一種漂珠高耐板及其制備方法與流程
1.本發明涉及漂珠板技術領域，具體涉及一種漂珠高耐板及其制備方法。
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背景技術：
3.漂珠是一種能浮于水面的粉煤灰空心球，呈灰白，壁薄中空，重量很輕，表面封閉而光滑，熱導率小，是優良的保溫耐火材料，廣泛用于輕質澆注料的生產和石油鉆井方面。漂珠的化學成份以二氧化硅和三氧化二鋁為主，具有顆粒細、中空、質輕、高強度、耐磨、耐高溫、保溫絕緣、絕緣阻燃等多種特性，漂珠產生于粉煤灰中，粉煤灰經過浸泡，在水面漂浮的一下灰白微小空心顆粒。
4.本發明申請人的早期專利cn112645670b公開了一種漂珠耐火隔熱板，由以下重量份原料制成：漂珠30-60份，鋁酸鹽水泥40-70份，氧化鈣10-30份，纖維素1-3份；將原料與水按液固質量比1：13混合均勻進行水熱合成反應，然后過濾漿料，將漿料鋪設于模具內使用壓機擠壓成型，加熱干燥處理，得到漂珠耐火隔熱板。本發明漂珠耐火隔熱板，重量輕、強度高、耐水性及防火性、隔熱性能好。
5.然而，現有漂珠耐火隔熱板密度低，耐火和隔熱性能優異，但抗壓和抗折強度不高，在防排煙風管、鋼結構防火保護、耐火電纜槽盒等的應用上，無法實現獨立應用，必須借助金屬保護層才能夠滿足有高強度要求的應用需求。
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技術實現要素：
7.本發明的目的是為了克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種漂珠高耐板及其制備方法，該漂珠高耐板在密度低，耐火和隔熱性能優異的基礎上，兼具優異的抗壓和抗折強度，在防排煙風管、鋼結構防火保護、耐火電纜槽盒等的應用上，可實現獨立應用，無需借助金屬保護層即可滿足有高強度要求的應用需求。
8.為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種漂珠高耐板，其由以下重量份的成分構成：漂珠20-50份，氧化鈣10-20份，鋁酸鹽水泥80-95份，玄武巖纖維6-12份，玻璃微珠1-6份，氧化石墨烯粉末0.1-0.5份；其中，所述氧化石墨烯粉末的粒度為30-60μm，所述玻璃微珠的粒度為100-250μm，所述玄武巖纖維的直徑為10-20μm，長度為6-15mm。
9.其中優選地，其由以下重量份的成分構成：漂珠40-45份，氧化鈣10-15份，鋁酸鹽水泥85-90份，玄武巖纖維6-10份，玻璃微珠1-4份，氧化石墨烯粉末0.1-0.4份。
10.其中優選地，所述氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠的重量比為1：30-60：10-20。
11.更優選地，所述氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠的重量比為1：35-40：12-15。
12.其中優選地，所述漂珠和玄武巖纖維的重量比為5-6：1。
13.本發明第二方面提供一種第一方面所述的漂珠高耐板的制備方法，包括以下步驟：（1）將氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠進行球磨混合，得到第一混合物；（2）將第一混合物與漂珠進行第一攪拌混合，得到第二混合物；（3）將第二混合物與鋁酸鹽水泥、氧化鈣、水進行第二攪拌混合，得到料漿；（4）然后將所述料漿進行澆筑成型和干燥，得到漂珠高耐板。
14.其中優選地，步驟（1）中，所述球磨混合的過程包括：先將氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維進行第一球磨混合，再與玻璃微珠進行第二球磨混合。
15.更優選地，步驟（1）中，所述第一球磨混合的條件包括：球料比為100-150：1，轉速為800-1500r/min，時間為30-60min；所述第二球磨混合的條件包括：球料比為40-80：1，轉速為400-700r/min，時間為30-50min。
16.其中優選地，步驟（2）中，所述第一攪拌混合的條件包括：攪拌轉速為300-500r/min，時間為20-40min。
17.其中優選地，步驟（3）中，所述第二攪拌混合的條件包括：攪拌轉速為80-150r/min，時間為30-70min。
