一種新型保溫板及其製備方法

2023-04-30 02:14:06 3

一種新型保溫板及其製備方法
【專利摘要】本發明提供一種新型保溫板，其有效組分包括70-95重量份的無機保溫顆粒和5-30重量份的有機包覆膜材料，通過在每個無機保溫顆粒的外表面包覆上所述有機包覆膜材料，形成「膠囊」式的無機-有機複合保溫單元，再利用固化劑將所述「膠囊」式的無機-有機複合保溫單元連接成起來，並在模具內形成板材，即為所述新型保溫板，本發明所述新型保溫板能在提高機械強度的同時還避免了無機保溫顆粒外露吸水，並將空氣限制在所述「膠囊」式的無機-有機複合保溫單元中，從而有效降低板材內部的空氣流動，減少對流傳熱，導熱係數較小為0.032-0.040W/(m·K)，可真正實現A級不燃，從而所述新型保溫板能兼具優良的防火性能和較好的保溫隔熱性能。
【專利說明】一種新型保溫板及其製備方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種新型保溫板及其製備方法，屬於保溫板【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 目前，外牆用保溫材料可分為有機材料和無機材料，其中有機材料以聚苯材料、發 泡聚氨酯、發泡酚醛樹脂等為主，無機材料以巖棉、發泡水泥、玻璃棉、珍珠巖等為主。從不 同的保溫材料的導熱係數來看，有機保溫材料導熱係數低於無機保溫材料，所以有機材料 保溫性能一般要優於無機材料，例如聚氨酯發泡材料的導熱係數低於無機保溫材料，所以 有機材料保溫性能一般要優於無機材料，例如聚氨酯發泡材料的導熱係數為〇. 025-0. 028， 水泥基發泡材料導熱係數〇. 042-0. 051。然而，有機材料相對於無機材料來說，雖然保溫性 能有優勢，但防火性能卻低於無機保溫材料，例如聚氨酯發泡材料為B1/B2級，而水泥基發 泡材料為A1級。而無機材料雖有強度高、防火性能好等很多優點，但其保溫隔熱效果卻遠 不如有機材料，施工工藝和方法也不及有機材料成熟便利。在外牆保溫技術發展的初期比 較看重保溫性能，然而，尤其是近年來經歷了幾次外牆有機保溫材料被引燃導致的幾次大 的火災，造成了大量的人員傷亡和巨大經濟損失事件後，外牆保溫體系的防火問題引起了 有關部門的重視，特別是消防部門對外牆保溫材料的防火性能提出了較高的要求。
[0003] 中國專利文獻CN102924001A公開了一種新型膨脹珍珠巖保溫板，其原料組成包 括：50-80 %的膨脹珍珠巖、10-40 %的無機膠黏劑和有機膠黏劑、0-10 %纖維以及0-10 % 的改性添加劑。並採用如下方法製備：（1)先將無機膠黏劑、有機膠黏劑、改性添加劑加膨 脹珍珠巖重量的1. 2倍的水稀釋，均勻混合製成均質混合膠；（2)在所述混合膠中加入膨 脹珍珠巖，充分攪拌均勻，製成均質混合料；（3)將所述混合料裝入模具，並用5-15mm/min、 0. 4-1. 5MPa的壓力模壓成型；（4)將成型後的胚體在50-300°C的乾燥設備中乾燥。上述方 法製備得到的新型膨脹珍珠巖保溫板，雖然防火性能較好，然而仍存在吸水性強、機械強度 小的問題，並且板材的體積密度大、膨脹珍珠巖顆粒之間的接觸點大，孔隙率小，板材內顆 粒本身的固體熱傳導大，從而導致板材整體的導熱係數較大；此外，較大比例無機膠粘劑的 加入，嚴重影響產品的導熱係數，所用無機膠粘劑的固化時間較長且難以控制。


【發明內容】

