[发明专利]一种高开孔率多级孔结构的球形地质聚合物的制备方法

权利要求书

1.一种高开孔率多级孔结构的球形地质聚合物的制备方法，其特征在于，该制备方法按以下步骤进行：

步骤1：浆料制备：向碱激发溶液中加入硅铝酸盐矿物粉体，搅拌混合形成均匀的浆料，然后加入表面活性剂，搅拌至混合均匀，再加入发泡剂继续搅拌均匀，得到地聚物浆料；所述硅铝酸盐矿物粉体与碱激发溶液的质量比按硅铝酸盐矿物粉体和碱激发溶液中以下成分的物质的量的比值综合计算得到：SiO₂/Al₂O₃＝2～5、M₂O/Al₂O₃＝0.4～2、M₂O/SiO₂＝0.1～0.4、H₂O/M₂O＝14～18；其中M＝Na、K或Li；

步骤2：固化成球：将步骤1得到的地聚物浆料放入注射器中，滴入到60～150℃的悬浮液中，保温20min～2h，得到球形地质聚合物溶液；所述悬浮液为液态石蜡、树脂溶液或石蜡混合物中一种；

步骤3：后处理：将固体球形地质聚合物从球形地质聚合物溶液中捞出，用清水浸洗、干燥后再经后处理，得到高开孔率多级孔结构的球形地质聚合物，开孔率高达64％，孔隙率高达74％。

2.根据权利要求1所述的一种高开孔率多级孔结构的球形地质聚合物的制备方法，其特征在于，步骤1中所述碱激发溶液由碱溶液和硅酸盐溶液混合而成；其中所述碱溶液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液或氢氧化锂溶液，所述硅酸盐溶液为硅酸钾溶液或硅酸钠溶液，所述碱激发溶液中碱溶液与硅酸盐溶液的质量比为1：(1～1.5)，所述碱溶液的浓度为8mol/L～15mol/L，所述硅酸盐溶液的质量浓度为35％～45％，硅酸盐溶液的模数为1.5～3，步骤1中所述硅铝酸盐矿物粉体为矿渣、粉煤灰、偏高岭土、煤矸石、沸石中的一种粉体或几种粉体的混合。

3.根据权利要求1所述的一种高开孔率多级孔结构的球形地质聚合物的制备方法，其特征在于，步骤1中所述硅铝酸盐矿物粉体与碱激发溶液的质量比为(10～60):100。

4.根据权利要求1所述的一种高开孔率多级孔结构的球形地质聚合物的制备方法，其特征在于，步骤1中所述表面活性剂为月桂醇硫酸钠、月桂酰谷氨酸、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠、仲烷基磺酸钠或N-月桂酰基谷胺酸钠，步骤1中所述表面活性剂与碱激发溶液的质量比为(0.1～10):100。

5.根据权利要求1所述的一种高开孔率多级孔结构的球形地质聚合物的制备方法，其特征在于，步骤1中所述发泡剂为硅粉、铝粉或质量浓度为3％～30％的过氧化氢溶液，步骤1中所述发泡剂与碱激发溶液的质量比为(0.1～10):100。

6.根据权利要求1所述的一种高开孔率多级孔结构的球形地质聚合物的制备方法，其特征在于，所述树脂溶液中的树脂为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂或酚醛树脂，所述石蜡混合物为分子量为400～800的聚乙二醇、甲基硅油和液态石蜡按质量比为(1～10)：(1～10)：(0～20)的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种高开孔率多级孔结构的球形地质聚合物的制备方法，其特征在于，步骤3中所述后处理是指高温处理、水洗或酒精浸泡，步骤3中所述浸洗洗涤至pH值为8～9，步骤3中所述干燥的温度为25～75℃，时间为12h～36h。

8.根据权利要求7所述的一种高开孔率多级孔结构的球形地质聚合物的制备方法，其特征在于，所述高温处理的参数为：温度为200～400℃，时间为2h～5h，所述水洗的过程为：在50～100℃的水中水洗3～5次，所述酒精浸泡的温度为室温，浸泡时间为24h～72h。