不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料及其製備方法

2023-07-30 16:42:21

專利名稱：不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料及其製備方法
技術領域：
本發明為建築材料領域，涉及一種建築保溫材料，具體為不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料及其製備方法。
背景技術
目前我國建築節能保溫工程中大量使用保溫材料，包括保溫砂漿、有機保溫板、聚氨酯泡沫等。保溫砂漿可分為無機和有機兩種。無機保溫砂漿的保溫性能不好並且非常的厚重，使用起來非常不方便。有機保溫砂漿如膠粉聚苯顆粒保溫砂漿系統製備的保溫材料的強度較低，其極易燃燒，不耐火。有機保溫板和噴塗的聚氨酯泡沫具有質量輕、保溫效果好等優點，但是二者都是極易燃燒的材料，存在嚴重的火災安全隱患。近年來，國內發生的多起外牆保溫材料燃燒引起的火災，不僅造成了重大的經濟財產損失和人員傷亡，而且還造成了不良的社會影響。外牆保溫材料的防火安全性能受到了社會各界極大的重視，因此具有防火安全性的新型外牆保溫材料亟待研發。

發明內容
本發明正是針對目前國內外典型保溫隔熱材料所暴露出的消防安全性問題，提供一種保溫效果優良、燃燒性能達到A級、輕質高強、耐水性好的不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料，從根本上解決保溫隔熱材料的防火問題，在保證材料保溫節能的同時，具有優良的防火性能。本發明的技術方案為
不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料，由如下重量份的原料混合構成有機填料15-45份、輕質無機填料100-300份、粘結劑1100-3900份、發泡劑5. 5-39份和適量的憎水劑，有機填料為聚苯乙烯發泡顆粒，其密度小於20kg/m3，輕質無機填料為閉孔珍珠巖、普通大顆粒珍珠巖、漂珠和玻化微珠中的一種或多種的混合物，粘結劑為普通水泥、聚合物水泥、氯氧鎂水泥和速凝中的一種或幾種的混合物，發泡劑為十二烷基苯磺酸鈉、鎂粉、鋁粉、蛋白類發泡劑中的一種或幾種的混合物。作為優選，不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料，由如下重量份的原料混合組成有機填料25-45份、輕質無機填料100-200份、粘結劑1100-3900份、發泡劑15-30份和17份的憎水劑。不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料的製備方法，其製備步驟為①將有機填料15-45份、輕質無機填料100-300份、粘結劑1100-3900份和水1000-3000份混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合保溫材料對不燃性有機/無機複合保溫材料進行發泡，即製得不燃性有機/無機複合多孔保溫材料待不燃性有機/無機複合多孔保溫材料的表面乾燥後，對其進行憎水處理，即製得不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料。
步驟②中對不燃性有機/無機複合保溫材料進行發泡的方法包括兩種(1)將十二烷基苯磺酸鈉、鎂粉和鋁粉中的一種或多種直接加入到不燃性有機/無機複合保溫材料中混合均勻；(2)將蛋白類發泡劑(如HTQ-1型複合發泡劑，河南華泰建材開發有限公司生產)用水稀釋，用發泡機將其製成泡沫，然後加入到不燃性有機/無機複合保溫材料中混合均勻。對不燃性有機/無機複合多孔保溫材料進行憎水處理的方法為首先將水和憎水劑按照體積比I: I Q進行稀釋，然後將稀釋後的溶液在保溫材料的表面進行噴塗，憎水劑的噴塗量為每平方米17-18g。憎水劑為美國道康寧公司牌號為6683的憎水劑。閉孔珍珠巖是由有一定粒徑的珍珠巖礦砂在垂直電爐梯級加熱方式下達到一定溫度後由內到外均勻膨脹，膨脹顆粒表面又經瞬間高溫玻化，經降溫後形成連續玻質化的顆粒表面，而內部保持著完整的多孔、中空空心結構。閉孔珍珠巖克服了傳統膨脹珍珠巖吸水率大、強度低、流動性差的特點，具有強度高，吸水率低，強度高、混合性好等、易分散等特點。·大顆粒珍珠巖是由珍珠巖的礦砂目數不同決定的，其有利於植物保存水分，養分。其顆粒達到3-7 mm。其顆粒內部是蜂窩狀結構,無毒、無味、不腐,不燃,耐酸鹼。漂珠是一種能浮於水面的粉煤灰空心球，呈灰白色，壁薄中空，重量很輕，表面封閉而光滑，熱導率小，耐火度> 1610°C，是優良的保溫耐火材料，漂珠的化學成份以二氧化矽和三氧化二鋁為主，具有顆粒細、中空、質輕、高強、耐磨、耐高溫、保溫絕緣、絕緣阻燃等多種功能。