專利名稱：制造硬硅鈣石型硅酸鈣保溫材料的工藝方法
制造硬硅鈣石型硅酸鈣保溫材料的工藝方法
(-)技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造硬硅鈣石型硅酸鈣保溫材料的工藝方法。
背景技術(shù)：
硬硅鈣石型硅酸鈣保溫材料最高使用溫度為1000°C，通常采用動(dòng)態(tài)合成方法制 造，工藝流程如下第一步配料。按CaCVSiO2摩爾比和水料比加入定量的粉石英和水，攪拌混合均 勻后打入動(dòng)態(tài)反應(yīng)釜.生產(chǎn)配料Ca0/Si02摩爾比通常控制在0.90 0.97，水料比為18 24倍。第二步硬硅鈣石活性料槳合成。合成反應(yīng)在帶攪拌裝置的高壓釜內(nèi)進(jìn)行，在大量 水介質(zhì)中，生成的針狀和纖維狀硬硅鈣石晶體一次粒子，在一定攪拌速度下相互纏繞形成 空間網(wǎng)狀似球形顆粒集合體二次粒子，其表面有無(wú)數(shù)針狀結(jié)晶體向外突出，如同滿身帶刺 的“栗子”。第三步，壓濾成型。第四步，烘干。但是此方法制造得到的硬硅鈣石具有耐熱性較差、機(jī)械強(qiáng)度低的缺點(diǎn)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn) 廠家都采用一次投料的方式并在反應(yīng)過(guò)程中不能改變轉(zhuǎn)速，生產(chǎn)的硅酸鈣二次粒子一般呈 團(tuán)狀，而不是空心的粒子。這造成制品容重大，制品質(zhì)量波動(dòng)大，壓制過(guò)程中，大量細(xì)小顆粒 隨水排出而被帶走，原料利用率低。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述國(guó)內(nèi)采用一次投料的方式并在反應(yīng)過(guò)程中不能改變轉(zhuǎn)速，生產(chǎn)的硅酸鈣 二次粒子一般呈團(tuán)狀，而不是空心的粒子，造成制品容重大，制品質(zhì)量不穩(wěn)定，原料利用率 不高的缺陷，本發(fā)明提供一種工藝制品容重輕、質(zhì)量穩(wěn)定、原料利用率高的制造硬硅鈣石型 硅酸鈣保溫材料的工藝方法。硬硅鈣石型硅酸鈣保溫材料生產(chǎn)過(guò)程中存在的最大問(wèn)題是干燥收縮率過(guò)大，它導(dǎo) 致產(chǎn)品在烘干過(guò)程中出現(xiàn)彎曲變形或開裂的現(xiàn)象而成為廢品。在保證制品不變形的前提 下，容重越輕，材料的保溫性越好，它主要取決于球狀團(tuán)聚體的顯微結(jié)構(gòu)，這需要設(shè)計(jì)合理 的硬硅鈣石合成工藝和壓濾成型工藝.合成工藝參數(shù)包括原料的配比、水熱合成反應(yīng)的溫 度、壓力、時(shí)間、攪拌方式以及合成添加劑；成型工藝參數(shù)包括成型料漿中玻璃纖維的添加 量、液體的表面張力、料漿溫度和成型壓力。在合成過(guò)程中適當(dāng)攪拌是形成球形團(tuán)聚體的根 本條件。如果在反應(yīng)過(guò)程中不攪拌，生成的纖維狀硬硅鈣石晶體呈無(wú)序排列，最后在材料中 形成不規(guī)則的絮狀團(tuán)聚，在反應(yīng)過(guò)程中實(shí)時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)速是獲得球形團(tuán)聚體的有效途徑之一。1、本發(fā)明的原料組成及配比原料的組成是超細(xì)石英砂、活性氫氧化鈣、硅溶膠、 硅灰石、棉纖、玻璃纖維及水。按重量百分比為超細(xì)石英砂2. 3% 2. 7%，活性氫氧化鈣 3% 3. 3%，硅溶膠0. 04% 0. 1%，硅灰石0. 3% 0. 5%，棉纖0. 0. 3%、玻璃纖維0. 0. 3%、水 92% 94%。最佳百分比例為二氧化硅2. 56%，氫氧化鈣3. 06%，硅溶膠0.06%，硅灰石
