一種保溫阻燃建築材料及其製備方法
2023-04-24 06:25:41 1
專利名稱：一種保溫阻燃建築材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及保溫建築材料領域，具體涉及一種具有保溫阻燃功能的建築材料及其製備方法。
背景技術：
我國經濟發展迅速，而能源的發展相對滯後，解決能源短缺的一個最好辦法就是節約能源。因此，不斷研究和開發節能新材料是國家的長期發展戰略。由於建築能耗在所有能耗中佔有較大的比重，目前越來越受到重視。建築節能主要通過使用保溫隔熱材料減少熱流失以保證室內溫度恆定，從而減少用於致熱或製冷的能源。由於有機保溫材料導熱係數低，隔熱保溫性能良好，目前被廣泛應用於建築節能。 但是有機保溫材料存在著種種弊端，比如原材料使用石油資源、環保性差、易燃、耐候性差、 易老化等。尤其是隨著推廣應用進一步深入，有機保溫材料易燃的缺陷逐步暴露，嚴重的威脅到人們的安全。鑑於此，公安部於2011年3月發布了公消[2011]65號文件，要求民用建築外保溫材料採用燃燒性能為A級不燃的材料，因此有機保溫材料面臨著前所未有的挑戰。利用多孔、蜂窩狀的輕質無機材料製備無機保溫材料是另一條保溫途徑。無機保溫材料具有原材料環保、不燃、耐候性能優異、不易老化的特性，既符合發展循環經濟的要求，又符合節能減排的要求。這為無機保溫隔熱材料提供了極好的發展空間。但無機保溫材料也存在不足，主要表現在導熱係數較高，易吸水、保溫效果差，材料存在脆性，易收縮開裂等。膨脹珍珠巖是一種質優價廉的保溫材料，我國目前年生產能力約1000萬立方，但是膨脹珍珠巖的吸水率極高，吸水後導熱係數迅速增大，保溫效果急劇下降。因此，必須對這種材料進行改性，使其具備防水功能，將吸水率降低到外保溫材料的允許範圍內。玻化微珠具有良好的閉孔率，但閉孔率遠不能滿足高效保溫的需求，尤其在施工過程中很容易導致輕骨料破損。另外，膨脹蛭石、漂珠、硅藻土等多孔材料均因吸水而影響保溫效果。為了降低導熱係數和吸水率，通常需要對無機輕骨料進行閉孔處理。為了增韌增強，通常需要加入聚丙烯纖維等材料進行處理，但由於聚丙烯纖維成本高，而且易燃，限制了其大比例使用。因此，為了廣泛推廣無機保溫材料，需要深入研究並對多孔材料進行改進。公開號CN1944318A的專利文獻報導了一種無機保溫砂漿及製備方法。該技術發明採用引氣粉發泡來降低導熱係數。保溫效果有較大的提高，但該工藝由於是現場施工，存在很大的不確定性。另外，由於過度的發泡易導致材料發脆，強度降低，限制了其廣泛應用。公開號CN1010M^6A的專利文獻報導了一種QH無機中空(玻化微珠)保溫砂漿。 該技術發明採用玻化微珠為輕骨料，複合纖維為增強材料。但在實際使用中，由於玻化微珠的閉孔特性，導致其與凝膠材料結合力下降，施工中易脫落。公開號CN1559%4的專利文獻報導了一種膨脹珍珠巖-硬矽鈣石複合保溫材料及其製備方法。該技術發明採用低密度膨脹珍珠巖，容重在60 100kg/m3，將膨脹珍珠巖原料混入硬矽鈣石活性料漿，製備保溫材料。儘管膨脹珍珠巖密度低，但由於吸水性，導致材料在使用過程中極易吸潮，導熱係數升高，降低保溫效果。
公開號CN101081728A的專利文獻報導了一種矽酸鈣微珠保溫砂漿及其施工方法。該技術發明使矽酸鈣在玻化微珠表面形成保護膜，從而增加玻化微珠的表面強度。由於只改進了玻化微珠的強度，導熱係數仍然較高，為0. 096-0. 098ff/(m · K)，保溫效果不明Mo
公開號CN101182174A的專利文獻報導了一種改性玻化中空微珠防火砂漿。該技術發明通過使用水性偶聯劑使玻化微珠與凝膠材料更易結合，從而提高的材料的抗壓強度。但該專利未能解決材料發脆的缺陷。
上述資料報導，有機保溫存在易燃缺陷，而無機保溫材料則存在導熱係數高、保溫效果差、易吸水、易發脆等缺陷。發明內容
