一种碳包覆粉煤灰空心微珠复合隔热填料及其制备方法

    专利查询2026-01-03  15


    本发明涉及隔热填料,具体涉及一种碳包覆粉煤灰空心微珠复合隔热填料及其制备方法。


    背景技术:

    1、空心微珠是一种中空的球形颗粒,是粉煤灰中最重要的增值材料之一。空心微珠的独特性能包括重量轻、填充系数好、绝缘性增强、流动特性改善、吸水率低、抗压强度高、化学惰性和耐热性好,使其具有广泛的工业应用。但粉煤灰中分离出来的空心微珠效果并不是很理想,用碳包覆空心微珠可以提高空心微珠的隔热性能。促进粉煤灰空心微珠在隔热填料中的应用。

    2、尽管粉煤灰中的空心微珠具有上述诸多优点,但直接从粉煤灰中分离出来的空心微珠在性能上往往存在一定的局限性,特别是其隔热性能可能不够理想。这限制了其在高端隔热材料或要求更高隔热性能的应用场景中的使用。鉴于我国每年产生的粉煤灰数量庞大,其中含有大量的空心微珠,因此,深入探究粉煤灰空心微珠的性质和应用具有重要的学术和实践意义。


    技术实现思路

    1、为克服上述现有技术的不足,发明的目的在于提供一种碳包覆空心微珠的新型隔热填料及其制备方法。通过在空心微珠表面包覆一层碳材料,可以显著提高其隔热性能。碳层作为一种高效的隔热屏障,能够进一步降低微珠的热传导率,从而提升整个材料的隔热效果。此外,碳包覆还可能增强微珠的力学性能、耐候性和化学稳定性,进一步拓宽其应用范围。

    2、为解决上述技术问题,本发明的技术解决方案如下:

    3、一方面,本发明提供一种碳包覆粉煤灰空心微珠隔热填料的制备方法,其特点在于,包括:

    4、步骤1.将空心微珠溶解在去离子水中,通过搅拌使空心微珠均匀分散在去离子水中,得到悬浮液a,其中,空心微珠∶去离子水的质量比为1:(8~10);

    5、步骤2.将无水葡萄糖倒入步骤1所得悬浮液a,并搅拌均匀,使葡萄糖分子逐渐吸附在空心微珠表面或与空心微珠结合,得到混合溶液b,其中,空心微珠∶无水葡萄糖的质量比为(1.2~1.25):1;

    6、步骤3.将所述混合溶液b置于反应釜中加热,使葡萄糖分子发生热解反应在空心微珠表面形成碳包覆层;

    7、步骤4.加热反应完成后,冷却至室温得到样品c;

    8、步骤5.使用去离子水和无水乙醇对步骤4所得样品c进行多次清洗后,干燥处理,即得到碳包覆粉煤灰空心微珠隔热填料。

    9、优选的,所述空心微珠选用粒径为300-400we。

    10、优选的,所述反应釜的温度为170-190℃,反应时间为12-24h。

    11、优选的,所述清洗为离心清洗,转速为8000-10000r/min,时间为5-10min。

    12、优选的,所述干燥处理的烘干温度为80-90℃,烘干时间24-36h。

    13、另一方面,本发明还提供一种碳包覆粉煤灰空心微珠隔热填料,其特征点于,利用上述制备方法的碳碳包覆粉煤灰空心微珠隔热填料,粒径大小在40-100um之间,隔热系数为0.068w/mk。

    14、与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

    15、1)碳包覆层有效降低了热传导路径,增强了热辐射反射能力,使得隔热填料在保持轻质的同时,具有卓越的隔热性能,适用于需要高效隔热的建筑、航空航天、电子电器等领域。

    16、2)使用粉煤灰空心微珠作为基材,不仅实现了工业废弃物的资源化利用,减少了环境污染,还降低了生产成本。同时,无水葡萄糖作为碳源,来源广泛,生物降解性好,整个生产过程符合绿色制造理念。

    17、3)本发明制备方法步骤简单,条件易于控制,不需要复杂设备和高能耗过程,适合大规模工业化生产。此外,离心清洗和烘干步骤的优化设计,提高了生产效率,降低了能耗。

    18、4)通过精细控制工艺参数,确保了产品质量的稳定性和一致性。制备出的隔热填料粒径均匀,隔热性能优异,可广泛应用于各种需要隔热的复合材料中,如保温砂浆、隔热涂料、隔热板材等,市场前景广阔。

    19、5)本发明提高了粉煤灰空心微珠的隔热性,对粉煤灰空心微珠更深入的研究和开发,为其在环境保护和能源转换等领域的未来应用提供了坚实的基础,并展现了其广泛的应用前景。



    技术特征:

    1.一种碳包覆粉煤灰空心微珠隔热填料的制备方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的碳包覆粉煤灰空心微珠隔热填料的制备方法,其特征在于:所述空心微珠选用粒径为300-400we。

    3.根据权利要求1所述的碳包覆粉煤灰空心微珠隔热填料的制备方法,其特征在于:所述反应釜的温度为170-190℃,反应时间为12-24h。

    4.根据权利要求1所述的碳包覆粉煤灰空心微珠隔热填料的制备方法,其特征在于:所述清洗为离心清洗,转速为8000-10000r/min,时间为5-10min。

    5.根据权利要求1所述的碳包覆粉煤灰空心微珠隔热填料的制备方法,其特征在于:所述干燥处理的烘干温度为80-90℃,烘干时间24-36h。

    6.一种碳包覆粉煤灰空心微珠隔热填料,其特征在于,利用权利要求1-5任一项所述的制备方法得到。

    7.根据权利要求6所述的碳包覆粉煤灰空心微珠隔热填料,其特征在于,所述碳碳包覆粉煤灰空心微珠隔热填料,粒径大小在40-100um之间,隔热系数为0.068w/mk。


    技术总结
    本发明公开了一种碳包覆空心微珠的新型隔热填料及其制备方法,包括将无水葡萄糖、空心微珠和蒸馏水混合,搅拌均匀,制得混合溶液,待混合溶液内没有块状物,停止搅拌,将所述混合溶液放置于反应釜内水热处理,待反应结束,自然冷却至室温,离心收集样品,样品用去离子水和无水乙醇洗涤,干燥得到碳包覆空心微珠这种新型隔热填料。本发明的有益效果:本发明提供的制备方法工艺简单可控、操作条件温和,所得到的新型填料导热系数为0.068W/Mk。

    技术研发人员:何平,沈锐,胡天阳,何康赛,蔡骞
    受保护的技术使用者:上海电力大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-33414.html

    最新回复(0)