一种超轻分级阵列孔泡沫材料的制备方法

摘要

本发明为一种超轻分级阵列孔泡沫材料的制备方法，该方法以各种工业固体废弃物为主要原料，通过与成分调节剂一起研磨，借助于特殊的分散剂、模板剂、固膜剂，粘结剂和副孔剂等协同作用，结合浸润堆砌自组装技术，预制成所需形状的具有分级多孔结构的泡沫母体，在特定烧结制度下烧结固化，形成一种超轻质分级阵列孔结构的泡沫材料。本发明制得的材料可作为各种水源中污染物，气体污染物的吸附固定介质，催化剂载体，保温隔热材料等，具有制备工艺简单、原料来源广泛、可大规模生产的特点。

主权项

一种超轻分级阵列孔泡沫材料的制备方法，其特征为包括以下步骤：（1）将各种工业固体废弃物粉碎，与成分调节剂一起研磨，制成96%以上的颗粒粒级小于0.034mm的混合粉体；混合粉体中工业固体废弃物的质量占混合粉体总质量的50%～90%，成分调节剂的质量为混合粉体总质量10～50%，工业固体废弃物与成分调节剂质量之和为混合粉体质量的100% ；其中，所述成分调节剂为石英、长石、萤石、石灰石、白云岩、粘土、硼砂和碳酸钠中的两种或多种；成分调节剂的用量分别占混合粉体质量百分数为：石英0%～15%、长石0%～10%、萤石0%～6%、石灰石0%～6%、白云岩0%～8%、粘土0%～10%，硼砂0%～5%、碳酸钠0%～10%；（2）称取上述混合粉体，加入润湿剂溶液，搅拌均匀，放置3～5小时；其中，润湿剂加入量为：每g混合粉体加润湿剂溶液0.10～0.5mL；（3）将水、分散剂、模板剂、固膜剂、粘结剂和副孔剂一起加入搅拌机中，搅拌形成微泡沫乳液；再将步骤（2）中的润湿粉体加入其中，搅拌5～60分钟，将制成的浆液倒入透水模具中，放入真空干燥箱中，在压力为0.01MPa～0.08MPa的条件下进行成型护养，保持0.5～2 h后，升温干燥，预制成分级阵列孔结构的泡沫母体；其中，所述分散剂的加入量为混合粉体质量的0.05%～3%；所述模板剂的加入量为混合粉体质量的0.5%～3%；所述固膜剂的加入量为混合粉体质量的1%～8%；所述粘结剂的加入量为混合粉体质量的1%～15%；所述副孔剂的加入量为混合粉体质量的5%～20%；所述水的用量为：每g混合粉体加水1.5～5.0mL；（4）将制成具有分级阵列孔结构的泡沫母体放入匣钵中，放入隧道窑或马弗炉中，进行高温烧结2～4h，然后自然冷却，得到具有分级阵列孔结构的泡沫陶瓷矿物材料；所述润湿剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基氯化铵中的一种或两种；所述润湿剂溶液的质量百分浓度为3%～15%；所述分散剂为有机分散剂H‑800、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酸中的一种或两种的混合物；所述模板剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、三聚氰胺、二甲基硅油、氟硅酸钠和松香皂中的一种或两种的混合物；所述固膜剂为凹凸棒石、海泡石、埃洛石、纳米碳管中的一种或两种；所述粘结剂为液体橡胶、环氧树脂胶、异氰酸酯、明胶、阿拉伯树脂胶和水玻璃中的一种或两种的混合物；所述副孔剂为炭粉、面粉、淀粉和羧甲基纤维素中的一种或两种的混合物，其中，炭粉为活性炭粉或煤粉。