針對上述技術不足，本發明提供一種保溫阻燃建築材料，具體講是利用界面改性劑的快速凝結作用和封閉作用將片狀無機粉體包覆於輕骨料表面進行閉孔處理，形成中空蓬鬆，有堅硬密閉外殼的輕骨料，從而降低導熱係數和吸水性，提高保溫效果。選用大長徑比纖維狀無機晶須材料作為增強、增韌材料，提高材料的抗壓強度和柔韌性。從根本上解決了無機保溫材料保溫效果低、易發脆的缺陷。本發明不但保溫效果好，而且原材料全部選用 A級不燃材料，具有良好的阻燃效果。並提供一種保溫阻燃建築材料的製備方法，該技術工藝簡短，可連續化操作，易於實施與控制，利於工業化推廣應用。
為實現上述目的，本發明的保溫阻燃建築材料是由按下列重量份混合組成
輕骨料45-50份，
無機膠凝材料45-50份，
增韌劑5-10份，
界面改性劑3-10份，
分散助劑0.5-2份。
其中所說的輕骨料為A級不燃的多孔網狀無機材料膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、粉煤灰、玻化微珠、漂珠、硅藻土中的至少一種；
所說的無機膠凝材料為石灰、矽酸鹽水泥，鋁酸鹽水泥，硫鋁酸鹽水泥，氟鋁酸鹽水泥、石膏中的至少一種；
所說的增韌劑為平均粒徑為20-100微米、長/徑比為20/1-50/1的鎂鹽晶須、碳酸鈣晶須、硫酸鈣晶須、碳酸鉀晶須中的至少一種；
所說的界面改性劑由片狀無機粉體、快凝劑、硬化劑複合而成，複合重量份組成為片狀無機粉體60-70份，快凝劑25-35份，硬化劑0. 5-3份；
所說的分散助劑是由保水劑、減水劑、增稠劑等複合而成的常規助劑。
本發明利用界面改性劑快速凝結作用和封閉作用使多孔或者網狀無機輕質材料進行閉孔處理，極大的降低了輕骨料的導熱係數，提高了耐水性能。界面改性劑由片狀無機粉體、快凝劑、硬化劑複合而成。其中所說的片狀無機粉體為粒徑在10-50微米的矽酸鎂、 矽酸鋁、硫酸鋇、膨潤土、雲母粉、葉臘石中的至少一種；快凝劑為高鋁凝膠材料、菱鎂膠凝材料中的一種；硬化劑為活性矽粉、輕燒氧化鎂、氯化鎂、明礬石中的至少一種。
本發明提供保溫阻燃建築材料的具體製作方法，步驟如下1、將輕骨料、界面改性劑(片狀無機粉體、快凝劑、硬化劑)加入臥式筒狀旋轉攪拌機，筒內設有4-6處噴淋裝置，攪拌速度為50-100rpm，攪拌3_5分鐘，並通過噴淋裝置噴灑適量水，水的用量以溼潤界面改性劑為準，參考用水量為界面改性劑重量的5-10%，使界面改性劑完全粘附於輕骨料並快速凝固。作為備用材料；2、將無機膠凝材料、增韌劑加入通用雙軸無重力混合機，混合機裝有飛刀組，在攪拌速度為100-500rpm，攪拌時間5_10分鐘條件下，將增韌劑快速均勻分散在無機膠凝材料中；3、將步驟1)中得到的改性輕骨料、分散助劑加入步驟2)中，攪拌速度為 50-100rpm，攪拌3_5分鐘，使輕骨料與無機膠凝材料混合均勻；4、將步驟幻得到的混合料出料，稱量，包裝，得到一種保溫阻燃建築材料。本發明的保溫阻燃建築材料具有以下優點1、本發明利用界面改性劑的快速凝結作用，通過臥式筒狀旋轉攪拌機筒內的噴淋裝置使界面改性劑溼潤並快速凝結從而對輕骨料表面進行閉孔處理，降低了輕骨料多孔材料的導熱係數和吸水性，增強了保溫效果。同時輕骨料表面粘結性增強，無機膠凝材料與輕骨料結合緊密，有效提高了抗壓強度。2、本發明選用大長徑比纖維狀晶須材料作為增強材料，提高材料的抗壓強度和柔韌性，從根本上解決無機保溫材料易發脆、易脫落的缺陷。施工不需做牆面拉毛或界面處理，可以直接抹面，粘結牢固。3、本發明使得無機保溫材料對輕骨料的選擇範圍更大，輕骨料可以選擇閉孔、多孔、蜂窩狀、網狀等多種結構的輕質材料，極大地推動了無機保溫材料的應用選擇，提高了保溫效果。4、本發明所有組成的主輔材料均選用A級不燃材料，具有高溫不燃性能。5.該保溫阻燃材料生產技術工藝簡短，可連續化操作，易於實施與控制，利於工業化推廣應用。以下具體實施方式