18.與現有技術相比，本發明提供的漂珠高耐板，通過添加特定尺寸和特定用量的氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠，配合添加高含量鋁酸鹽水泥，以及其他漂珠等成分，能夠提升漂珠高耐板的密度，同時提升其結構強度和韌性，從而利于顯著提高其抗壓抗折強度，使得其在防排煙風管、鋼結構防火保護、耐火電纜槽盒等的應用上，可實現獨立應用，不需要借助金屬保護層即可滿足有高強度要求的應用需求。其中，通過添加特定尺寸和特定用量的氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠，氧化石墨烯、玄武巖纖維和玻璃微珠形成特定的化學交聯網絡結構，該化學交聯網絡結構中玻璃微珠作為骨架，玄武巖纖維對骨架進行密集的填充，且由于玄武巖纖維的長度較長，能夠使得密集填充孔隙之間形成次骨架增強，并通過氧化石墨烯進行化學交聯，配合其他成分，提升結構強度和韌性，從而顯著增強漂珠高耐板的強度，尤其是抗壓抗折強度。而且，配合添加高含量鋁酸鹽水泥，能夠提升密度，提高抗壓抗折強度。
具體實施方式
19.在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值范圍，這些數值范圍應被視為在本文中具體公開。
20.本發明第一方面提供一種漂珠高耐板，其由以下重量份的成分構成：漂珠20-50份，氧化鈣10-20份，鋁酸鹽水泥80-95份，玄武巖纖維6-12份，玻璃微珠1-6份，氧化石墨烯粉末0.1-0.5份；其中，所述氧化石墨烯粉末的粒度為30-60μm，所述玻璃微珠的粒度為100-250μm，所述玄武巖纖維的直徑為10-20μm，長度為6-15mm。
21.其中優選地，其由以下重量份的成分構成：漂珠40-45份，氧化鈣10-15份，鋁酸鹽水泥85-90份，玄武巖纖維6-10份，玻璃微珠1-4份，氧化石墨烯粉末0.1-0.4份。
22.其中優選地，所述氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠的重量比為1：30-60：10-20。該優選方案，更利于增強氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠之間的化學交聯結構，進一步提升漂珠高耐板的抗壓抗折強度。
23.更優選地，所述氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠的重量比為1：35-40：12-15。
24.其中優選地，所述漂珠和玄武巖纖維的重量比為5-6：1。該優選方案，更利于增強氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠之間的化學交聯結構與漂珠的緊密結合性，進一步提升漂珠高耐板的抗壓抗折強度。
25.本發明所述氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠可以商購獲得，或者商購后進行特定尺寸的加工獲得，本發明對此沒有限制。
26.本發明第二方面提供一種第一方面所述的漂珠高耐板的制備方法，包括以下步驟：（1）將氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠進行球磨混合，得到第一混合物；（2）將第一混合物與漂珠進行第一攪拌混合，得到第二混合物；（3）將第二混合物與鋁酸鹽水泥、氧化鈣、水進行第二攪拌混合，得到料漿；（4）然后將所述料漿進行澆筑成型和干燥，得到漂珠高耐板。
27.本發明上述特定制備方法，能夠使得各原料充分混合均勻，充分發揮各原料之間的協同增強作用，從而提升漂珠高耐板的抗壓抗折強度。
28.其中優選地，步驟（1）中，所述球磨混合的過程包括：先將氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維進行第一球磨混合，再與玻璃微珠進行第二球磨混合。該優選方案，能夠充分發揮氧化石墨烯的增強交聯作用，更利于提升漂珠高耐板的抗壓抗折強度。
29.更優選地，步驟（1）中，所述第一球磨混合的條件包括：球料比為100-150：1，轉速為800-1500r/min，時間為30-60min；所述第二球磨混合的條件包括：球料比為40-80：1，轉速為400-700r/min，時間為30-50min。該優選方案，采用高轉速和高球料比來球磨氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維，采用較低轉速和較低球料比來球磨玻璃微珠和第一球磨混合物，能夠促進氧化石墨烯的均勻分布，從而促進后續的化學交聯網絡的緊密性，更利于提升漂珠高耐板的抗壓抗折強度。
30.其中優選地，步驟（2）中，所述第一攪拌混合的條件包括：攪拌轉速為300-500r/min，時間為20-40min。
