一種用於牆體的輕質抗震保溫材料及其製備方法與流程

2023-09-16 17:39:30 1

本發明涉及節能保溫材料
技術領域：
，特別涉及用於牆體的輕質抗震保溫材料及其製備方法。
背景技術：
：目前在國際上，能源問題已成為一個突出的矛盾。我國因經濟高速發展而使能源與環保問題的矛盾更加突出。我國目前是世界上最大的建築市場，每年新增約有20億m2建築，其中95%以上是高能耗建築，若不採取節能措施，到2020年全國能源將有50%消耗在建築上，將給國家經濟和能源帶來巨大損失。建築節能的主要目的是降低能源消耗，同時減少環境汙染。政府相繼以法律及文件的形式出臺了專項政策，大力推動建築節能工作，建築節能已成為我國能源可持續發展的戰略決策。因此建築節能必須與社會經濟可持續發展、生態環境保護等協調發展，這就促使了人們對於建築材料的保溫隔熱性能、實用價值、材料的穩定性和使用壽命、工藝技術的可靠性、生態環保性和可循環利用等方面進行重點研究和開發。我國現階段所使用的建築節能保溫材料主要有以下幾類：（1）無機保溫材料，以巖棉、玻璃棉和膨脹珍珠巖為主，是最先發展起來的保溫材料，對建築節能保溫起到了積極的作用。無機保溫材料耐酸鹼、耐腐蝕、不開裂、不脫落、穩定性高，不存在老化問題，與建築牆體同壽命。施工簡便，適用範圍廣，適用於各種牆體基層材質和各種形狀複雜牆體的保溫。而且全封閉、無接縫、無空腔，沒有冷熱橋產生。不但可以做外牆外保溫還可以做外牆內保溫，或者外牆內外同時保溫及屋頂的保溫和地熱的隔熱層。防火阻燃安全性好，可廣泛用於密集型住宅、公共建築、大型公共場所、易燃易爆場所、對防火要求嚴格場所。還可作為防火隔離帶施工，提高建築防火標準。然而同時存在以下主要缺點：保溫性能差、佔地面積大；抗撞擊和受壓強度差；吸溼性大、環保性能差，在施工和應用中對人體有害。（2）聚氨酯pu硬泡節能保溫材料，是目前無機和有機保溫材料導熱係數最低的一種材料。在達到同樣隔熱效果條件下，它使用的保溫材料厚度最小。pu硬泡呈閉孔結構，閉孔率高達95%以上，具有優良的防水、隔汽性能，能阻隔水及水蒸氣滲透使牆體保持一個良好的穩定絕熱狀態，這是目前其它保溫材料不具備的優點。聚氨酯pu硬泡節能保溫材料具有一定的韌性，不易產生開裂現象，耐衝擊性能優良，具有較強的抵抗外力的能力。但是國內產品的環保、阻燃和消煙性能不過關，在燃燒時易產生大量濃煙，引起人員傷亡。國內的幾起火災使人們對聚氨酯硬泡節能保溫材料的防火性能產生擔憂，有些地方甚至規定不許在高層及公共場所建築使用該材料。（3）聚苯乙烯泡沫保溫材料，目前我國建築節能有機發泡類保溫材料有發泡聚苯板eps、擠塑聚苯板xps、噴塗聚氨酯spu及聚苯顆粒等，輔助材料是聚合物粘結砂漿、界面處理劑或界面砂漿、專用膨脹螺釘、耐鹼玻纖網和鍍鋅鋼絲網等。塑料板材類保溫材料的施工工藝一般是先粘後釘、界面處理或專用處理劑、貼網、抹抗裂砂漿等。有機保溫材料具有重量輕、可加工性能好、緻密性好、保溫隔熱效果好的特點。聚苯乙烯泡沫保溫材料是一種熱塑性材料，比無機保溫材料性能更加優越，但在使用過程中逐漸暴露出它的一些缺點：聚苯乙烯保溫材料有空腔結構，外界空氣容易通過縫隙在空腔流動而影響保溫效果；抗風揭性差：eps抗拉強度在乾燥狀況下，僅為0.1mpa，浸水後的抗拉強度更低，因而eps一般不用於高層建築；聚苯乙烯保溫材料要求存放40天後才能用於施工，在實際中很難做到，所以應用eps保溫的工程易出現裂縫、牆體透溼和返水現象。聚苯乙烯保溫材料大都採用氟利昂發泡，易造成大氣汙染，遇火高溫下產生熔滴，易發生二次燃燒且具有極快的火焰傳播速度。因此公共場所和高層建築採用此類保溫材料必須謹慎。（4）複合型材料，指利用處理過的農作物秸杆、具有保溫性能並經無害化處理的垃圾及通過發泡等技術手段生產的空心材料等。