双氧水发泡法制备泡沫陶瓷外墙保温板.docx

２０１３ ４Ａｐｒ．２０１３ＳＨＡＮＤＯＮＧＣＥＲＡＭＩＣＳ·科 学 实 验 ·ＤＯＩ：ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－０６３９．２０１３．０２．００２双氧水发泡法制备泡沫陶瓷外墙保温板 杜 斌１，２，刘 福 田１，张 铭 霞２，李 玲２，张波１（１．济南大学材料科学与工程学院 ，济 南 ２５００２２２．山东工业陶瓷研究设计院 ，淄 博 ２５５０３１）摘 要 本 文 以 粉 煤 灰 和 铜 尾 矿 为 主 要 原 料 ，掺 加 膨 润 土 和 赤 泥 ，以 长 石 为 助 熔 剂 ，双 氧水 为 发 泡 剂 ，聚 乙 烯 醇 为 稳 泡 剂 ，采 用 浆 料 发 泡 烧 结 法 制 备 泡 沫 陶 瓷 外 墙 保 温 板 。确 定 了 适 宜的 原 料 组 成 为 粉 煤 灰４０％、铜 尾 矿３８％、长 石１０％、膨 润 土１０％、赤 泥２％；双 氧 水 的 加 入 量 为５％。所 制 备 的 泡 沫 陶 瓷 的 性 能 为 ：吸 水 率 ０．９０％、体 积 密 度 １．１０ｇ／ｃｍ３、显 气 孔 率 为 ０．７０％、抗 压 强 度 为 ８ＭＰａ、导 热 系 数 为 ０．１５ Ｗ／ｍ· ｋ。关 键 词 双 氧 水 发 泡 ；烧 结 ；保 温 材 料 ；泡 沫 陶 瓷 ；粉 煤 灰 ；铜 尾 矿中 图 分 类 号 ：ＴＱ１７４文 献 标 识 码 ：Ａ剂 、陶 瓷 料 浆 和 水 等 组 成 。通 过 机 械 发 泡 、注 射 发泡 、放 热 反 应 释 放 气 体 、低 熔 点 溶 剂 蒸 发 、发 泡 剂 分 解 等 方 法 ，可 以 使 悬 浮 液 产 生 泡 沫 。（３）添 加 造 孔 剂 法所谓添加造 孔 剂 法 是指按照一定比例在陶瓷 坯 体 中 加 入 造 孔 剂 的 方 法 ，由 于 造 孔 剂 会 在 陶 瓷坯 体 中 占 有 一 定 体 积 ，造孔剂在锻烧过程中被分 解 ，形 成 具 有 一 定 形 状 的 孔 隙［２，３］。（４）有 机 泡 沫 浸 渍 法该 法 最 先 由 美 国 学 者 Ｓｃｈｗａｒｔｚｗａｌｄｅ等［４］发 明 ：用 有 机 泡 沫 将 陶 瓷 浆 料 浸 渍 ，经 成 坯 干 燥 、烧 结 除 去 泡 沫 ，得 到 多 孔 陶 瓷 材 料 ，气孔形状与有机 泡 沫 形 状 相 似 。这 种 方 法制备的产品气孔率和强 度 都 较 高 ，然 而 并不适合小孔径闭气孔陶瓷的制 备 ，而 且 难 以 控 制 密 度 。（５）自 蔓 延 高 温 合 成 法自 蔓 延 高 温 合 成 法 （ＳＨＳ）是 被 称 作 绿 色 工 艺 。这 种 方 法 在 合 成 材 料 过 程 中 具 有 反 应 时 间短 ，而 且 可 以 有 效 利 用 自 身 的 反 应 热 的 特 点 ，因 而 能 够 节 能 。然 而 ，这种方法的反应速率以及试样 的烧结尺寸却 很 难 得 到 控制 。本 文 利 用 粉 煤 灰 、铜 尾 矿 以 及 赤 泥 为 主 要 原 料 ，掺 加 少 量 的 长 石 和 膨 润 土 ，以水玻璃和氟硅酸 钠为早强剂，双氧水为发泡剂，聚乙烯醇为稳泡剂，引 言随 着 建 筑 使 用 功 能 要 求 的 提 高 ，建 筑 能 耗 备 受 关 注 。我 国 对 各 地区建筑物外墙的保温 、隔 热 提 出 了 明 确 的 要 求 ，公 安 部 于 ２０１１ 年 ３ 月 １４ 日 下 发 文 件 ，要 求 民 用建筑外保温材 料 燃烧性 必须 为 Ａ 级 ，因 此发展和使用低 生 产 能 耗 、具 有 良 好 的 保 温 、隔 热 功 能 又方便施工的新 型 墙体材 料是 我 国 建 材 行 业 发 展 的 必 然 趋 势 。泡 沫 陶 瓷 是 一 种 具 有 耐 高 温 特 性 的 多 孔 材料 ，其 发 展 始 于 ２０ 世 纪 ７０ 年 代 。 该 种 材 料 体 积 密 度 仅 有 ０．３～０．６ｇ／ｃｍ３，气 孔 率 高 达 ７０～９５％，孔 径 在 微米级至纳米级之间不等 。 泡 沫 陶 瓷 的 制 备 方 法 有 很 多 ，其中应用比较 广 的有添加 造 孔 剂 法 、发 泡 法 、有 机 泡 沫 浸 渍 法 等 。（１）生 物 模 板 法 生物模板法的原理是利用天然模拟生物材料的组织结构，仿生制备多孔陶瓷材料，这种材料具有其 遗传组织特点，而且有机／无机界面和分级结构特性优越。这种方法在制备高 温 材料、骨 骼 移 植 材 料 和催化材料等方面的发展应用潜力很大［１］。（２）发 泡 法浆料发 泡法 是指在 陶瓷悬 浮 液中产生分散的 气 相 进 行 发 泡 ，悬 浮 液 一 般 是 由 表 面 活 性 剂 、粘 结１收 稿 日 期 ：２０１３－０２－１１作 者