0.42 %。棉纖 0. 2 %、玻璃纖維 0. 2 %、水 93. 5 %。2、工藝步驟下面結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明實(shí)施步驟作進(jìn)一步說(shuō)明。第一步原料選擇。選擇優(yōu)質(zhì)石灰石，1000°C以下輕燒，在強(qiáng)烈攪拌下消解，水溫應(yīng) 該在80°C以上，水量在10 12倍。選擇二氧化硅含量> 98%，顆粒細(xì)度在400目左右的 石英砂和其它輔助材料。第二步配料。按Ca/Si摩爾比=0.5 0.6，水固比=16 20配料。氫氧化鈣
1.5% 1. 7%，二氧化硅2. 3% 2. 7%，硅溶膠0. 04% 0. 1%，硅灰石0. 3% 0. 5%，水 80% 85%。攪拌混合均勻后打入動(dòng)態(tài)反應(yīng)釜。第三步料漿預(yù)反應(yīng)。蒸汽加熱，一個(gè)半小時(shí)內(nèi)升溫至200 215°C，并保溫1小 時(shí)。接著升溫至220-225°C，反應(yīng)4小時(shí)。這一階段攪拌速度控制在30 60轉(zhuǎn)/分。第四步二次加料。按總量的1. 2% 1. 4%稱取氫氧化鈣，15% 16%稱取水， 攪拌混合均勻后打入動(dòng)態(tài)反應(yīng)釜。第五步硬硅鈣石活性料槳合成。在220_225°C，反應(yīng)4小時(shí)，攪拌速度控制在 20 40轉(zhuǎn)/分。料漿反應(yīng)完全后，緩慢排汽降溫至150°C，快速排氣降溫至100°C并放料。第六步壓制成型。在料漿中加入松解好的棉漿和玻璃纖維，棉漿、玻璃纖維各占 總量的0. 0. 4%分散均勻，壓制成型。第七步烘干至含水率< 4%，包裝入庫(kù)。
3、發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果3. 1、本工藝采用二次加入石灰乳的方式，有效地避免了不同反應(yīng)階段流體的粘度 不同以及分散效果的不一樣，這樣可以比較容易制造出具有中空二次粒子的硅酸鈣制品。 球形團(tuán)聚體具有一定強(qiáng)度，可以抵抗坯體被過(guò)度壓縮.在干燥過(guò)程中由于球體之間形成了 較大的空隙既加速了水份向外排除又阻止纖維互相無(wú)限制的靠近形成巨大的毛細(xì)管作用 力，從而防止出現(xiàn)過(guò)大的干燥收縮，保證材料的容重。這樣生成的硬硅鈣石二次粒子顆粒 大，大部分顆粒直徑在60 100微米。制品容重小，干燥收縮率小，原料利用率高，成品率 高，并且機(jī)械強(qiáng)度高，耐溫度好。本公司采用本發(fā)明已經(jīng)大批量生產(chǎn)。3. 2、在配料時(shí)我們采用本公司具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液壓機(jī)自動(dòng)計(jì)量控制系統(tǒng)，保 證了計(jì)量的精確度。3. 3、在反應(yīng)過(guò)程中本公司率先采用“磁力攪拌高壓反應(yīng)釜”，很好地解決了傳統(tǒng)反 應(yīng)釜的密封問(wèn)題。同時(shí)，在攪拌過(guò)程中采用無(wú)級(jí)調(diào)速裝置，一方面可以充分滿足工藝對(duì)轉(zhuǎn)速 的要求，另一方面可以節(jié)約能耗，降低成本。3. 4、在壓制前我們添加一定數(shù)量的棉漿，降低了制品壓制難度。同時(shí)由于我們公 司生產(chǎn)的高溫料漿顆粒大而且很均勻，所以壓制的時(shí)候我們?nèi)∠松舷戮W(wǎng)板上面覆蓋的濾 布，可以大幅度提高壓制效率，并減少浪費(fèi)。

圖1為本發(fā)明制造硬硅鈣石型硅酸鈣保溫材料的工藝流程圖
圖2為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和本發(fā)明產(chǎn)品性能對(duì)比。從圖2我們可以看出本發(fā)明產(chǎn)品容重小、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫性能好。
