[发明专利]一种固相硅凝胶SG泡沫颗粒的制备方法

说明书

本发明,公开了一种固相硅凝胶,制备SG泡沫颗粒的方法。固相硅凝胶由平双造粒机造粒后与颗粒砂混合入回转窑，经300℃发泡得到SG泡沫颗粒。该SG泡沫颗粒制备方法与传统珍珠岩、珠光砂、玻化微珠比较具有低温、低碳特征。有替代珍珠岩、珠光砂、玻化微珠之潜力。与聚苯乙烯颗粒制备技术比较，具有明显的成本和环保优势。

技术领域

属无机氧化硅，硅酸盐材料领域。泡沫颗粒制备技术。

背景技术

中国专利CN104174341A《一种固相硅凝胶的制备方法》公开了一种由石英砂制备的固相硅凝胶，阐述了固相硅凝胶是一种人工合成的络合物，常温环境是一种稳定的固相物，当温度大于108℃时开始由固相到液相的转移，由于有宽范的临界区间顾奠定了该材料的特殊理化性能和可加工性能。中国专利CN112934133A《一种改性固相硅凝胶的制备方法》公开了一种改性固相硅凝胶的制备方法，以钙中和三氯氢硅固废为部分原料替代石英砂，降低原料成本同 时简化了配方，制备了改性固相硅凝胶。该方法 具有：简化配方，反应温和、易控的工艺特征。该方法制备的固相硅凝胶制品具有耐水性明显提升之产品特征。中国专利CN104177115A《一种固相硅凝胶制备泡沫材料的方法》公开了固相硅凝胶在成核剂、稳泡剂、表面活性剂、发泡剂等作用下经红外照射软化，微波照射发泡，再经高温熟化即可得到固相硅凝胶泡沫材料。

硅凝胶：二氧化硅凝胶Silica gel简称SG。

发明内容

中国专利CN104177115A《一种固相硅凝胶制备泡沫材料的方法》使用了微波辐射的发泡技术，可以看出该方法充分利用了微波的穿透性，制备得到了有一定厚度的SG泡沫材料。然，SG泡沫颗粒直径≤30mm时显然不需要这么复杂的发泡设备，首先要制备可发性固相硅凝胶颗粒，基于固相硅凝胶的变相特征，选择了挤出造粒机，优选了产能较高的平双造粒机。由于同向平双造粒机没有自洁性，固相硅凝胶在螺杆、螺套间粘接严重、阻力很大，平双造粒机无法达到设计产能。实验了多种外润滑剂，优选了羟基硅油、二甲基硅油、多氢硅油、含氢硅油、高含氢硅油为润滑剂，解决了固相硅凝胶在螺杆、螺套间粘连严重，阻力过多，产能受限的问题，提高了产能，平双造粒机达到了设计产能。尤其含氢硅油、多氢硅油、高含氢硅油不但有良好的外润滑作用，同时对产品耐水性、耐候性都有明显提升和改善。选择了简单的回转窑为发泡设备，实验中却出现了问题，挤出的固相硅凝胶颗粒一边发泡，一边相互粘连，形成冰糖葫芦或花生类似的粘连状颗粒形状，无法得到合格的SG泡沫颗粒成品，即便是有很少不粘连的SG泡沫颗粒出现，也明显看出球度不好。选择了一定细度的颗粒砂为隔离剂，与固相硅凝胶颗粒混合一同入回转窑，调整混合比，固相硅凝胶颗粒体积与颗粒砂体积比在1比2～5左右，即不出现SG泡沫颗粒粘连现象，改进回转窑，增加隔离剂颗粒砂，保温回流螺旋输送管，让颗粒砂回流至回转窑入口，循环使用。当入料口颗粒砂温度≥100℃时，得到了球度很好的SG泡沫颗粒。进一步优化了隔离剂颗粒砂与固相硅凝胶颗粒体积比为2.5～5比1，进一步优化了颗粒砂直径，与固相硅凝胶颗粒直径比为0.25～0.75比1。

附图说明

图1工艺及设备流程示意图

具体实施例1

现以实际生产结合图1为例，详细阐述：一种固相硅凝胶SG泡沫颗粒的制备方法

设备组成：75平双造粒机，直径0.5m长10m回转窑，680KW燃气热风炉，热风炉、回流输送管、热交换器、回风管、回转窑外保温：2cm气凝胶毡加10cm玻璃丝棉，换热器100m²

连续生产：开机1h后：SG泡沫颗粒每小时产能15m³，造粒机每小时造粒1.8T，换热器出口温度160℃，回流隔离剂入口温度230℃，每小时天然气消化35m³。

具体实施例1产品抽检

随机抽取上述产品检测：堆密度62Kg /m³,桶检抗压180Kpa。导热系数0.048W/(m·K)。