玻化微珠，是一種酸性玻璃質溶巖礦物質(松脂巖礦砂)，內部多孔、表面玻化封閉，呈球狀體細徑顆粒，是一種具有高性能的新型無機輕質絕熱材料。主要化學成份是SiO2、Al2O3, CaO，顆粒粒徑為O. I—2_，漂浮率大於95%，由於表面玻化形成一定的顆粒強度，理化性能十分穩定，耐老化耐候性強，具有優異的絕熱、防火、吸音性能，適合諸多領域中作輕質填充骨料和絕熱、防火、吸音、保溫材料。在建材行業中，用玻化微珠作為輕質骨料，可提聞砂楽■的和易流動性和自抗強度，減少材性收縮率，提聞廣品綜合性能，降低綜合生產成本。彌補了聚苯顆粒有機材料易燃、防火性能差、高溫產生有害氣體和耐老化耐候性低、施工中反彈性大等缺陷，提高完善了保溫砂漿的綜合性能和施工性能。凡由矽酸鹽水泥熟料、5%_20%的混合材料及適量石膏磨細製成的水硬性膠凝材料，稱為普通矽酸鹽水泥，簡稱普通水泥。聚合物水泥是由水泥、骨料和聚合物製備而成的。聚合物可以是有一種單體聚合而成的均聚物，也可以由兩種或更多的單聚體聚合而成的共聚物。氯氧鎂水泥,又稱索瑞爾水泥,是用具有一定濃度的氯化鎂水溶液與活性氧化鎂粉末調配後得到的鎂水泥石。速凝水泥是指在普通水泥中摻入一定量的高鋁水泥和碳酸鋰來調整水泥漿的凝結時間，是一種可快速凝固乾燥的水泥。聚苯乙烯發泡顆粒又稱可發性聚苯乙烯，通常稱P S發泡聚苯顆粒，是由苯乙烯懸浮聚合，再加入發泡劑而製得的白色珠狀顆粒，相對密度I. 05。與現有技術相比，有益效果為
(I)保溫效果好，採用有機/無機複合保溫材料，並且具有多孔結構，導熱係數為O. 065w/(m . k)，保溫隔熱效率高，複合保溫層的厚度達到8-lOcm就能很好的解決保溫技術問題；
(2)阻燃性能優良，其燃燒性能達到A級；
(3)強度高、比重輕、粘結強度高、防水性能好；
(4)耐候性能好、使用壽命長，與建築物同步老化；
(5)施工簡便、乾濕固化快，可塑性好，適用於任何建築部位。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於下述實施例。 實施例I :
本實施例均以重量份計①將有機填料P S發泡聚苯顆粒15份、普通大顆粒珍珠巖300份、聚合物水泥1320份和水1200份通過攪拌機進行混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合保溫材料；②將HTQ-I型複合發泡劑15份用水進行稀釋，用發泡機將稀釋後的溶液製成泡沫，然後加入到不燃性有機/無機複合保溫材料中混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合多孔保溫材料；③待不燃性有機/無機複合多孔保溫材料的表面乾燥後，採用美國道康寧公司牌號為6683的憎水劑17份對不燃性有機/無機複合多孔保溫材料進行憎水處理，即製得不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料。實施例2
本實施例均以重量份計①將有機填料P S發泡聚苯顆粒15份、普通大顆粒珍珠巖300份、速凝水泥2200份和水2000份通過攪拌機進行混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合保溫材料將十二烷基苯磺酸鈉22份直接加入到不燃性有機/無機複合保溫材料中混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合多孔保溫材料待不燃性有機/無機複合多孔保溫材料的表面乾燥後，採用美國道康寧公司牌號為6683的憎水劑17份對不燃性有機/無機複合多孔保溫材料進行憎水處理，即製得不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料。實施例3:
本實施例均以重量份計①將有機填料P S發泡聚苯顆粒15份、普通大顆粒珍珠巖100份和氯氧鎂水泥2600份通過攪拌機進行混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合保溫材料；②將HTQ-I型複合發泡劑15份用水進行稀釋，用發泡機將稀釋後的溶液製成泡沫，然後加入到不燃性有機/無機複合保溫材料中混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合多孔保溫材料待不燃性有機/無機複合多孔保溫材料的表面乾燥後，採用美國道康寧公司牌號為6683的憎水劑17份對不燃性有機/無機複合多孔保溫材料進行憎水處理，即製得不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料。實施例4
