[发明专利]一种矿物聚合物发泡材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于建筑发泡制品领域，特别涉及一种矿物聚合物发泡材料及其制备方法与应用。

背景技术

建筑发泡制品按主要成份有硅酸盐水泥类、氯氧镁水泥类、石膏类，硅酸盐水泥发泡制品的脆性较大，密度较低的制品在搬运过程中十分容易破碎。氯氧镁水泥类发泡制品耐火性差，氯氧镁制品在500℃基本完全分解成为毫无强度的氧化镁粉末。石膏发泡制品在1000℃开始分解，石膏制品的致命弱点是耐水性差，不宜用在室外环境。

矿物聚合材料是由法国科学家Joseph Davidovits于20世纪70年代提出的概念，是指由无机的[SiO₄]和[AlO₄]四面体链接形成的具有三维网络状结构的无机聚合物。现代混凝土建筑的平均寿命仅40～50年，最长的也不超过100年，而矿物聚合材料具有优异的耐久性，古埃及、古罗马的建筑物就使用了类似矿物聚合材料的砂浆粘合。聚合材料的原材料资源丰富，制备工艺简单，低废气排放，节约能源和资源，性能/价格比高，在建筑材料、高强材料、固核固废材料、密封材料和耐高温材料等方面均显示出巨大的应用前景。

专利申请200910113874.7公开了一种新型粘土类多孔材料及其制备方法，在较低温度下采用直接发泡工艺制备多孔材料。专利申请200710178169.6公开了一种轻质隔热材料及其制备方法，该材料既可应用于冷热设备，也适用于制作绝热、隔音、防火的房屋墙板，屋顶绝热板。专利申请201010206350.5公开了一种粉煤灰基地聚合物加气混凝土的制备方法，采用铝粉发泡，其工艺简单，粉煤灰利用率高，有效的保护了环境。

以上三个专利分别采用加热、物理方法和化学方法进行发泡，加热法必须在较高温度下发泡，设备复杂，气孔的大小不易控制；用化学方法发泡，不易获得低密度的制品；而物理方法虽然制备工艺简单，设备投资少，但是采用发泡剂与材料直接混合发泡，因受材料限制其发泡时间不能过长，制品均匀性难以控制，产品质量不易控制。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种矿物聚合物发泡材料。

本发明的另一目的在于提供所述的矿物聚合物发泡材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述的矿物聚合物发泡材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种矿物聚合物发泡材料，包含以下按重量份数计的组分：

所述的偏高岭土优选为细度200～15000目的偏高岭土；

所述的掺合料优选为粉煤灰、矿渣、硅灰、生石灰、沸石粉或稻壳灰中的一种或至少两种，细度200～15000目；

所述的水玻璃优选为模数为1～2的水玻璃，其制备方法如下：将1～25g氢氧化钠或3～30g氢氧化钾加入20～80ml模数为2.2～3.4的商品水玻璃里，搅拌均匀，得到水玻璃；为调节水玻璃粘度，还可加入0～50ml纯净水；

所述的发泡剂为表面活性剂、蛋白质或非蛋白质高分子化合物起泡剂中的一种或至少两种混合物，优选为松香皂、油酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、明胶、骨胶、甲基纤维素或皂素中的一种或至少两种；

所述的稳泡剂优选为碳酸钠、黄糊精、氢氧化钠、明胶、骨胶、十二醇或硅树脂聚醚乳液中的一种或至少两种；

所述的矿物聚合物发泡材料的制备方法，包含以下步骤：

(1)水玻璃的制备：将1～25g氢氧化钠或3～30g氢氧化钾加入20～80ml模数为2.2～3.4的商品水玻璃里，搅拌均匀，得到水玻璃；为调节水玻璃粘度，还可加入0～50ml纯净水；

(2)将0.1～15份发泡剂和0～10份稳泡剂混合均匀后加到10～90份水里，搅拌发泡至得到均匀泡沫；

(3)将50～100份偏高岭土和0～50份掺合料混合，搅拌均匀，得到混合物A；

(4)将步骤(2)制备的泡沫和步骤(3)制备的混合物A混合均匀，然后加入50～100份步骤(1)制备的水玻璃，混合搅拌，得到混合物B；

(5)将混合物B注入模具中，硬化，制成矿物聚合物发泡材料；

上述份数均为重量份数；

步骤(2)中所述的搅拌发泡时间优选为6～20min；

步骤(4)中所述的混合搅拌时间优选为6～30min；

步骤(5)中所述的硬化为自然硬化或加热硬化；

步骤(5)中所述的加热硬化的条件优选为40～80℃作用12～72小时；