一种漂珠高耐板及其制备方法与流程
1.本发明涉及漂珠板技术领域，具体涉及一种漂珠高耐板及其制备方法。
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背景技术：
3.漂珠是一种能浮于水面的粉煤灰空心球，呈灰白，壁薄中空，重量很轻，表面封闭而光滑，热导率小，是优良的保温耐火材料，广泛用于轻质浇注料的生产和石油钻井方面。漂珠的化学成份以二氧化硅和三氧化二铝为主，具有颗粒细、中空、质轻、高强度、耐磨、耐高温、保温绝缘、绝缘阻燃等多种特性，漂珠产生于粉煤灰中，粉煤灰经过浸泡，在水面漂浮的一下灰白微小空心颗粒。
4.本发明申请人的早期专利cn112645670b公开了一种漂珠耐火隔热板，由以下重量份原料制成：漂珠30-60份，铝酸盐水泥40-70份，氧化钙10-30份，纤维素1-3份；将原料与水按液固质量比1：13混合均匀进行水热合成反应，然后过滤浆料，将浆料铺设于模具内使用压机挤压成型，加热干燥处理，得到漂珠耐火隔热板。本发明漂珠耐火隔热板，重量轻、强度高、耐水性及防火性、隔热性能好。
5.然而，现有漂珠耐火隔热板密度低，耐火和隔热性能优异，但抗压和抗折强度不高，在防排烟风管、钢结构防火保护、耐火电缆槽盒等的应用上，无法实现独立应用，必须借助金属保护层才能够满足有高强度要求的应用需求。
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技术实现要素：
7.本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种漂珠高耐板及其制备方法，该漂珠高耐板在密度低，耐火和隔热性能优异的基础上，兼具优异的抗压和抗折强度，在防排烟风管、钢结构防火保护、耐火电缆槽盒等的应用上，可实现独立应用，无需借助金属保护层即可满足有高强度要求的应用需求。
8.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种漂珠高耐板，其由以下重量份的成分构成：漂珠20-50份，氧化钙10-20份，铝酸盐水泥80-95份，玄武岩纤维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为30-60μm，所述玻璃微珠的粒度为100-250μm，所述玄武岩纤维的直径为10-20μm，长度为6-15mm。
9.其中优选地，其由以下重量份的成分构成：漂珠40-45份，氧化钙10-15份，铝酸盐水泥85-90份，玄武岩纤维6-10份，玻璃微珠1-4份，氧化石墨烯粉末0.1-0.4份。
10.其中优选地，所述氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠的重量比为1：30-60：10-20。
11.更优选地，所述氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠的重量比为1：35-40：12-15。
12.其中优选地，所述漂珠和玄武岩纤维的重量比为5-6：1。
13.本发明第二方面提供一种第一方面所述的漂珠高耐板的制备方法，包括以下步骤：（1）将氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠进行球磨混合，得到第一混合物；（2）将第一混合物与漂珠进行第一搅拌混合，得到第二混合物；（3）将第二混合物与铝酸盐水泥、氧化钙、水进行第二搅拌混合，得到料浆；（4）然后将所述料浆进行浇筑成型和干燥，得到漂珠高耐板。
14.其中优选地，步骤（1）中，所述球磨混合的过程包括：先将氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维进行第一球磨混合，再与玻璃微珠进行第二球磨混合。
15.更优选地，步骤（1）中，所述第一球磨混合的条件包括：球料比为100-150：1，转速为800-1500r/min，时间为30-60min；所述第二球磨混合的条件包括：球料比为40-80：1，转速为400-700r/min，时间为30-50min。
16.其中优选地，步骤（2）中，所述第一搅拌混合的条件包括：搅拌转速为300-500r/min，时间为20-40min。
17.其中优选地，步骤（3）中，所述第二搅拌混合的条件包括：搅拌转速为80-150r/min，时间为30-70min。
