一种适用于电子洁净厂房的零VOC漂珠防排烟风管材料的制备方法
技术领域
本发明涉及无机保温材料的制备领域，具体来讲涉及的是一种高铝粉煤灰制成的零VOC漂珠防排烟分管材料的制备方法，所得产品是一种可广泛应用于电子洁净厂房的防排烟风管芯材。
背景技术
1、VOC是挥发性有机化合物(volatile%20organic%20compounds)的英文缩写。普通意义上的VOC就是指挥发性有机物。但是环保意义上的定义是指活泼的一类挥发性有机物，即会产生危害的那一类挥发性有机物。这些挥发性有机物包括甲醛、氨、乙二醇、酯类等物质。VOC对一些精密电子仪器的精确性也会有一定影响，在电子洁净厂房中需要严格控制。
2、传统的防火保温材料，如市面上的纤维增强硅酸盐防火板，其密度相对较大，为950(kg/m³）＜ρ≤1400(kg/m³），ρ代表密度。增加了材料运输的成本以及现场风管安装的难度。同时因为材料密度大，导致最终的风管成品重量较大，对风管本身的结构和吊杆及支撑构件的承载力提出了更高的要求。
3、在电子洁净厂房内部需要严格控制洁净度，所以对风管的制作及安装就提出了比较高的要求，主要包括粉尘、噪音控制等。
4、新规范下防排烟风管对于管道的耐火极限的判定必须按照《通风管道耐火试验方法》GB/T%2017428的测试方法，当耐火完整性和隔热性同时达到时，方能视作符合要求。同时耐火极限不仅对材料本身的不燃性做出了规定，更对用材料构成的系统的结构性、完整性和隔热性提出了明确要求，在此背景下防排烟风管所用的材料必须有更高的防火和保温性能，能够满足规范要求。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种适用于电子洁净厂房的零VOC漂珠防排烟风管材料的制备方法，所得产品具备明显环保优势，不含VOC。同时具有密度小，耐火等级A1级，导热系数为0.045（W/(m.k)）等优点，适用于电子洁净厂房。
本发明是这样实现的，构造一种适用于电子洁净厂房的零VOC漂珠防排烟风管材料的制备方法，其特征在于；该方法包括以下步骤：
步骤一、将高铝粉煤灰与硅酸盐水泥混合均匀，硅酸盐水泥采用高含量硅酸三钙硅酸盐水泥，硅酸三钙含量为50~60%；然后再加入不高于总质量4％的微量添加剂，研磨至0.15mm以下，得到混合原料；所述高铝粉煤灰与硅酸盐水泥的质量和为总质量，高铝粉煤灰的质量为总质量的72％-88％；硅酸盐水泥的质量为总质量的12％-28％；
步骤二、将步骤一得到的混合原料与水按液固质量比10-35混合，均匀制浆后注入反应釜进行动态水热合成反应；
步骤三、将反应过后的浆液依次进行过滤、洗涤和干燥处理，得到零VOC漂珠防排烟风管材料。
根据本发明所述一种适用于电子洁净厂房的零VOC漂珠防排烟风管材料的制备方法，其特征在于；所述高铝粉煤灰中要求氧化铝含量40-50％，氧化硅含量35-45％，氧化钙含量2-6％，氧化铁含量1-4％，氧化钠含量小于1％。
根据本发明所述一种适用于电子洁净厂房的零VOC漂珠防排烟风管材料的制备方法，其特征在于；所述硅酸盐水泥，3CaO·SiO2，简写C3S,占55%~60%;硅酸二钙，2CaO·SiO2，简写C2S,占15~25%；铝酸三钙，3CaO·Al2O3，简写C3A,占5~10%；铁铝酸四钙，4CaO·Al2O3·Fe2O3，简写C4AF,占10~15%。
根据本发明所述一种适用于电子洁净厂房的零VOC漂珠防排烟风管材料的制备方法，其特征在于；所述微量添加剂的作用是在晶体合成过程中规范晶体生长方向，从而合成所需长泾比的合格晶须，微量添加剂可以是硫酸铝、硫酸钠、硫酸钡、硫酸钙、氯化钡、氯化铝、硝酸铝中的一种或几种。
根据本发明所述一种适用于电子洁净厂房的零VOC漂珠防排烟风管材料的制备方法，其特征在于；所述控制步骤二动态水热合成反应过程为从室温经过多次分段升温，最终升温到140℃-200℃，此温度为最终反应温度，最终反应时间为4-10h。
根据本发明所述一种适用于电子洁净厂房的零VOC漂珠防排烟风管材料的制备方法，其特征在于；所述步骤二反应过程升温为分段升温：若最终反应温度不大于180度，则90-100℃保温60min，150℃保温30min，最终反应温度保温4-10h；若最终反应温度大于180度，则90-100℃保温60min，150℃保温30min，180℃保温20min，最终反应温度保温2-8h；其中升温过程中搅拌速度为120-360rpm；保温过程中的搅拌速度为100-200rpm。
根据本发明所述一种适用于电子洁净厂房的零VOC漂珠防排烟风管材料的制备方法，其特征在于；所述的分段升温的升温速率为1-3℃/min。
根据本发明所述一种适用于电子洁净厂房的零VOC漂珠防排烟风管材料的制备方法，其特征在于；步骤二所述干燥温度为90-100℃，干燥时间为4-16h；保压（温）结束后，打开排气阀进行放汽降压，汽降压速度需均匀缓慢，直至釜压降为0，时间不少于5个小时。