[0004] 為此，本發明所要解決的技術問題在於現有技術製備得到的新型膨脹珍珠巖保溫 板仍存在吸水性強、機械強度小、導熱係數大的缺陷，從而提出一種兼具防火和保溫隔熱性 能的新型保溫板及其製備方法。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案：
[0006] -種新型保溫板，採用如下原料製備：無機保溫顆粒，70-95重量份；有機包覆膜 材料，5-30重量份；固化劑，1-5重量份；其中，所述無機保溫顆粒包括膨脹珍珠巖、玻化微 珠、泡沫玻璃、陶瓷微珠中的一種或多種的混合物，所述有機包覆膜材料包括聚氨酯、聚苯 乙烯、環氧樹脂、不飽和酚醛樹脂、脲醛樹脂中的一種或多種的混合物。
[0007] 所述原料的組成如下：無機保溫顆粒，80-90重量份；有機包覆膜材料，10-20重量 份；固化劑，0.5-5重量份。
[0008] 所述無機保溫顆粒為多孔結構，粒徑為0. 2_3mm，孔隙率為80-95%。
[0009] 所述固化劑包括六次甲基四胺、對苯甲磺酸、脂肪族多元胺、聚醯胺中的一種或多 種的混合物。
[0010] 其原料組分還包括0. 2-2重量份的改性劑,0. 4-10重量份的無機微粉；0. 1-2重量 份的發泡劑。
[0011] 所述改性劑包括矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、硬脂酸中的一種或多 種的混合物，所述無機微粉包括二氧化矽、碳酸鈣、碳化矽、氧化鋁、石墨中的一種或多種的 混合物，所述發泡劑包括低沸點的烷烴、氟碳化合物、陰離子表面活性劑中的一種或多種 的混合物。
[0012] 一種製備所述的新型保溫板的方法，其包括如下步驟：
[0013] (1)按照上述重量份取所述有機包覆膜材料並用5-20重量份的第一溶劑稀釋，即 得包被漿料；
[0014] (2)按照上述重量份取所述無機保溫顆粒並加入到步驟（1)所述包被漿料中，在 攪拌條件下使其充分混合5-10min，製得無機-有機複合保溫單元；
[0015] (3)向步驟（2)製備得到的所述無機-有機複合保溫單元中噴入用第二溶劑稀釋 處理過的固化劑，並在攪拌條件下充分混合5-10min，之後轉移到模具中，經固化成型、脫 模、切割即得所述的新型保溫板。
[0016] 一種製備所述的新型保溫板的方法，其包括如下步驟：
[0017] (1)按照上述重量份取所述有機包覆膜材料、改性劑、無機微粉和發泡劑並混合， 用5-20重量份的第一溶劑對混合後的物料進行稀釋，即得包被漿料；
[0018] (2)按照上述重量份取所述無機保溫顆粒並加入到步驟（1)所述包被漿料中，在 攪拌條件下使其充分混合5-10min，製得無機-有機複合保溫單元；
[0019] (3)向步驟（2)形成的無機-有機複合保溫單元中噴入用第二溶劑稀釋處理的固 化劑，並在攪拌條件下充分混合5-10min，之後轉移到模具中，經固化成型、脫模、切割即得 所述的新型保溫板。
[0020] 所述第一溶劑和第二溶劑分別為丙酮、乙醇、二甲苯、水中的任意一種或多種。
[0021] 步驟（3)中，所述固化成型的溫度為40-150°C，固化時間為12-48小時。
[0022] 本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：