18.与现有技术相比，本发明提供的漂珠高耐板，通过添加特定尺寸和特定用量的氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠，配合添加高含量铝酸盐水泥，以及其他漂珠等成分，能够提升漂珠高耐板的密度，同时提升其结构强度和韧性，从而利于显著提高其抗压抗折强度，使得其在防排烟风管、钢结构防火保护、耐火电缆槽盒等的应用上，可实现独立应用，不需要借助金属保护层即可满足有高强度要求的应用需求。其中，通过添加特定尺寸和特定用量的氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠，氧化石墨烯、玄武岩纤维和玻璃微珠形成特定的化学交联网络结构，该化学交联网络结构中玻璃微珠作为骨架，玄武岩纤维对骨架进行密集的填充，且由于玄武岩纤维的长度较长，能够使得密集填充孔隙之间形成次骨架增强，并通过氧化石墨烯进行化学交联，配合其他成分，提升结构强度和韧性，从而显著增强漂珠高耐板的强度，尤其是抗压抗折强度。而且，配合添加高含量铝酸盐水泥，能够提升密度，提高抗压抗折强度。
具体实施方式
19.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
20.本发明第一方面提供一种漂珠高耐板，其由以下重量份的成分构成：漂珠20-50份，氧化钙10-20份，铝酸盐水泥80-95份，玄武岩纤维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为30-60μm，所述玻璃微珠的粒度为100-250μm，所述玄武岩纤维的直径为10-20μm，长度为6-15mm。
21.其中优选地，其由以下重量份的成分构成：漂珠40-45份，氧化钙10-15份，铝酸盐水泥85-90份，玄武岩纤维6-10份，玻璃微珠1-4份，氧化石墨烯粉末0.1-0.4份。
22.其中优选地，所述氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠的重量比为1：30-60：10-20。该优选方案，更利于增强氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠之间的化学交联结构，进一步提升漂珠高耐板的抗压抗折强度。
23.更优选地，所述氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠的重量比为1：35-40：12-15。
24.其中优选地，所述漂珠和玄武岩纤维的重量比为5-6：1。该优选方案，更利于增强氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠之间的化学交联结构与漂珠的紧密结合性，进一步提升漂珠高耐板的抗压抗折强度。
25.本发明所述氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠可以商购获得，或者商购后进行特定尺寸的加工获得，本发明对此没有限制。
26.本发明第二方面提供一种第一方面所述的漂珠高耐板的制备方法，包括以下步骤：（1）将氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠进行球磨混合，得到第一混合物；（2）将第一混合物与漂珠进行第一搅拌混合，得到第二混合物；（3）将第二混合物与铝酸盐水泥、氧化钙、水进行第二搅拌混合，得到料浆；（4）然后将所述料浆进行浇筑成型和干燥，得到漂珠高耐板。
27.本发明上述特定制备方法，能够使得各原料充分混合均匀，充分发挥各原料之间的协同增强作用，从而提升漂珠高耐板的抗压抗折强度。
28.其中优选地，步骤（1）中，所述球磨混合的过程包括：先将氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维进行第一球磨混合，再与玻璃微珠进行第二球磨混合。该优选方案，能够充分发挥氧化石墨烯的增强交联作用，更利于提升漂珠高耐板的抗压抗折强度。
29.更优选地，步骤（1）中，所述第一球磨混合的条件包括：球料比为100-150：1，转速为800-1500r/min，时间为30-60min；所述第二球磨混合的条件包括：球料比为40-80：1，转速为400-700r/min，时间为30-50min。该优选方案，采用高转速和高球料比来球磨氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维，采用较低转速和较低球料比来球磨玻璃微珠和第一球磨混合物，能够促进氧化石墨烯的均匀分布，从而促进后续的化学交联网络的紧密性，更利于提升漂珠高耐板的抗压抗折强度。
