[发明专利]一种轻质增强地聚合物保温材料的制备方法

说明书

本发明属于建筑材料制备技术领域，公开了一种轻质增强地聚合物保温材料的制备方法。所述方法包括(1)取硅藻土和沼液制备沼液改性硅藻土滤渣；(2)将沼液改性硅藻土滤渣与BBSZ玻璃粉体、纳米铁粉球磨混合，经炭化反应，得含碳化硅晶须的增强添加料；(3)偏高岭土与纳米氧化铝粉、质量分数65‑80％的硫酸，搅拌均匀，加热，得改性偏高岭土；(4)表面活性剂OP‑10、无水乙醇、改性碳纳米管、多巴胺、硬脂酸钙和水玻璃溶液搅拌混合，搅拌过程中依次添加改性偏高岭土和赤泥的混合物，含碳化硅晶须的增强添加料，再经注模、固化和养护后脱模，即得地聚物多孔材料。该方法所得地聚合物保温材料表观密度低，抗弯强度高，保温性能优异。

技术领域

本发明涉及建筑材料制备技术领域，具体是涉及一种轻质增强地聚合物保温材料的制备方法。

背景技术

建筑保温材料是通过对建筑外围护结构采取措施，减少建筑物室内热量向室外散发，从而保持建筑室内温度。随着能源可持续发展的提出，节能工程成为人们关注的焦点，其中，建筑节能是指在满足基本需求的基础上，在建筑物设计、建设和使用过程中采用有效的措施来合理利用资源，并减少能耗。

地聚合物材料是一种特殊的无机缩聚三维氧化物网络结构的新型材料，具有耐高温、耐腐蚀、耐冻融等优点，原料多来源于粉煤灰、高炉矿渣、矿山废渣等工业废弃物，生产过程中碳排放和能耗均低于普通硅酸盐水泥，是一种低碳、绿色、节能和环保的建筑材料。其反应过程，即地聚反应过程是铝硅酸之间的脱水反应，这个反应在强碱性条件下是可逆的；另一方面，地聚反应过程中原料变成产物，除了脱水外没有损失其他的物质。所以，地聚合物废料经粉碎后，应该可以直接当作原料再来制备各种聚合物材料，这样就节省了大量的原材料、能源并减少了对环境的污染。

在建筑领域，有关地聚合物的理论和应用研究成果越来越多。例如，中国发明专利CN107032676B针对传统地聚物多孔材料低表观密度和高强度要求无法协调统一的问题，提供了一种地聚物多孔轻质高强材料的制备方法，该方法充分利用硅藻土丰富的孔隙结构、良好的吸附吸能，吸附沼液中有机质，经炭化后均匀分散于硅藻土孔隙结构中，利于碳化硅晶须的均匀生长，作为增强添加料添加至地聚物材料中，在降低表观密度的同时有效提高材料机械强度，将所得地聚物多孔材料应用于外墙保温层材料使用时，各项性能相比于传统地聚物材料皆有提高，但其导热系数仍高达1.38-1.42W/(m·K)，抗弯强度也仅2.8-3.0MPa。又如中国专利CN111362628A为解决现有技术中地聚合物存在脆性大、固化时易失水开裂及存在有害孔等主要问题，提供一种改性碳纳米管增强增韧地聚合物及制备方法，但经发明人试验，在地聚合物制备原料中添加羟基化碳纳米管或羧基化碳纳米管后所得地聚合物材料的导热系数仍然较高，保温性较差。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种轻质增强地聚合物保温材料的制备方法，本发明的方法在中国专利CN107032676B的基础上进行改进，使用赤泥替换部分偏高岭土作为原料，并对偏高岭土进行改性处理，加入BBSZ玻璃粉体和少量改性碳纳米管，所制备的轻质增强地聚合物保温材料表观密度低于1.6g/cm³，抗弯强度高达15MPa，是一种优质的建筑环保节能保温材料。

为达到本发明的目的，本发明的轻质增强地聚合物保温材料的制备方法包含以下步骤：

(1)制备沼液改性硅藻土滤渣：取硅藻土和沼液混合，密封发酵，过滤，干燥，得沼液改性硅藻土滤渣；

(2)将步骤(1)所得沼液改性硅藻土滤渣与BBSZ玻璃粉体、纳米铁粉球磨混合，再经炭化反应，得含碳化硅晶须的增强添加料；

(3)制备改性偏高岭土：高岭土经750-900℃煅烧2-3h，研磨至1000-3000目，得偏高岭土，再加入纳米氧化铝粉和质量分数65-80％的硫酸，搅拌均匀，加热至90-130℃保温1-3h后冷却至25-30℃，得改性偏高岭土；