[0023] (1)本發明所述的新型保溫板，其有效組分包括70-95重量份的無機保溫顆粒和 5-30重量份的有機包覆膜材料，通過在每個無機保溫顆粒的外表面包覆上所述有機包覆 膜材料，形成"膠囊"式的無機-有機複合保溫單元，再利用固化劑將所述"膠囊"式的無 機-有機複合保溫單元連接成起來，並在模具內形成板材，即為所述新型保溫板，從而將無 機保溫顆粒防火性能與有機包覆膜材料的保溫性能較好地結合起來，且所述有機包覆膜材 料可增強內部無機保溫顆粒的機械強度，提高其抗壓強度，較之現有技術製備得到的新型 膨脹珍珠巖保溫板仍存在吸水性強、機械強度小、導熱係數大的問題，本發明所述新型保溫 板能在提高機械強度的同時還避免了無機保溫顆粒外露吸水，並將空氣限制在所述"膠囊" 式的無機-有機複合保溫單元中，從而有效降低板材內部的空氣流動，減少對流傳熱，導熱 係數較小為0. 032-0. 040WAm · K)，可真正實現A級不燃，從而所述新型保溫板能兼具優良 的防火性能和較好的保溫隔熱性能。
[0024] (2)本發明所述的新型保溫板，所述無機保溫顆粒為多孔結構，其粒徑優選為 0. 2-3_，所述粒徑有利於形成"膠囊"式的無機-有機複合保溫單元，從而可將空氣隔離在 "膠囊"式無機-有機複合保溫單元內部，大幅度減少氣體對流傳熱，加之所述無機保溫顆粒 本身具有多孔結構，顆粒壁薄，顆粒本身的固體熱傳導較低，因而確保了所述新型保溫板具 有優異的保溫隔熱性能。
[0025] (3)本發明所述的新型保溫板，其原料組分還包括0. 4-10重量份的無機微粉，並 添加到所述有機包覆膜材料組分中共同作為包被漿料，從而使得形成"膠囊"式無機-有機 複合保溫單元的防火性能和耐老化性能得以大幅度提高。
[0026] (4)本發明所述的新型保溫板的製備方法，通過採用有機包覆膜材料將無機保溫 顆粒包覆形成一個個獨立的隔熱性能好的"膠囊"式的無機-有機複合保溫單元，再利用 固化劑經固化成型將所述"膠囊"式的無機-有機複合保溫單元連接起來，在模具內形成板 材，較之現有技術中通常採用高強度壓力在模具內把膨脹珍珠巖顆粒先進行擠壓，再在一 定溫度和時間下用粘結劑將顆粒固定成型，形成板材的體積密度較大，導熱係數大，易吸水 性強，機械強度低，本發明方法製備得的到所述新型保溫板不僅降低了體積密度，還提高了 機械強度，不易吸水，導熱係數較小，實現了無機保溫顆粒防火性能與有機包覆膜材料保溫 性能的較好結合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例並結合 附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
[0028] 圖1是本發明所述新型保溫板的結構示意圖；
[0029] 圖2是圖1中A區域結構的放大圖。

【具體實施方式】
[0030] 實施例1
[0031] 本實施例提供一種新型保溫板，結構如圖1和圖2所示，其採用如下原料製備：
[0032] 膨脹珍珠巖顆粒，80kg ;
[0033] 不飽和酚醛樹脂，10kg ;
[0034] 改性劑矽烷偶聯劑，0· 2kg ;
[0035] 二氧化矽微粉，0· 4kg ;
[0036] 發泡劑正戊烷，0. lkg;
[0037] 固化劑六次甲基四胺，0.5kg。
[0038] 所述的新型保溫板，採用如下方法製備：
[0039] (1)按照上述重量取所述有機包覆膜材料、改性劑、無機微粉、發泡劑，並用4kg的 乙醇稀釋後，即得包被漿料；
[0040] (2)按照上述重量取所述膨脹珍珠巖顆粒與步驟（1)所述包被漿料一起加入到 混合機中，所述膨脹珍珠巖顆粒粒徑為0. 2_，孔隙率為85%，在攪拌條件下使其充分混合 5min，使得每個膨脹珍珠巖顆粒外均勻包覆上一層緻密的所述包被漿料，即得"膠囊"式的 無機-有機複合保溫單元；