本发明具有如下优点：本发明涉及一种高铝粉煤灰制成的零VOC漂珠防排烟分管材料的制备方法，该方法是以高铝粉煤灰为主要原料，与硅酸盐水泥混合后与水混合均匀制浆后注入动态反应釜中进行水热合成反应。反应后加入添加剂以及玻璃纤维、无机胶，依次进行模压成型和风干处理，得到零VOC漂珠防排烟风管材料。本发明主要原料大量采用高铝粉煤灰，属于无机材料，不含VOC，由高铝粉煤灰中提取的漂珠是煤粉在电厂锅炉内燃烧时,粘土质物质熔融成微液滴,在炉内湍流的热空气作用下高速自旋,形成浑圆硅铝球体。燃烧和裂解反应产生的氮气、氢气和二氧化碳等气体,在熔融的高温硅铝球体内迅速膨胀,在表面张力作用下,形成中空的玻璃泡,然后进入烟道迅速冷却,硬化后,成为高真空的玻璃态空心微珠。本发明具备明显的环保优势，零VOC，同时具有优异的防火保温性能，防火等级为A1级，导热系数为0.045（W/(m.k)）,可广泛应用于电子洁净厂房的防排烟风管芯材。
具体实施方式
下面将对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供一种适用于电子洁净厂房的零VOC漂珠防排烟风管材料的制备；材料属于无机材料领域，具备明显环保优势，不含VOC。同时具有密度小，耐火等级A1级，导热系数为0.045（W/(m.k)）等优点，适用于电子洁净厂房。
本实施例所采用的高铝粉煤灰取自内蒙古呼和浩特地区一电厂，硅酸盐水泥为市面出售硅酸盐水泥。其化学成分见表1。
表1高铝粉煤灰和硅酸盐水泥的化学成分
实施例1：
步骤一、将高铝粉煤灰与硅酸盐水泥混合均匀，硅酸盐水泥采用高含量硅酸三钙硅酸盐水泥，硅酸三钙含量为50~60%。然后再加入总质量3％的微量添加剂，研磨至0 .15mm以下，得到混合原料；所述高铝粉煤灰与硅酸盐水泥的质量和为总质量，高铝粉煤灰的质量为总质量的75％；硅酸盐水泥的质量为总质量的25％；
步骤二、将步骤一得到的混合原料与水按液固质量比15混合，均匀制浆后注入反应釜进行动态水热合成反应。
步骤三、将反应过后的浆液依次进行过滤、洗涤和干燥处理，然后进入压模机进行模压成型，制成1200mm*1200mm*3.0mm零VOC漂珠防排烟风管材料。
本实施例的零VOC漂珠防排烟风管材料是将75kg的上述高铝粉煤灰和25kg的上述生石灰混合后采用球磨机将其磨细至所有粒度均小0.15mm，再加入0.6kg的硫酸钠和0.4kg的硫酸铝，然后按照液固比为15加入1515kg的水混合均匀后放入高压反应釜中，控制反应温度为195℃，反应压力2 .83MPa，90-100℃保温60min，150℃保温30min，180℃保温20min，195℃保温反应4 .0h，升温过程中搅拌速度为280rpm，保温过程中搅拌速度为200rpm，升温速率为2℃/min，反应结束后冷却产物至90℃，然后过滤反应产物，将所得到的滤饼在温度为95℃下干燥6.0h后，得到零VOC漂珠防排烟风管材料。
上述得到的零VOC漂珠防排烟风管材料的含水率质量百分数为4.5％，密度为170kg/m³，导热系数为0.045W/(m·K)，抗压强度为1.38MPa，抗折强度为0.58MPa，最高使用温度为1300℃。
本发明相对于背景技术来讲，具有如下优点：
其1，VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写。普通意义上的VOC就是指挥发性有机物。但是环保意义上的定义是指活泼的一类挥发性有机物，即会产生危害的那一类挥发性有机物。这些挥发性有机物包括甲醛、氨、乙二醇、酯类等物质。VOC对一些精密电子仪器的精确性也会有一定影响，在电子洁净厂房中需要严格控制。
而本发明全部采用无机材料可以真正达到零VOC,对高精密电子仪器不会产生影响，满足高洁净度要求。
其2，传统的防火保温材料，如市面上的纤维增强硅酸盐防火板，其密度相对较大，为950(kg/m³）＜ρ≤1400(kg/m³），ρ代表密度。增加了材料运输的成本以及现场风管安装的难度。同时因为材料密度大，导致最终的风管成品重量较大，对风管本身的结构和吊杆及支撑构件的承载力提出了更高的要求。
而本发明主原料高铝粉煤灰结构为空心球，呈灰白色，壁薄中空，材料密度小，由此制成的零VOC漂珠防排烟风管材料密度在110-300kg/m³之间。运输成本小，同时方便风管的制作与安装，且成品风管重量轻，对结构要求低。
其3，在电子洁净厂房内部需要严格控制洁净度，所以对风管的制作及安装就提出了比较高的要求，主要包括粉尘、噪音控制等。
而本发明材料在工厂直接复合加工而成，现场大大减少切割加工等，满足粉尘及噪音控制要求。
其4，新规范下防排烟风管对于管道的耐火极限的判定必须按照《通风管道耐火试验方法》GB/T 17428的测试方法，当耐火完整性和隔热性同时达到时，方能视作符合要求。同时耐火极限不仅对材料本身的不燃性做出了规定，更对用材料构成的系统的结构性、完整性和隔热性提出了明确要求，在此背景下防排烟风管所用的材料必须有更高的防火和保温性能，能够满足规范要求。
而本发明全部采用无机不燃材料，具备A1级防火及0.045（W/(m.k)）导热系数。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