複合材料的保溫隔熱效果好，它具有無機材料的很多優點：防火阻燃、變形係數小、抗老化、性能穩定、生態環保性好、保溫層強度高、使用壽命長、施工難度小、工程成本低等優點，而且其原材料來源廣泛、能耗低，可節約資源，提高資源的循環再利用率。但複合材料仍然處於研製開發階段，沒有市場化。此外，正在發展起來的新型保溫材料如隔熱塗料、防輻射塗料等，這些材料有一定的保溫隔熱效果，應用上也取得了一些進展，但其性能和應用上存在局限性：一是成本較高，二是塗層老化快，使用壽命有限。綜上所述，目前市場上的節能保溫材料在使用效果上還存在著諸多欠缺，給上述材料的應用帶來了諸多限制，使得建築物整體無法達到理想的質量水準，同時也給建築節能總體目標的實現帶來了不小的挑戰。技術實現要素：為解決上述技術問題，本發明提供用於牆體的輕質抗震保溫材料，通過採用特定的原料進行組合，配合特定的生產工藝，使得製備而成的保溫材料體積密度小、抗震性能好、保溫效果優異，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。本發明的目的可以通過以下技術方案實現：用於牆體的輕質抗震保溫材料，由下列重量份的原料製成：聚苯乙烯泡沫顆粒40-50份、氫化丁腈橡膠32-38份、丙烯酸乳液聚合物25-35份、重晶石粉20-26份、憎水珍珠巖18-22份、乙酸異丁酸蔗糖酯12-16份、丙烯酸羥乙酯10-15份、聚對苯二甲酸乙二醇酯8-12份、甲基乙烯基矽橡膠6-10份、玻璃纖維粉4-6份、琥珀酸醋酸纖維素4-6份、二乙基硫代氨基甲醯氯2-4份、粘合劑3-5份、表面活性劑3-5份、蒸餾水150份。優選地，所述粘合劑選自磷酸二氫鋁、乙烯丙烯共聚物、脲醛樹脂中的任意一種。優選地，所述表面活性劑選自脂肪醇聚氧乙烯醚、聚丙烯醯胺、甲基矽油中的任意一種。所述的用於牆體的輕質抗震保溫材料的製備方法，包括以下步驟：（1）按照所述重量份準確稱取各原料；（2）將重晶石粉、憎水珍珠巖、玻璃纖維粉共同置於球磨機中進行球磨處理，隨後過250-350目篩，得初步混合料；（3）將聚苯乙烯泡沫顆粒、丙烯酸乳液聚合物、乙酸異丁酸蔗糖酯、丙烯酸羥乙酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、二乙基硫代氨基甲醯氯置於攪拌機中進行攪拌處理，攪拌速度為120-150r/min，至原料完全混和均勻後，加入初步混合料和蒸餾水，抽真空條件下以180-220r/min的速度攪拌15-20min，得中間混合料；（4）將中間混合料送入反應釜，調節反應釜內溫度為110-120℃，再加入氫化丁腈橡膠、甲基乙烯基矽橡膠、琥珀酸醋酸纖維素、粘合劑、表面活性劑，以120-180r/min的速度攪拌15-20min，隨後將反應釜內溫度升至150-160℃，繼續攪拌20-30min，得最終混合料；（5）將最終混合料送入模具成型機壓製成型，壓制溫度為100-110℃，壓制壓力為13-15mpa，壓制時間為3-4h，壓制後將成型材料冷卻至室溫，靜置5h，得成品材料。優選地，所述步驟（2）中的球磨處理採用行星式球磨機，球磨機的轉速為220-280r/min，球磨時間為1-2h。優選地，所述步驟（3）中，抽真空的真空度為0.02-0.06mpa。本發明與現有技術相比，其有益效果為：（1）本發明的用於牆體的輕質抗震保溫材料以聚苯乙烯泡沫顆粒、氫化丁腈橡膠、丙烯酸乳液聚合物、重晶石粉、憎水珍珠巖為主要成分，通過加入乙酸異丁酸蔗糖酯、丙烯酸羥乙酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、甲基乙烯基矽橡膠、玻璃纖維粉、琥珀酸醋酸纖維素、二乙基硫代氨基甲醯氯、粘合劑、表面活性劑、蒸餾水，輔以球磨、真空攪拌、升溫攪拌、壓製成型等工藝，使得製備而成的保溫材料體積密度小、抗震性能好、保溫效果優異，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。