[0041] (3)向步驟（2)形成的無機-有機複合保溫單元中噴入用8kg乙醇稀釋處理的所 述固化劑，並在攪拌條件下充分混合7min，之後將4. 5kg上述加入固化劑的複合顆粒加入 到規格為1200mmX 600mmX 50mm的模具中進行固化成型，在40°C溫度下固化48小時，脫模、 切割即得所述的新型保溫板，如圖2所示為所述新型保溫板局部結構的放大圖，其中"1" 代筆無機保溫顆粒，"2"代表有機包覆膜材料。
[0042] 實施例2
[0043] 本實施例提供一種新型保溫板，其採用如下原料製備：
[0044] 玻化微珠，90kg;
[0045] 聚氨酯，20kg;
[0046] 改性劑硬脂酸，0· 5kg ;
[0047] 碳酸鈣，3kg;
[0048] 發泡劑石油醚，0· 5kg ;
[0049] 固化劑聚醯胺，lkg。
[0050] 所述的新型保溫板，採用如下方法製備：
[0051] (1)按照上述重量取所述有機包覆膜材料、改性劑、無機微粉、發泡劑，並用4kg的 乙醇稀釋後，即得包被漿料；
[0052] (2)按照上述重量取所述玻化微珠顆粒與步驟（1)所述包被漿料一起加入到混合 機中，所述玻化微珠顆粒粒徑為2. 5_，孔隙率為80 %，在攪拌條件下使其充分混合lOmin， 使得每個膨脹珍珠巖顆粒外均勻包覆上一層緻密的所述包被漿料，即得"膠囊"式的無 機-有機複合保溫單元；
[0053] (3)向步驟（2)形成的無機-有機複合保溫單元中噴入用18kg丙酮稀釋處理的 所述固化劑，並在攪拌條件下充分混合lOmin，之後將4. 5kg上述加入固化劑的複合顆粒加 入到規格為1200mmX600mmX50mm的模具中進行固化成型，在70°C溫度下固化12小時，脫 模、切割即得所述的新型保溫板。
[0054] 實施例3
[0055] 本實施例提供一種新型保溫板，其採用如下原料製備：
[0056] 膨脹珍珠巖、玻化微珠、泡沫玻璃、陶瓷微珠按質量比1:1:1:1組成的混合物， 95kg ；
[0057] 聚氨酯、聚苯乙烯、環氧樹脂、不飽和酚醛樹脂、脲醛樹脂按質量比1 :1:1:1組成 的混合物，30kg ;
[0058] 改性劑為矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、硬脂酸按質量比1 :1:1:1:1 組成的混合物，2kg;
[0059] 二氧化矽、碳酸鈣、碳化矽、氧化鋁、石墨按質量比1:1:1:1組成的混合物，10kg ;
[0060] 發泡劑正庚烷，2kg;
[0061] 固化劑為六次甲基四胺、對苯甲磺酸、脂肪族多元胺、聚醯胺按質量比1:1:1:1組 成的混合物，3kg。
[0062] 所述的新型保溫板，採用如下方法製備：
[0063] (1)按照上述重量取所述有機包覆膜材料、改性劑、無機微粉、發泡劑，並用3kg的 丙酮稀釋後，即得包被漿料；
[0064] (2)按照上述重量取所述無機保溫顆粒與步驟（1)所述包被漿料一起加入到混合 機中，所述無機保溫顆粒粒徑為3_，孔隙率為90 %，在攪拌條件下使其充分混合lOmin，使 得每個膨脹珍珠巖顆粒外均勻包覆上一層緻密的所述包被漿料，即得"膠囊"式的無機-有 機複合保溫單元；
[0065] (3)向步驟（2)形成的無機-有機複合保溫單元中噴入用20kg二甲苯稀釋處理 的所述固化劑，並在攪拌條件下充分混合5min，之後將5kg上述加入固化劑的複合顆粒加 入到規格為1200mmX600mmX50mm的模具中進行固化成型，在45°C溫度下固化15小時，脫 模、切割即得所述的新型保溫板。