具體實(shí)施方式1、配方。二氧化硅2. 56%，氫氧化鈣3. 06%，硅溶膠0.06%，硅灰石0.42%，棉纖 0.2%，玻璃纖維 0. 2 %，水 93. 5 %。2、制造步驟第一步原料選擇。選擇優(yōu)質(zhì)石灰石，900°C煅燒，在強(qiáng)烈攪拌下消解，水溫應(yīng)該在 80°C以上，水量在10倍。選擇二氧化硅含量> 98%，顆粒細(xì)度在400目左右的石英砂和其 它輔助材料。第二步配料。按Ca/Si摩爾比=0. 55，水固比=16 20配料。氫氧化鈣1. 68%， 二氧化硅2. 56%，硅溶膠0. 06，硅灰石0. 42%配料，水78%。攪拌混合均勻后打入動(dòng)態(tài)反應(yīng)釜。第三步料漿預(yù)反應(yīng)。蒸汽加熱，一個(gè)半小時(shí)內(nèi)升溫至215°C，并保溫1小時(shí)。接 著升溫至225°C，反應(yīng)4小時(shí)。這一階段攪拌速度控制在30轉(zhuǎn)/分。第四步二次加料。按總量的1. 38%稱取氫氧化鈣，15. 5%稱取水，攪拌混合均勻 后打入動(dòng)態(tài)反應(yīng)釜。第五步硬硅鈣石活性料槳合成。在225°C，反應(yīng)4小時(shí)，攪拌速度控制在20轉(zhuǎn)/ 分。料漿反應(yīng)完全后，緩慢排汽降溫至150°C，快速排氣降溫至100°C并放料。第六步在料漿中加入松解好的棉漿和玻璃纖維，棉漿、玻璃纖維各占總量的 0.2%分散均勻，壓制成型，第七步烘干至含水率< 4%，制品包裝入庫(kù)。按照此方法反應(yīng)的料漿好，硬硅鈣石二次粒子顆粒大，制品容重小，干燥收縮率 小，原料利用率高，成品率高，并且機(jī)械強(qiáng)度高，耐溫度好。
權(quán)利要求
制造硬硅鈣石型硅酸鈣保溫材料的工藝方法，其原料是超細(xì)石英砂、活性氫氧化鈣、硅溶膠、硅灰石、棉纖、玻璃纖維及水，其特征在于原料按重量百分比例配方為超細(xì)石英砂2.3％～2.7％，活性氫氧化鈣3％～3.3％，硅溶膠0.04％～0.1％，硅灰石0.3％～0.5％，棉纖0.1％～0.3％、玻璃纖維0.1％～0.3％、水92％～94％；其工藝步驟為1、原料選擇→2、配料→3、料漿預(yù)反應(yīng)→4、二次加料→5、硬硅鈣石活性料槳合成→6、壓制成型→7、產(chǎn)品烘干包裝入庫(kù)。
2.按權(quán)利要求1所述的硅酸鈣保溫材料的工藝方法，其特征在于工藝步驟所述的 料漿預(yù)反應(yīng)蒸汽加熱，一個(gè)半小時(shí)內(nèi)升溫至200 215°C，并保溫1小時(shí)，接著升溫至 220-225°C，反應(yīng)4小時(shí)，這一階段攪拌速度控制在30 60轉(zhuǎn)/分。
3 .按權(quán)利要求1所述的硅酸鈣保溫材料的工藝方法，其特征在于工藝步驟所述的二次 加料，按總量的1.2% 1.4%稱取氫氧化鈣，15% 16%稱取水，攪拌混合均勻后打入動(dòng) 態(tài)反應(yīng)爸。
4.按權(quán)利要求1所述的硅酸鈣保溫材料的工藝方法，其特征在于工藝步驟所述的壓制 成型時(shí)在料漿中各加入棉漿和玻璃纖維占總量的0. 2%分散均勻。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造硬硅鈣石型硅酸鈣保溫材料的工藝方法，其原料按重量百分比例配方為超細(xì)石英砂2.3％～2.7％，活性氫氧化鈣3％～3.3％，硅溶膠0.04％～0.1％，硅灰石0.3％～0.5％，棉纖0.1％～0.3％、玻璃纖維0.1％～0.3％、水92％～94％。它的工藝步驟1、原料選擇，2、配料，3、料漿預(yù)反應(yīng)，4、二次加料，5、硬硅鈣石活性料漿合成，6、壓制成型，7、烘干包裝入庫(kù)。本發(fā)明制品具有容重輕、質(zhì)量穩(wěn)定、原料利用率高、成品率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B28/24GK101880150SQ200910098310
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者裘益奇, 裘茂法, 郭子龍 申請(qǐng)人:浙江阿斯克新型保溫材料有限公司