（2）本發明的用於牆體的輕質抗震保溫材料原料廉價、工藝簡單，適於大規模工業化運用，實用性強。具體實施方式下面結合具體實施例對發明的技術方案進行詳細說明。實施例1（1）按所述重量份準確稱取聚苯乙烯泡沫顆粒40份、氫化丁腈橡膠32份、丙烯酸乳液聚合物25份、重晶石粉20份、憎水珍珠巖18份、乙酸異丁酸蔗糖酯12份、丙烯酸羥乙酯10份、聚對苯二甲酸乙二醇酯8份、甲基乙烯基矽橡膠6份、玻璃纖維粉4份、琥珀酸醋酸纖維素4份、二乙基硫代氨基甲醯氯2份、磷酸二氫鋁3份、脂肪醇聚氧乙烯醚3份、蒸餾水150份；（2）將重晶石粉、憎水珍珠巖、玻璃纖維粉共同置於行星式球磨機中進行球磨處理，球磨機的轉速為220r/min，球磨時間為1h，隨後過250目篩，得初步混合料；（3）將聚苯乙烯泡沫顆粒、丙烯酸乳液聚合物、乙酸異丁酸蔗糖酯、丙烯酸羥乙酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、二乙基硫代氨基甲醯氯置於攪拌機中進行攪拌處理，攪拌速度為120r/min，至原料完全混和均勻後，加入初步混合料和蒸餾水，在真空度為0.02mpa條件下以180r/min的速度攪拌15min，得中間混合料；（4）將中間混合料送入反應釜，調節反應釜內溫度為110℃，再加入氫化丁腈橡膠、甲基乙烯基矽橡膠、琥珀酸醋酸纖維素、磷酸二氫鋁、脂肪醇聚氧乙烯醚，以120r/min的速度攪拌15min，隨後將反應釜內溫度升至150℃，繼續攪拌20min，得最終混合料；（5）將最終混合料送入模具成型機壓製成型，壓制溫度為100℃，壓制壓力為13mpa，壓制時間為3h，壓制後將成型材料冷卻至室溫，靜置5h，得成品材料。製得的用於牆體的輕質抗震保溫材料的性能測試結果如表1所示。實施例2（1）按所述重量份準確稱取聚苯乙烯泡沫顆粒45份、氫化丁腈橡膠35份、丙烯酸乳液聚合物30份、重晶石粉23份、憎水珍珠巖20份、乙酸異丁酸蔗糖酯14份、丙烯酸羥乙酯12份、聚對苯二甲酸乙二醇酯10份、甲基乙烯基矽橡膠8份、玻璃纖維粉5份、琥珀酸醋酸纖維素5份、二乙基硫代氨基甲醯氯3份、乙烯丙烯共聚物4份、聚丙烯醯胺4份、蒸餾水150份；（2）將重晶石粉、憎水珍珠巖、玻璃纖維粉共同置於行星式球磨機中進行球磨處理，球磨機的轉速為250r/min，球磨時間為1.5h，隨後過300目篩，得初步混合料；（3）將聚苯乙烯泡沫顆粒、丙烯酸乳液聚合物、乙酸異丁酸蔗糖酯、丙烯酸羥乙酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、二乙基硫代氨基甲醯氯置於攪拌機中進行攪拌處理，攪拌速度為135r/min，至原料完全混和均勻後，加入初步混合料和蒸餾水，在真空度為0.04mpa條件下以200r/min的速度攪拌17min，得中間混合料；（4）將中間混合料送入反應釜，調節反應釜內溫度為115℃，再加入氫化丁腈橡膠、甲基乙烯基矽橡膠、琥珀酸醋酸纖維素、乙烯丙烯共聚物、聚丙烯醯胺，以150r/min的速度攪拌18min，隨後將反應釜內溫度升至155℃，繼續攪拌25min，得最終混合料；（5）將最終混合料送入模具成型機壓製成型，壓制溫度為105℃，壓制壓力為14mpa，壓制時間為3.5h，壓制後將成型材料冷卻至室溫，靜置5h，得成品材料。製得的用於牆體的輕質抗震保溫材料的性能測試結果如表1所示。