[0066] 實施例4
[0067] 本實施例提供一種新型保溫板，其採用如下原料製備：
[0068] 膨脹珍珠巖顆粒，85kg ;
[0069] 不飽和酚醛樹脂，15kg ;
[0070] 改性劑矽烷偶聯劑，0. 25kg ;
[0071] 二氧化矽微粉，2kg;
[0072] 發泡劑正戊烷，0.3kg;
[0073] 固化劑對苯甲磺酸，〇· 8kg。
[0074] 所述的新型保溫板，採用如下方法製備：
[0075] (1)按照上述重量取所述有機包覆膜材料、改性劑、無機微粉、發泡劑，並用4kg的 乙醇稀釋後，即得包被漿料；
[0076] (2)按照上述重量取所述膨脹珍珠巖顆粒與步驟（1)所述包被漿料一起加入到 混合機中，所述膨脹珍珠巖顆粒粒徑為1. 5_，孔隙率為95 %，在攪拌條件下使其充分混合 5min，使得每個膨脹珍珠巖顆粒外均勻包覆上一層緻密的所述包被漿料，即得"膠囊"式的 無機-有機複合保溫單元；
[0077] (3)向步驟（2)形成的無機-有機複合保溫單元中噴入用10kg乙醇稀釋處理的所 述固化劑，並在攪拌條件下充分混合7min，之後將4. 5kg上述加入固化劑的複合顆粒加入 到規格為1200mmX600mmX50mm的模具中進行固化成型，在150°C溫度下固化12小時，脫 模、切割即得所述的新型保溫板。
[0078] 實施例5
[0079] 本實施例提供一種新型保溫板，其採用如下原料製備：
[0080] 膨脹珍珠巖，70kg;
[0081] 不飽和酚醒樹脂，5kg;
[0082] 固化劑脂肪多元胺，0· 5kg。
[0083] 所述的新型保溫板，採用如下方法製備：
[0084] (1)按照上述重量取所述有機包覆膜材料，並用4kg的乙醇稀釋後，即得包被漿 料；
[0085] (2)按照上述重量取所述膨脹珍珠巖與步驟（1)所述包被漿料一起加入到混合機 中，所述膨脹珍珠巖顆粒粒徑為〇. 2mm，孔隙率為85 %，在攪拌條件下使其充分混合lOmin， 使得每個膨脹珍珠巖顆粒外均勻包覆上一層緻密的所述包被漿料，即得"膠囊"式的無 機-有機複合保溫單元；
[0086] (3)向步驟（2)形成的無機-有機複合保溫單元中噴入用5kg丙酮稀釋處理的固 化劑0. 4kg，並在攪拌條件下充分混合lOmin，之後將4. 5kg上述加入固化劑的複合顆粒加 入到規格為1200mmX600mmX50mm的模具中進行固化成型，在45°C溫度下固化15小時，脫 模、切割即得所述的新型保溫板。
[0087] 對比例1
[0088] 本對比例採用現有技術方法製備一種膨脹珍珠巖保溫板，具體步驟如下：
[0089] 將聚合磷酸鋁13kg、純丙乳液5kg及氫氧化鋁5kg，在90kg水中混合均勻，再向其 中分別加入膨脹珍珠巖（平均粒徑2. 4kg)75kg和聚丙烯短切纖維（15-25mm)2kg，充分混合 均勻後，裝入模具中，以8mm/min的速度壓製成型，成型最大壓力為0. 4Mpa。最後將成型後 的坯體在150°C乾燥即得成品。
[0090] 實驗例
[0091] 將本發明實施例1-5製備得到的所述新型保溫板樣品依次編號為A-E，對比例1制 備得到保溫板樣品編號為F，進行體積密度、導熱係數、抗壓強度的測試。
[0092] 其中，體積密度的測試方法具體如下：
[0093] 使用電子天平稱量保溫板樣品質量，精確至lg。
[0094] 體積密度按下式計算，試驗結果取3個樣品的算術平均值，精確至lkg/m3。
