待用;
(3)成型:按照要求的规格,制成各种形状的坯材;
(4)干燥:成型后的坯材在干燥板上进行自然干燥,残留水分 小于5wt%时,放入鼓风式烘箱中进行干燥,待水分少于3wt%时置于 夫炉中;
(5)烧结:烧结温度为不超过300℃,共需时间3小时;
(6)冷却:保温时间控制3小时后进行自然冷却至常温。
该耐温隔热材料的石墨粉优选粒径在160μm以下;含量为 15-30wt%,18-24wt%最佳(按照原料总量计),较低含量不能充分降 低导热率,含量高将降低材料的强度;物料加水混合时水分控制为 30-42wt%;无机发泡剂可选取碳酸氢钠、碳酸氢铵之一种或两种复 合;无机胶粘剂可选取氯化镁、水玻璃、硫酸铝溶液中的一种。
该耐温隔热材料的堆积密度为0.52-0.86g/cm3,且石墨粉末均匀的 分散于其中。
本发明石墨基耐温隔热材料的有益效果是:克服传统保温材料在 建筑应用中的难复合,难二次装修等问题;且该材料的耐温隔热效果 好、常温耐压强度高、堆积密度小,工艺简单、操作方便。该材料的 导热系数低,常温耐压强度高,体积密度小,在高于1200℃温度下 仍具有良好的学强度,它既可以直接涂敷于防明火的场合或者涂敷 于墙体保温层,也可以烧结制成大小不同、形状各异的制品。本发明 的耐温隔热保温材料可广泛应用于无缝场地施工、防明火场地,提高 了抗明火温度,满足了防火材料的要求。在建筑、石油化工、冶金等 行业具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明应用到耐温隔热复合墙体的结构示意图。
图1中,1是基墙层,2是石墨基耐温隔热层,3是水泥砂浆防护层, 4是装饰面层

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细说明:
实施例一:石墨基耐温隔热保温材料烧结制备实例。
(1)配料:石墨粉22wt%、海泡石20wt%、碳酸氢钠10wt%、氯 化镁14wt%、优质铝酸盐水泥30wt%、助剂甲基纤维素4%;
(2)混合:将上述物料加入强制式搅拌机中搅拌均匀,以上述 物料的总重量计,加水30wt%,混合3分钟,然后再补充水4wt%,混 合5分钟,待完全混合均匀时卸料待用;
(3)成型:按照要求的规格,制成各种形状的砖坯;
(4)干燥:成型后的砖坯在干燥板上进行自然干燥,残留水分 低于5wt%时,放入鼓风式烘箱中进行干燥,待水分少于3wt%时倒入 马夫炉中;
(5)烧成:控制加热温度为280℃;
(6)冷却:保温时间控制3小时后进行自然冷却至常温。
实施例二:将石墨基耐温隔热保温材料应用到耐温隔热复合墙体 的实例。
在图1中,给出了将石墨基耐温隔热保温材料应用到耐温隔热复 合墙体后的墙体结构。自内向外依次为基墙层1,新型石墨基耐温隔 热材料2,水泥砂浆防护层3,装饰面层4。
具体步骤如下:
(1)配料:石墨粉28wt%、海泡石24wt%、氯化镁15wt%、优质 硅酸盐水泥28wt%、助剂羟乙基纤维素5%;
(2)混合:把原料加入混合机中混合均匀,加水35wt%(以混 合物的重量计),混合3分钟,然后再补充水5%混合均匀后卸料;
(3)涂敷:将混合好的浆料直接涂敷于基墙层,厚度在15~30mm;
(4)干燥:成型好的耐温隔热层涂上水泥砂浆后室温下自然风 干。
在图1所示实施例中,石墨基耐温隔热材料2直接涂敷于基墙层1, 装饰面层4是柔性耐水腻子材料或者其他涂料的装饰面层。
上述两个实施例得到耐温隔热保温材料(直接涂敷层材料、烧制 成耐温隔热材料)的主要性能与现有隔热保温材料主要性能比较如下 表所示:

由表中可以看出,本发明材料与现行隔热保温材料相比有如下优 点:体积密度小、材料力学强度大、导热系数低、抗明火温度高,其 综合性能更好。
本发明的耐温隔热保温材料可广泛应用于无缝场地施工、防明火 场地,提高了抗明火温度,满足了防火材料的要求。在建筑、石油化 工、冶金等行业具有广泛的应用前景。
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