實施例3（1）按所述重量份準確稱取聚苯乙烯泡沫顆粒50份、氫化丁腈橡膠38份、丙烯酸乳液聚合物35份、重晶石粉26份、憎水珍珠巖22份、乙酸異丁酸蔗糖酯16份、丙烯酸羥乙酯15份、聚對苯二甲酸乙二醇酯12份、甲基乙烯基矽橡膠10份、玻璃纖維粉6份、琥珀酸醋酸纖維素6份、二乙基硫代氨基甲醯氯4份、脲醛樹脂5份、甲基矽油5份、蒸餾水150份；（2）將重晶石粉、憎水珍珠巖、玻璃纖維粉共同置於行星式球磨機中進行球磨處理，球磨機的轉速為280r/min，球磨時間為2h，隨後過350目篩，得初步混合料；（3）將聚苯乙烯泡沫顆粒、丙烯酸乳液聚合物、乙酸異丁酸蔗糖酯、丙烯酸羥乙酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、二乙基硫代氨基甲醯氯置於攪拌機中進行攪拌處理，攪拌速度為150r/min，至原料完全混和均勻後，加入初步混合料和蒸餾水，在真空度為0.06mpa條件下以220r/min的速度攪拌20min，得中間混合料；（4）將中間混合料送入反應釜，調節反應釜內溫度為120℃，再加入氫化丁腈橡膠、甲基乙烯基矽橡膠、琥珀酸醋酸纖維素、脲醛樹脂、甲基矽油，以180r/min的速度攪拌20min，隨後將反應釜內溫度升至160℃，繼續攪拌30min，得最終混合料；（5）將最終混合料送入模具成型機壓製成型，壓制溫度為110℃，壓制壓力為15mpa，壓制時間為4h，壓制後將成型材料冷卻至室溫，靜置5h，得成品材料。製得的用於牆體的輕質抗震保溫材料的性能測試結果如表1所示。實施例4（1）按所述重量份準確稱取聚苯乙烯泡沫顆粒50份、氫化丁腈橡膠32份、丙烯酸乳液聚合物35份、重晶石粉20份、憎水珍珠巖22份、乙酸異丁酸蔗糖酯12份、丙烯酸羥乙酯15份、聚對苯二甲酸乙二醇酯8份、甲基乙烯基矽橡膠10份、玻璃纖維粉4份、琥珀酸醋酸纖維素6份、二乙基硫代氨基甲醯氯2份、磷酸二氫鋁5份、聚丙烯醯胺3份、蒸餾水150份；（2）將重晶石粉、憎水珍珠巖、玻璃纖維粉共同置於行星式球磨機中進行球磨處理，球磨機的轉速為280r/min，球磨時間為1h，隨後過350目篩，得初步混合料；（3）將聚苯乙烯泡沫顆粒、丙烯酸乳液聚合物、乙酸異丁酸蔗糖酯、丙烯酸羥乙酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、二乙基硫代氨基甲醯氯置於攪拌機中進行攪拌處理，攪拌速度為120r/min，至原料完全混和均勻後，加入初步混合料和蒸餾水，在真空度為0.06mpa條件下以180r/min的速度攪拌20min，得中間混合料；（4）將中間混合料送入反應釜，調節反應釜內溫度為110℃，再加入氫化丁腈橡膠、甲基乙烯基矽橡膠、琥珀酸醋酸纖維素、磷酸二氫鋁、聚丙烯醯胺，以180r/min的速度攪拌15min，隨後將反應釜內溫度升至160℃，繼續攪拌20min，得最終混合料；（5）將最終混合料送入模具成型機壓製成型，壓制溫度為110℃，壓制壓力為13mpa，壓制時間為4h，壓制後將成型材料冷卻至室溫，靜置5h，得成品材料。製得的用於牆體的輕質抗震保溫材料的性能測試結果如表1所示。對比例1（1）按所述重量份準確稱取聚苯乙烯泡沫顆粒45份、氫化丁腈橡膠35份、丙烯酸乳液聚合物30份、重晶石粉23份、憎水珍珠巖20份、乙酸異丁酸蔗糖酯14份、丙烯酸羥乙酯12份、聚對苯二甲酸乙二醇酯10份、甲基乙烯基矽橡膠8份、玻璃纖維粉5份、琥珀酸醋酸纖維素5份、乙烯丙烯共聚物4份、聚丙烯醯胺4份、蒸餾水150份；（2）將重晶石粉、憎水珍珠巖、玻璃纖維粉共同置於行星式球磨機中進行球磨處理，球磨機的轉速為250r/min，球磨時間為1.5h，隨後過300目篩，得初步混合料；（3）將聚苯乙烯泡沫顆粒、丙烯酸乳液聚合物、乙酸異丁酸蔗糖酯、丙烯酸羥乙酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯置於攪拌機中進行攪拌處理，