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泡沫法制备轻质隔热保温材料具有工艺简单,材料孔结构均一,封闭气孔率高等优点,被认为是最具潜力的制备方法之一。但由于泡沫剂的稳定性差等因素,限制了其广泛应用。本文在全面综述轻质隔热保温材料的制备方法及现状的基础上,针对泡沫法制备的瓶颈问题,提出利用复配等简单工艺制备高效稳定的泡沫剂,并以此泡沫剂为原料,采用泡沫法制备莫来石轻质隔热材料。系统研究了泡沫剂的复配方案以及泡沫剂的综合性能,研究了泡沫法制备莫来石轻质隔热材料的制备工艺,对所制备的材料的微观结构、性能及其关系规律进行了分析,以期得到泡沫法制备轻质隔热材料的有效途径,优化材料的综合性能。具体研究内容如下:
(1)以阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠为主体原料,以两种水溶性天然高分子(F1,F2)为稳泡剂,以长链烷醇为助剂,制备了两种泡沫剂G1、G2,对其结构与性能进行了表征,结果表明,G1的发泡性能优于G2;在加水量为50mL时,G1的发泡倍数最大,达到26;G1所产生的泡沫尺寸均一,平均孔径为0.4mm,稳定性能良好。
(2)以G1为发泡剂,以氧化铝、氧化硅等为原料,采用泡沫法制备了不同容重的莫来石轻质隔热材料。研究表明,采用将泡沫加入到泥浆中形成泡沫泥浆,再经干燥、烧成工艺可以满足制备要求;制品的容重可以通过泡沫的加入量进行调节;制备的样品具有良好的孔结构,具有较低的热导率和较好的力学性能,达到了综合性能优化的目的。
(3)以固体废弃物辊棒废料为原料,采用泡沫法直接制备了不同容重的莫来石轻质隔热材料。其制备工艺简单;制品具有较好的孔径分布和结构;力学性能和导热性能得到优化,达到了固体废弃物低成本高附加值综合利用的目的。
利用高效稳定的泡沫剂可以使泡沫法制备轻质隔热材料得以应用,其制备工艺简单,产品的综合性能优化可以通过泡沫的孔径分布、加入量以及制备工艺参数的调节来实现。但该方法中泡沫泥浆的稳定性能以及干燥工艺还应进一步深入研究。