[0095]

【權利要求】
1. 一種新型保溫板，其特徵在於，採用如下原料製備： 無機保溫顆粒，70-95重量份； 有機包覆膜材料，5-30重量份； 固化劑，1_5重量份； 其中，所述無機保溫顆粒包括膨脹珍珠巖、玻化微珠、泡沫玻璃、陶瓷微珠中的一種或 多種的混合物，所述有機包覆膜材料包括聚氨酯、聚苯乙烯、環氧樹脂、不飽和酚醛樹脂、脲 醛樹脂中的一種或多種的混合物。
2. 根據權利要求1所述的新型保溫板，其特徵在於，所述原料的組成如下： 無機保溫顆粒，80-90重量份； 有機包覆膜材料，10-20重量份； 固化劑，0. 5-5重量份。
3. 根據權利要求1或2所述的新型保溫板，其特徵在於，所述無機保溫顆粒為多孔結 構，粒徑為0. 2-3_，孔隙率為80-95%。
4. 根據權利要求1-3任一所述的新型保溫板，其特徵在於，所述固化劑包括六次甲基 四胺、對苯甲磺酸、脂肪族多元胺、聚醯胺中的一種或多種的混合物。
5. 根據權利要求1-4任一所述的新型保溫板，其特徵在於，其原料組分還包括0. 2-2重 量份的改性劑，0. 4-10重量份的無機微粉；0. 1-2重量份的發泡劑。
6. 根據權利要求5所述的新型保溫板，其特徵在於，所述改性劑包括矽烷偶聯劑、鈦酸 酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、硬脂酸中的一種或多種的混合物，所述無機微粉包括二氧化矽、 碳酸鈣、碳化矽、氧化鋁、石墨中的一種或多種的混合物，所述發泡劑包括低沸點的烷烴、氟 碳化合物、陰離子表面活性劑中的一種或多種的混合物。
7. -種製備權利要求1-4任一所述的新型保溫板的方法，其包括如下步驟： (1) 按照上述重量份取所述有機包覆膜材料並用5-20重量份的第一溶劑稀釋，即得包 被漿料； (2) 按照上述重量份取所述無機保溫顆粒並加入到步驟（1)所述包被漿料中，在攪拌 條件下使其充分混合5-10min，製得無機-有機複合保溫單元； (3) 向步驟（2)製備得到的所述無機-有機複合保溫單元中噴入用第二溶劑稀釋處理 過的固化劑，並在攪拌條件下充分混合5-10min，之後轉移到模具中，經固化成型、脫模、切 割即得所述的新型保溫板。
8. -種製備權利要求5或6所述的新型保溫板的方法，其包括如下步驟： (1) 按照上述重量份取所述有機包覆膜材料、改性劑、無機微粉和發泡劑並混合，用 5-20重量份的第一溶劑對混合後的物料進行稀釋，即得包被漿料； (2) 按照上述重量份取所述無機保溫顆粒並加入到步驟（1)所述包被漿料中，在攪拌 條件下使其充分混合5-10min，製得無機-有機複合保溫單元； (3) 向步驟（2)形成的無機-有機複合保溫單元中噴入用第二溶劑稀釋處理的固化劑， 並在攪拌條件下充分混合5-10min，之後轉移到模具中，經固化成型、脫模、切割即得所述的 新型保溫板。
9. 根據權利要求7或8所述的新型保溫板的製備方法，其特徵在於，所述第一溶劑和第 二溶劑分別為丙酮、乙醇、二甲苯、水中的任意一種或多種。
10.根據權利要求7-9任一所述的新型保溫板的製備方法，其特徵在於，步驟（3)中，所 述固化成型的溫度為40-150°C，固化時間為12-48小時。
【文檔編號】C04B26/14GK104058630SQ201410167740
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年4月24日 優先權日:2014年4月24日
【發明者】王璐 申請人:濰坊納博歐化工科技有限公司