用于制备无机聚合物材料的组合物及材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑材料领域，公开了一种用于制备无机聚合物材料的组合物，以所述组合物的总重量为基准，该组合物含有73.6‑91.9重量％的铝硅原料、4‑17重量％的结晶增强剂、4‑9重量％的可溶性碱金属化合物和0.1‑0.4重量％的发泡剂。本发明专利技术还公开了一种基于上述组合物的无机聚合物材料的制备方法。该组合物制备的无机聚合物材料制作成本较低，且高温处理后抗压性能更好；同时具有较好地强度性能、耐火性能保温性能，在高温受热过程中无有害气体产生，不会粉化。

【技术实现步骤摘要】
用于制备无机聚合物材料的组合物及材料的制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种用于制备无机聚合物材料的组合物。此外，本专利技术还公开了一种上述无机聚合物材料的制备方法。
技术介绍
随着对建筑物的资源、能量利用效率的重视，绿色环保隔热防火材料受到越来越多的关注。目前，市场上采用的各种防火材料在生产、使用过程中皆存在不同程度的问题。氯氧镁水泥虽然耐火性能良好，但需经过高温压制加工，其生产周期长、生产效率低；而且，使用过程中如果采用氯化镁粘结剂会造成与该材料接触的金属材料腐蚀生锈。珍珠岩小板一般是由多个小板拼接，其铺装过程耗时耗力，铺装效率低，而且铺装过程中的缝隙会使其防火性能降低。岩棉板老化后对人体有害、不符合绿色环保理念。目前使用的普通水泥基材料虽然在强度上达到一定要求，但是其在受热后强度会剧烈降低，不能保持原有的支撑或防护作用，而且其生产和使用造成大量能源消耗和二氧化碳排放。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于制备无机聚合物材料的组合物及材料的制备方法，该组合物制备的无机聚合物材料制作成本较低，且高温处理后抗压性能更好；同时具有较高的强度性能、耐火性能及保温性能，在高温受热过程中无有害气体产生，不会粉化。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种用于制备无机聚合物材料的组合物，以所述组合物的总重量为基准，该组合物含有73.6-91.9重量％的铝硅原料、4-17重量％的结晶增强剂、4-9重量％的可溶性碱金属化合物和0.1-0.4重量％的发泡剂。优选地，所述铝硅原料为粉煤灰和/或偏高岭土；所述可溶性碱金属化合物为碱金属氢氧化物和/或碱金属硅酸盐；所述发泡剂为植物蛋白类发泡剂、动物蛋白类发泡剂、表面活性剂类发泡剂或复合类发泡剂。进一步优选地，所述粉煤灰的氧化钙含量小于或等于10重量％；所述偏高岭土的粒径小于或等于74微米。进一步优选地，所述铝硅原料为粉煤灰。优选地，所述结晶增强剂为莫来石晶须、莫来石粉体和霞石中的一种或多种。第二方面，本专利技术提供一种无机聚合物材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将硅铝原料、结晶增强剂、可溶性碱金属化合物和水混合，制备出凝胶材料；将发泡剂与水混合，产生泡沫后与上述凝胶材料混合，得到混合材料；(2)将步骤(1)中混合材料倒入模具中，固化，脱模，养护，得到所述无机聚合物材料；其中，以硅铝原料、结晶增强剂、可溶性碱金属化合物和发泡剂的总用量为基准，所述铝硅原料的用量为73.6-91.9重量％，所述结晶增强剂的用量为4-17重量％，所述可溶性碱金属化合物的用量为4-9重量％，所述发泡剂的用量为0.1-0.4重量％，所述水的用量为硅铝原料、结晶增强剂、碱性金属和发泡剂总重量的32-38％。优选地，所述铝硅原料为粉煤灰和/或偏高岭土；所述可溶性碱金属化合物为碱金属氢氧化物和/或碱金属硅酸盐；所述发泡剂为植物蛋白类发泡剂、动物蛋白类发泡剂、表面活性剂类发泡剂或复合类发泡剂；所述结晶增强剂为莫来石晶须、莫来石粉体和霞石中的一种或多种。进一步优选地，所述粉煤灰的氧化钙含量小于或等于10重量％；所述偏高岭土的粒径小于或等于74微米。优选地，步骤(2)中，所述固化温度为20-85℃，所述固化时间为20-28h；所述养护温度为20-85℃，所述常温养护时间为1-27天。进一步优选地，所述铝硅原料为粉煤灰。进一步优选地，所述步骤还包括：在700-1000℃的条件下高温处理步骤(2)中制备出的无机聚合物材料。进一步优选地，所述高温处理时间为2-4h。通过上述技术方案，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术提供的组合物加入了结晶增强剂，其制备的无机聚合物材料具有优良的耐火性能，该材料在经受高温后抗压性能更好，且在高温或受热情况下不会产生有害气体，不会粉化。2、本专利技术提供的无机聚合物对频率为40-150Hz的低频声波具有很好地吸收作用，其吸波系数为0.6-0.95。3、采用生产能耗低和二氧化碳排放量非常低的聚合物作为胶凝材料，其生产能耗仅为生产水泥的1/6-1/4，相比常用的水泥基泡沫混凝土更为环保。4、本专利技术提供的无机聚合物材料干密度为623-935kg/m3，导热系数为0.16-0.23W/m·K，抗压强度为6.1-8.2MPa，高温后的抗压强度为6.4-14.1MPa，干体积密度为571-864kg/m3的无机聚合物材料其导热系数为0.14-0.21W/(m·K)，比泡沫混凝土国家行业标准JG/T266-2011对A10级泡沫混凝土导热系数的要求值(≤0.27W/(mK))小。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供一种无机聚合物材料，以所述组合物的总重量为基准，该组合物含有73.6-91.9重量％的铝硅原料、4-17重量％的结晶增强剂、4-9重量％的可溶性碱金属化合物和0.1-0.4重量％的发泡剂。根据本专利技术，所述铝硅原料的种类为本领域的常规选择，例如，所述硅铝原料可以选用粉煤灰、偏高岭土和矿渣中的一种或多种，优选为粉煤灰和/或偏高岭土。所述可溶性碱金属化合物的种类为本领域的常规选择，优选采用碱金属氢氧化物和/或碱金属硅酸盐。所述发泡剂可以采用任意一种可以发泡的试剂，优选为植物蛋白类发泡剂、动物蛋白类发泡剂、表面活性剂类发泡剂或复合类发泡剂。其中，所述表面活性剂类发泡剂可以是任何能够起到发泡作用的表面活性剂，具体可以是十二烷基硫酸盐或其它表面活性剂。所述复合类发泡剂可以是植物蛋白类发泡剂和动物蛋白类发泡剂的混合，也可以是表面活性剂的混合。优选地，所述复合类发泡剂为威海汉城建材科技有限公司的植物型水泥发泡剂与BASF公司的MasterCell30发泡剂的混合，其混合比是1:1。具体地，当可溶性碱金属化合物为碱金属氢氧化物和/或碱金属硅酸盐时，先将碱金属氢氧化物和/或碱金属硅酸盐分别配置成水溶液，然后铝硅原料与碱金属氢氧化物水溶液混合，再加入碱金属硅酸盐水溶液以及水搅拌。当硅铝原料为两种或两种以上时，可以先将两种或两种以上的硅铝原料混合均匀，再进行后续操作。优选地，所述可溶性碱金属化合物为碱金属氢氧化物和碱金属硅酸盐。所述碱金属氢氧化物可以是氢氧化钠和/或氢氧化钾，所述碱金属硅酸盐可以是硅酸钠和/或硅酸钾。当碱金属硅酸盐配置成水溶液时，其模数为2。优选地，所述粉煤灰采用低钙粉煤灰。也就是说，所述粉煤灰的氧化钙含量小于或等于10重量％。进一步优选地，所述铝硅原料为粉煤灰。所述偏高岭土的粒径小于或等于74微米。当可溶性碱金属化合物为碱金属氢氧化物和碱金属硅酸盐时，碱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备无机聚合物材料的组合物，其特征在于，以所述组合物的总重量为基准，该组合物含有73.6-91.9重量％的铝硅原料、4-17重量％的结晶增强剂、4-9重量％的可溶性碱金属化合物和0.1-0.4重量％的发泡剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制备无机聚合物材料的组合物，其特征在于，以所述组合物的总重量为基准，该组合物含有73.6-91.9重量％的铝硅原料、4-17重量％的结晶增强剂、4-9重量％的可溶性碱金属化合物和0.1-0.4重量％的发泡剂。