本實施例均以重量份計①將有機填料P S發泡聚苯顆粒45份、普通大顆粒珍珠巖100份、普通水泥2600份和水2000份通過攪拌機進行混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合保溫材料將十二烷基苯磺酸鈉26份直接加入到不燃性有機/無機複合保溫材料中混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合多孔保溫材料待不燃性有機/無機複合多孔保溫材料的表面乾燥後，採用美國道康寧公司牌號為6683的憎水劑17份對不燃性有機/無機複合多孔保溫材料進行憎水處理，即製得不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料。實施例5
本實施例均以重量份計①將有機填料P S發泡聚苯顆粒45份、普通大顆粒珍珠巖100份、聚合物水泥1320份和水1000份通過攪拌機進行混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合保溫材料；②將HTQ-I型複合發泡劑15份用水進行稀釋，用發泡機將稀釋後的溶液製成泡沫，然後加入到不燃性有機/無機複合保溫材料中混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合多孔保溫材料待不燃性有機/無機複合多孔保溫材料的表面乾燥後，採用美國道康寧公司牌號為6683的憎水劑17份對不燃性有機/無機複合多孔保溫材料進行憎水處理，即製得不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料。實施例6
本實施例均以重量份計將有機填料P S發泡聚苯顆粒45份、普通大顆粒珍珠巖100 份、聚合物水泥1320份和水1000份通過攪拌機進行混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合保溫材料；待不燃性有機/無機複合多孔保溫材料的表面乾燥後，採用美國道康寧公司牌號為6683的憎水劑17份對不燃性有機/無機複合多孔保溫材料進行憎水處理，即製得不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料。實施例7
本實施例均以重量份計將有機填料P S發泡聚苯顆粒45份、普通大顆粒珍珠巖100份、聚合物水泥1320份和水1000份通過攪拌機進行混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合保溫材料^fHTQ-I型複合發泡劑15份用水進行稀釋，用發泡機將稀釋後的溶液製成泡沫，然後加入到不燃性有機/無機複合保溫材料中混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合多孔保溫材料。實施例8
本實施例均以重量份計將閉孔珍珠巖400份、聚合物水泥1320份和水1000份通過攪拌機進行混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合保溫材料待不燃性有機/無機複合多孔保溫材料的表面乾燥後，採用美國道康寧公司牌號為6683的憎水劑17份對不燃性有機/無機複合多孔保溫材料進行憎水處理，即製得不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料。實施例9
本實施例均以重量份計①將輕質無機填料漂珠200份、聚合物水泥2200份和水2000份通過攪拌機進行混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合保溫材料；②將HTQ-I型複合發泡劑(HTQ-1型複合發泡劑，河南華泰建材開發有限公司，其主要成分就是無汙染的動物蛋白質和植物蛋白質)15份用水進行稀釋，用發泡機將稀釋後的溶液製成泡沫，然後加入到不燃性有機/無機複合保溫材料中混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合多孔保溫材料待不燃性有機/無機複合多孔保溫材料的表面乾燥後，採用美國道康寧公司牌號為6683的憎水劑17份對不燃性有機/無機複合多孔保溫材料進行憎水處理，即製得不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料。將各實施例中製得的不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料按照以下標準(表