31.其中優選地，步驟（3）中，所述第二攪拌混合的條件包括：攪拌轉速為80-150r/min，時間為30-70min。
32.步驟（3）中，上述水的加入量本領域技術人員可以根據料漿的濃度進行選擇，例如，各原料總量和水的液固重量比可以為1：10-15，其為常規手段，在此不再贅述。
33.本發明的上述優選制備方法的方案，能夠促進各原料的均勻分布，增強各原料的協同增強作用，更利于提升漂珠高耐板的抗壓抗折強度。
34.步驟（4）中，所述澆筑成型和干燥的過程按照本領域現有技術中的方法進行即可，本發明對此沒有任何限制。
35.以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。
36.實施例1一種漂珠高耐板的成分構成為：漂珠40份，氧化鈣12份，鋁酸鹽水泥86份，氧化石墨烯粉末0.2份，氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠的重量比為1：40：15；其中，所述氧化石墨烯粉末的粒度為30-60μm，所述玻璃微珠的粒度為100-250μm，所述玄武巖纖維的直徑為10-20μm，長度為6-15mm。
37.其制備方法包括以下步驟：（1）先將氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維進行第一球磨混合，再與玻璃微珠進行第二球磨混合，得到第一混合物；其中，第一球磨混合的條件包括：球料比為150：1，轉速為1000r/min，時間為40min；第二球磨混合的條件包括：球料比為60：1，轉速為600r/min，時間為30min。
38.（2）將第一混合物與漂珠進行第一攪拌混合，得到第二混合物；第一攪拌混合的條件包括：攪拌轉速為400r/min，時間為30min。
39.（3）將第二混合物與鋁酸鹽水泥、氧化鈣、水進行第二攪拌混合，得到料漿；第二攪拌混合的條件包括：攪拌轉速為100r/min，時間為40min。各原料總量和水的液固重量比可以為1：13。
40.（4）然后將所述料漿進行澆筑成型和干燥，得到漂珠高耐板。
41.實施例2按照實施例1的方法進行，不同的是，玄武巖纖維和玻璃微珠用量不同，氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠的重量比為1：60：10。
42.實施例3按照實施例1的方法進行，不同的是，漂珠用量不同，漂珠和玄武巖纖維的重量比為3：1。
43.實施例4按照實施例1的方法進行，不同的是，將氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠進行一步球磨混合，條件包括：球料比為150：1，轉速為1000r/min，時間為40min。
44.實施例5按照實施例1的方法進行，不同的是，第一球磨混合、第二球磨混合的條件均包括：球料比為150：1，轉速為1000r/min，時間為40min。
45.對比例1按照實施例1的方法進行，不同的是，不添加氧化石墨烯粉末、玄武巖纖維和玻璃微珠。
46.對比例2按照實施例1的方法進行，不同的是，不添加氧化石墨烯粉末和玻璃微珠。
47.對比例3按照實施例1的方法進行，不同的是，玻璃微珠的粒度為30-60μm，玄武巖纖維的直徑為30-60μm。
48.測試例將上述實施例和對比例的漂珠高耐板進行抗壓強度、抗彎強度進行檢測，抗彎強度和抗壓強度均是在instron-5500型萬能試驗機上測定，分別根據gb/t1965
??
1996和gb/
t1964-80標準進行測試，十字壓頭的移動速率為0.5mm/min，三點彎曲試樣尺寸為3mmx4mmx36mm，跨距為30mm，抗壓強度試樣尺寸為φ20mmx 20mm。每個數據取6個試樣的平均值。相比于對比例1的抗壓強度提升量、抗彎強度提升量結果如表1所示。且經燃燒性能測試，本發明實施例的漂珠高耐板能夠達到防火等級a1級不燃；且其密度等其他性能滿足行業標準要求。
49.其中，抗壓強度提升量為（相應實施例的抗壓強度-對比例1的抗壓強度）/對比例1的抗壓強度；抗彎強度提升量為（相應實施例的抗彎強度-對比例1的抗彎強度）/對比例1的抗彎強度。
50.表1通過表1的結果可以看出，采用本發明的實施例具有明顯更好的效果。
51.以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于此。在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，包括各個技術特征以任何其它的合適方式進行組合，這些簡單變型和組合同樣應當視為本發明所公開的內容，均屬于本發明的保護范圍。