2.根据权利要求1所述的用于制备无机聚合物材料的组合物，其特征在于，所述铝硅原料为粉煤灰和/或偏高岭土；
所述可溶性碱金属化合物为碱金属氢氧化物和/或碱金属硅酸盐；
所述发泡剂为植物蛋白类发泡剂、动物蛋白类发泡剂、表面活性剂类发泡剂或复合类发泡剂。


3.根据权利要求2所述的用于制备无机聚合物材料的组合物，其特征在于，所述粉煤灰的氧化钙含量小于或等于10重量％；
所述偏高岭土的粒径小于或等于74微米。


4.根据权利要求3所述的用于制备无机聚合物材料的组合物，其特征在于，所述铝硅原料为粉煤灰。


5.根据权利要求1-4任一项所述的用于制备无机聚合物材料的组合物，其特征在于，所述结晶增强剂为莫来石晶须、莫来石粉体和霞石中的一种或多种。


6.一种无机聚合物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将硅铝原料、结晶增强剂、可溶性碱金属化合物和水混合，制备出凝胶材料；
将发泡剂与水混合，产生泡沫后与上述凝胶材料混合，得到混合材料；
(2)将步骤(1)中混合材料倒入模具中，固化，脱模，养护，得到所述无机聚合物材料；
其中，以硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祖华，邓毓琳，刘翼伟，史才军，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43