I)進行測定，並將測定的結果列表2 :
表I測試標準
權利要求
1.不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料，其特徵在於由如下重量份的原料混合構成有機填料15-45份、輕質無機填料100-300份、粘結劑1100-3900份、發泡劑5. 5-39份和10-30份的憎水劑。
2.如權利要求I所述的不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料，其特徵在於由如下重量份的原料混合構成有機填料25-45份、輕質無機填料100-200份、粘結劑1100-3900份、發泡劑15-30份和17份的憎水劑。
3.如權利要求I或權利要求2所述的不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料，其特徵在於所述的有機填料為聚苯こ烯發泡顆粒，其密度小於20kg/m3。
4.如權利要求I或權利要求2所述的不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料，其特徵在於所述的輕質無機填料為閉孔珍珠巖、普通大顆粒珍珠巖、漂珠和玻化微珠中的一種或多種的混合物。
5.如權利要求I或權利要求2所述的不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料，其特徵在於所述的粘結劑為普通水泥、聚合物水泥、氯氧鎂水泥和速凝水泥中的ー種或幾種的混合物。
6.如權利要求I或權利要求2所述的不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料，其特徵在於所述的發泡劑為十二烷基苯磺酸鈉、鎂粉、鋁粉或蛋白類發泡劑中的ー種或幾種的混合物。
7.根據權利要求I或權利要求2所述的不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料的製備方法，其特徵在於其製備步驟為①將有機填料、輕質無機填料、粘結劑和水按比例混合均勻，即製得不燃性有機/無機複合保溫材料向不燃性有機/無機複合保溫材料中加入發泡劑，對不燃性有機/無機複合保溫材料進行發泡，即製得不燃性有機/無機複合多孔保溫材料待不燃性有機/無機複合多孔保溫材料表面乾燥後，對其進行憎水處理，即製得不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料。
8.如權利要求7所述的不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料的製備方法，其特徵在於所述的步驟②中對不燃性有機/無機複合保溫材料進行發泡的方法包括兩種(I)將十二烷基苯磺酸鈉、鎂粉和鋁粉中的ー種或多種直接加入到不燃性有機/無機複合保溫材料中混合均勻；(2)將蛋白類發泡劑用水稀釋，用發泡機將其製成泡沫，然後加入到不燃性有機/無機複合保溫材料中混合均勻。
9.根據權利要求7所述的製備不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料的方法，其特徵在於對不燃性有機/無機複合多孔保溫材料進行憎水處理的方法為首先將水和憎水劑進行稀釋，然後將稀釋後的溶液在保溫材料的表面進行噴塗，憎水劑的噴塗量為每平方米 17-18g。
10.根據權利要求9所述的製備不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料的方法，其特徵在於所述的水和憎水劑稀釋的比例按照體積比I : I 0進行稀釋。
全文摘要
本發明涉及一種建築保溫材料，具體為不燃性有機/無機複合多孔防水保溫材料及其製備方法。該保溫材料由如下重量份的原料混合構成有機填料15-45份、輕質無機填料100-300份、粘結劑1100-3900份、發泡劑5.5-39份和適量的憎水劑。該保溫材料的保溫效果好，採用有機/無機複合保溫材料，並且具有多孔結構，導熱係數為0.065w/(m.k)，保溫隔熱效率高，複合保溫層的厚度達到8-10cm就能很好的解決保溫技術問題；阻燃性能優良，其燃燒性能達到A級；強度高、比重輕、粘結強度高、防水性能好；耐候性能好、使用壽命長，與建築物同步老化；施工簡便、乾濕固化快，可塑性好，適用於任何建築部位。
文檔編號C04B28/32GK102757256SQ201210248548
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月18日 優先權日2012年7月18日
發明者尹朝露, 張帆, 張翔, 李風 申請人:公安部四川消防研究所