30.其中优选地，步骤（2）中，所述第一搅拌混合的条件包括：搅拌转速为300-500r/min，时间为20-40min。
31.其中优选地，步骤（3）中，所述第二搅拌混合的条件包括：搅拌转速为80-150r/min，时间为30-70min。
32.步骤（3）中，上述水的加入量本领域技术人员可以根据料浆的浓度进行选择，例如，各原料总量和水的液固重量比可以为1：10-15，其为常规手段，在此不再赘述。
33.本发明的上述优选制备方法的方案，能够促进各原料的均匀分布，增强各原料的协同增强作用，更利于提升漂珠高耐板的抗压抗折强度。
34.步骤（4）中，所述浇筑成型和干燥的过程按照本领域现有技术中的方法进行即可，本发明对此没有任何限制。
35.以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
36.实施例1一种漂珠高耐板的成分构成为：漂珠40份，氧化钙12份，铝酸盐水泥86份，氧化石墨烯粉末0.2份，氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠的重量比为1：40：15；其中，所述氧化石墨烯粉末的粒度为30-60μm，所述玻璃微珠的粒度为100-250μm，所述玄武岩纤维的直径为10-20μm，长度为6-15mm。
37.其制备方法包括以下步骤：（1）先将氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维进行第一球磨混合，再与玻璃微珠进行第二球磨混合，得到第一混合物；其中，第一球磨混合的条件包括：球料比为150：1，转速为1000r/min，时间为40min；第二球磨混合的条件包括：球料比为60：1，转速为600r/min，时间为30min。
38.（2）将第一混合物与漂珠进行第一搅拌混合，得到第二混合物；第一搅拌混合的条件包括：搅拌转速为400r/min，时间为30min。
39.（3）将第二混合物与铝酸盐水泥、氧化钙、水进行第二搅拌混合，得到料浆；第二搅拌混合的条件包括：搅拌转速为100r/min，时间为40min。各原料总量和水的液固重量比可以为1：13。
40.（4）然后将所述料浆进行浇筑成型和干燥，得到漂珠高耐板。
41.实施例2按照实施例1的方法进行，不同的是，玄武岩纤维和玻璃微珠用量不同，氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠的重量比为1：60：10。
42.实施例3按照实施例1的方法进行，不同的是，漂珠用量不同，漂珠和玄武岩纤维的重量比为3：1。
43.实施例4按照实施例1的方法进行，不同的是，将氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠进行一步球磨混合，条件包括：球料比为150：1，转速为1000r/min，时间为40min。
44.实施例5按照实施例1的方法进行，不同的是，第一球磨混合、第二球磨混合的条件均包括：球料比为150：1，转速为1000r/min，时间为40min。
45.对比例1按照实施例1的方法进行，不同的是，不添加氧化石墨烯粉末、玄武岩纤维和玻璃微珠。
46.对比例2按照实施例1的方法进行，不同的是，不添加氧化石墨烯粉末和玻璃微珠。
47.对比例3按照实施例1的方法进行，不同的是，玻璃微珠的粒度为30-60μm，玄武岩纤维的直径为30-60μm。
48.测试例将上述实施例和对比例的漂珠高耐板进行抗压强度、抗弯强度进行检测，抗弯强度和抗压强度均是在instron-5500型万能试验机上测定，分别根据gb/t1965
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1996和gb/
t1964-80标准进行测试，十字压头的移动速率为0.5mm/min，三点弯曲试样尺寸为3mmx4mmx36mm，跨距为30mm，抗压强度试样尺寸为φ20mmx 20mm。每个数据取6个试样的平均值。相比于对比例1的抗压强度提升量、抗弯强度提升量结果如表1所示。且经燃烧性能测试，本发明实施例的漂珠高耐板能够达到防火等级a1级不燃；且其密度等其他性能满足行业标准要求。
49.其中，抗压强度提升量为（相应实施例的抗压强度-对比例1的抗压强度）/对比例1的抗压强度；抗弯强度提升量为（相应实施例的抗弯强度-对比例1的抗弯强度）/对比例1的抗弯强度。
50.表1通过表1的结果可以看出，采用本发明的实施例具有明显更好的效果。
51.以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