攪拌速度為135r/min，至原料完全混和均勻後，加入初步混合料和蒸餾水，在真空度為0.04mpa條件下以200r/min的速度攪拌17min，得中間混合料；（4）將中間混合料送入反應釜，調節反應釜內溫度為115℃，再加入氫化丁腈橡膠、甲基乙烯基矽橡膠、琥珀酸醋酸纖維素、乙烯丙烯共聚物、聚丙烯醯胺，以150r/min的速度攪拌18min，隨後將反應釜內溫度升至155℃，繼續攪拌25min，得最終混合料；（5）將最終混合料送入模具成型機壓製成型，壓制溫度為105℃，壓制壓力為14mpa，壓制時間為3.5h，壓制後將成型材料冷卻至室溫，靜置5h，得成品材料。製得的用於牆體的輕質抗震保溫材料的性能測試結果如表1所示。對比例2（1）按所述重量份準確稱取聚苯乙烯泡沫顆粒50份、氫化丁腈橡膠32份、丙烯酸乳液聚合物35份、重晶石粉20份、憎水珍珠巖22份、乙酸異丁酸蔗糖酯12份、丙烯酸羥乙酯15份、聚對苯二甲酸乙二醇酯8份、甲基乙烯基矽橡膠10份、琥珀酸醋酸纖維素6份、二乙基硫代氨基甲醯氯2份、磷酸二氫鋁5份、聚丙烯醯胺3份、蒸餾水150份；（2）將重晶石粉、憎水珍珠巖共同置於行星式球磨機中進行球磨處理，球磨機的轉速為280r/min，球磨時間為1h，隨後過350目篩，得初步混合料；（3）將聚苯乙烯泡沫顆粒、丙烯酸乳液聚合物、乙酸異丁酸蔗糖酯、丙烯酸羥乙酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、二乙基硫代氨基甲醯氯置於攪拌機中進行攪拌處理，攪拌速度為120r/min，至原料完全混和均勻後，加入初步混合料和蒸餾水，在真空度為0.06mpa條件下以180r/min的速度攪拌20min，得中間混合料；（4）將中間混合料送入反應釜，調節反應釜內溫度為110℃，再加入氫化丁腈橡膠、甲基乙烯基矽橡膠、琥珀酸醋酸纖維素、磷酸二氫鋁、聚丙烯醯胺，以180r/min的速度攪拌15min，隨後將反應釜內溫度升至160℃，繼續攪拌20min，得最終混合料；（5）將最終混合料送入模具成型機壓製成型，壓制溫度為110℃，壓制壓力為13mpa，壓制時間為4h，壓制後將成型材料冷卻至室溫，靜置5h，得成品材料。製得的用於牆體的輕質抗震保溫材料的性能測試結果如表1所示。將實施例1-4和對比例1-2的用於牆體的輕質抗震保溫材料分別進行體積密度、緩衝係數、導熱係數這幾項性能測試。表1　體積密度（kg/m3）緩衝係數導熱係數（w/m·k）實施例12581.290.033實施例22371.230.027實施例32411.260.030實施例42441.280.031對比例12611.440.040對比例22651.470.041本發明的用於牆體的輕質抗震保溫材料以聚苯乙烯泡沫顆粒、氫化丁腈橡膠、丙烯酸乳液聚合物、重晶石粉、憎水珍珠巖為主要成分，通過加入乙酸異丁酸蔗糖酯、丙烯酸羥乙酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、甲基乙烯基矽橡膠、玻璃纖維粉、琥珀酸醋酸纖維素、二乙基硫代氨基甲醯氯、粘合劑、表面活性劑、蒸餾水，輔以球磨、真空攪拌、升溫攪拌、壓製成型等工藝，使得製備而成的保溫材料體積密度小、抗震性能好、保溫效果優異，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。本發明的用於牆體的輕質抗震保溫材料原料廉價、工藝簡單，適於大規模工業化運用，實用性強。以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的
技術領域：
，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。當前第1頁12