，對本發明的上述內容再作進一步的詳細說明。但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於以下的實例。在不脫離本發明上述技術思想情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包括在本發明的範圍內。
具體實施例方式實施例11)將膨脹蛭石50kg、膨潤土 4. 2kg、菱鎂膠凝材料2. 1kg、活性矽粉0. 14kg加如臥式旋轉攪拌機，攪拌速度為50rpm，攪拌的同時噴灑0. Mkg，攪拌時間5分鐘，作為備用材料；2)將425#矽酸鹽水泥45kg、碳酸鉀晶須4kg、硫酸鈣晶須2kg加入到雙軸無重力混合機，攪拌速度為300rpm，攪拌時間5分鐘；3)將步驟1)中的改性輕骨料、分散助劑Ikg加入步驟2)中，攪拌速度為lOOrpm， 攪拌3分鐘；4)將步驟幻得到的混合料出料，稱量，包裝，得到一種保溫阻燃建築材料。
權利要求
1.一種保溫阻燃建築材料，其特徵是由下列重量份比例混合組成 輕骨料45-50份，無機膠凝材料 45-50份， 增韌劑5-10份，界面改性劑3-10份，分散助劑0. 5-2份，其中，所說的輕骨料為A級不燃材料膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、粉煤灰、玻化微珠、漂珠、 硅藻土中的至少一種；其中所說的無機膠凝材料為石灰、矽酸鹽水泥，鋁酸鹽水泥，硫鋁酸鹽水泥，氟鋁酸鹽水泥、石膏中的至少一種；其中所說的增韌劑為鎂鹽晶須、碳酸鈣晶須、硫酸鈣晶須、碳酸鉀晶須中的至少一種； 其中所說的界面改性劑由片狀無機粉體、快凝劑、硬化劑複合而成。
2.根據權利要求1所說的保溫阻燃建築材料，其特徵是增韌劑為平均粒徑為50-100 微米、長/徑比為20/1-50/1的鎂鹽晶須、碳酸鈣晶須、硫酸鈣晶須、碳酸鉀晶須中的至少一種。
3.根據權利要求1所說的保溫阻燃建築材料，其特徵是其中所說的界面改性劑由片狀無機粉體、快凝劑、硬化劑複合而成，複合重量份組成為片狀無機粉體60-70份％，快凝劑 25-35份，硬化劑0. 5-3份。
4.根據權利要求3所說的保溫阻燃建築材料，其特徵是片狀無機粉體為粒徑在10-50 微米的矽酸鎂、矽酸鋁、硫酸鋇、膨潤土、雲母粉、葉臘石中的至少一種；快凝劑為高鋁凝膠材料、菱鎂膠凝材料中的一種；硬化劑為活性矽粉、輕燒氧化鎂、氯化鎂、明礬石中的至少一種。
5.根據權利1要求所說的一種保溫阻燃建築材料，其特徵是具體製作步驟如下①將輕骨料、界面改性劑加入臥式筒狀旋轉攪拌機，筒內設有4-6處噴淋裝置，攪拌速度為50-100rpm，攪拌3-5分鐘，並通過噴淋裝置噴灑適量水，水的用量以溼潤界面改性劑為準，參考用水量為界面改性劑重量的5-10%，使界面改性劑完全粘附於輕骨料並快速凝固。作為備用材料；②將無機膠凝材料、增韌劑加入通用雙軸無重力混合機，混合機裝有飛刀組，在攪拌速度為100-500rpm，攪拌時間5_10分鐘條件下，將增韌劑快速均勻分散在無機膠凝材料中；③將分散助劑、步驟1)得到的改性輕骨料加入步驟幻中，攪拌速度為50-100rpm，攪拌 3-5分鐘，使輕骨料與無機膠凝材料混合均勻；④將步驟幻得到的混合料出料，稱量，包裝，得到一種保溫阻燃建築材料。 全文摘要
一種保溫阻燃建築材料及製備方法，其特徵在於保溫阻燃建築材料重量份組成為輕骨料45-50份，無機膠凝材料45-50份，增韌劑5-10份，界面改性劑3-10份，分散助劑0.5-2份。通過界面改性劑的快凝作用和封閉作用對輕骨料表面進行閉孔處理，選用大長徑比纖維狀無機晶須材料作為增強增韌材料，從根本上解決了無機保溫材料保溫效果低、易發脆的缺陷。本發明原材料全部選用A級不燃材料，具有良好的阻燃效果。該保溫阻燃材料生產技術工藝簡短，可連續化操作，易於實施與控制，利於工業化推廣應用。
文檔編號C04B28/00GK102503289SQ20111037525
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者曾軍堂, 陳慶 申請人:成都新柯力化工科技有限公司