膨胀珍珠岩保温材料的憎水改性及其应用.pdf

《膨胀珍珠岩保温材料的憎水改性及其应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、广东建材2013年第11期材料研究与应用膨胀珍珠岩保温材料的憎水改性及其应用伍凯飞杨福兴关琦(南京化工职业技术学院)摘要：膨胀珍珠岩的吸水率大，严重影响其作为保温材料的保温效果。本文概述了膨胀珍珠岩憎水改性的三类方法(渗透法、浸涂法和拌和法)，分别简述了其特点与效果，并展望了其发展方向。关键词：膨胀珍珠岩；憎水改性1概还膨胀珍珠岩是一种酸性含水火山玻璃熔岩，在瞬间高温下，内部结晶水汽化膨胀，将熔融状态下的矿砂颗粒瞬时膨胀，经冷却后形成的多孔轻质白色颗粒。其绝热保温制品性能优良，广泛应用于建筑、化工、制冷等行业。目前，我国珍珠岩矿砂产销量已居世界首位[¨，其中河南信阳地区大约年

2、产30万吨，占全国生产总量的一半。由于膨胀珍珠岩本身亲水而且有着巨大的比表面积，这使得其有较强的吸水性和吸湿性。质量吸水率根据膨胀珍珠岩不同的密度可达自身的4～9倍，而水的导热系数比空气大24倍[z

3、，严重影响保温隔热的效果，限制了其应用条件。因此，研究合适的憎水改性方法，改变膨胀珍珠岩的亲水性已成为当前一项重要的课题。2膨胀珍珠岩的憎水改性膨胀珍珠岩的憎水改性通常是通过一定的方法和手段，在其外表面包覆一层憎水性薄膜，从而阻止水分进入到膨胀珍珠岩的内部空洞。其憎水性质的稳定性与表层包覆薄膜的牢固程度相关。若憎水薄膜与膨胀珍珠岩表层形成了化学键，则此类改性的膨胀珍珠岩憎水性则比

4、较稳定。膨胀珍珠岩的憎水性改性方法有两种：一种是把憎水剂加入到原料中拌合，然后压制或烧成；另一种是对制品进行喷涂、浸渍等表面处理，使其由亲水性变为憎水性[引。从憎水处理的工艺上来说，目前制造生产憎水膨胀珍珠岩绝热制品一般有三大类，包括：(1)渗透法。把普通膨胀珍珠岩制品浸入到一定浓度的憎水剂中进行渗透处理，通过扩散作用使制品内部具有一定的憎水性。渗透法工序多比较复杂，制品表面易于损坏，生产成本较高，并且浸透率不高，容易使制品失去憎水性能。其改进重点应该放在提高效率和浸透率上。马康锄设计了一系列正交试验用甲基硅酸钠溶液采用渗透法对膨胀珍珠岩进行处理，找到了最佳的处理条件，取得了

5、不错的效果。(2)浸涂法。往普通膨胀珍珠岩制品表面喷涂一层憎水剂，可采用吹浮喷涂或者边搅拌边喷涂，表面形成一层包覆膜以达到憎水效果，此工艺较为简单有效。徐亚宏等对这类方法做过一些尝试[4

6、。例如，他将经过筛选的膨胀珍珠岩微粉在0．0l～0．6MPa的气流下经管道以引射方式或负压吸送方式输送入混合筒中并使之成悬浮状态，然后再将憎水剂和粘结剂在0．2～0．6MPa气压下以喷雾状加到混合筒中并与混合筒中悬浮状的膨胀珍珠岩微粉混合均匀，得到的表层含有一层憎水膜的膨胀珍珠岩。其采用的膨胀珍珠岩粒径在0．12～1．2IIlrn之间，用量41％～44％。粘结剂多采用的是硅酸纳溶液或水溶性酚

7、醛树脂溶液；憎水剂多采用羟基含氢硅油，甲基含氢硅油或羟基硅醇钠，用量0．6％。憎水处理完毕后的膨胀珍珠岩经模压制成型后在200～300℃进行烘干得到最终制品。可事先在膨胀珍珠岩中添加长度为20～30咖，重量计0．5％～3％的合成纤维再进行防水处理，以增加制品的抗压抗折强度。由此制得的膨胀珍珠岩密度可低于200kg／ms，导热系数平均小于0．062w／(m·K)，抗折强度大于0．25MPa，憎水率不低于98％，可用温度范围为一78～650℃。经过进一步工艺开发又制备出适用于低温的膨胀珍珠岩制品[s

8、。在此工艺中将经过预热和高温熔烧等步骤得到的膨胀珍珠岩，采用碱性水溶性硅醇钠或乳

9、化硅油进行憎水处理。按憎水剂与水的重量比为1：10左右进行稀释，然后通过喷雾装置对膨胀珍珠岩进行均布喷涂，而后送入到230～280℃的管道里进行2～5s的烘干。这种工艺每立方米膨胀珍珠岩消耗3．5kg(水溶性硅醇钠)或2．5kg(乳化硅油)憎水剂，其制品的憎水率达92％以上。王智宇[61等用苯丙乳液、聚丙烯酸乳液、聚氨酯或材料研究与应用广东建材2013年第11期硅烷偶联剂等聚合物改性剂对膨胀珍珠岩进行表面包覆。将膨胀珍珠岩送入转筒中，聚合物改性剂以喷雾形式从转筒另一入口随30～150℃热风送入转筒中，在膨胀珍珠岩表面形成具有一定强度的聚合物膜，并从出料口出料，获得聚合物改性膨

10、胀珍珠岩颗粒。不仅降低了吸水率而且使之具有一定的强度和韧性，降低了运输与使用中的破碎率。(3)拌和法。将各种原材料按照一定的顺序进行拌和，再经成型、干燥、烧结一次完成。本类方法中有代表性的是裘茂法发明的工艺[7]。其制备憎水膨胀珍珠岩绝热制品的生产工艺过程如下：按工艺要求准备好各个组份，将指定比例的微孔硅酸钙颗粒(0．4～2mm)、膨胀珍珠岩和短纤维置于搅拌筒中进行搅拌，同时将憎水剂、粘结剂和水的混合物以喷雾的形式加入搅拌筒中，充分搅拌，使之与膨胀珍珠岩、微孔硅酸钙颗粒和短纤维混合成均匀的混合料。搅拌完