一種建築外牆防火保溫材料及其製備方法
2023-08-07 01:27:41 2
一種建築外牆防火保溫材料及其製備方法
【專利摘要】一種建築外牆防火保溫材料及其製備方法，其特徵是：由低導熱防火膠凝料和聚苯乙烯發泡顆粒組成，每立方重量配比為：低導熱防火膠凝料∶聚苯乙烯發泡顆粒＝180-230∶6-10，其中，每立方保溫材料中低導熱防火膠凝料由以下重量的原料組成：水玻璃50-90kg、礦渣50-75kg、粉煤灰25-35kg、鋼渣25-35kg、纖維0.1-0.5kg、可再分散乳膠粉1.0-3.0kg、穩泡劑1.0-3.5kg、發泡劑2-10kg、水2-10kg。本發明具有優秀的防火能力、較低的導熱係數及較高的強度。
【專利說明】一種建築外牆防火保溫材料及其製備方法
—.【技術領域】
[0001]本發明涉及一種防火保溫材料及其製備方法，特別涉及一種建築外牆防火保溫材料及其製備方法。
二.【背景技術】
[0002]在建築外牆做外保溫，將整個建築包圍起來，以達到降低能耗的目的是建築物節能降耗的通常做法。目前，市場上可應用這種做法的保溫材料通常有有機類EPS、XPS、PU、酚醛以及無機類巖棉、無機多孔保溫材料等。有機類保溫材料保溫能力好、質輕、施工方便，但這類材料極易發生火災，近年來一系列重大火災都是由外牆外保溫材料引起的，其使用已經受到了全社會的關注；無機類保溫材料防火性能好，可大大降低火災隱患，但這類保溫材料的保溫能力低，導熱係數普遍高於有機保溫材料25%以上，有些甚至超過幾倍，且重量大、施工難度大、穩定性不好、價格較高等。這些不足成為該類材料競爭力不強的主要因素。
三.
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於借鑑已有技術、提供一種容重在130_160kg/m3之間、具有較低導熱係數(小於0.042w/m.k)、可達A級防火標準的聚苯乙烯發泡顆粒製品類建築外牆防火保溫材料，以克服現有技術下EPS板材防火性能差無法達到A級的不足。
[0004]本發明的目的還在於提供上述建築外牆防火保溫材料的製備方法，該製備方法生產成本低、效率高。
[0005]本發明的第一個目的是通過以下的技術方案來實現的:
[0006]一種建築外牆防火保溫材料，由低導熱防火膠凝料和聚苯乙烯發泡顆粒組成，每立方重量配比為:低導熱防火膠凝料:聚苯乙烯發泡顆粒=180-230: 6-10，其中，每立方保溫材料中低導熱防火膠凝料由以下重量的原料組成:水玻璃50-90kg、礦渣50-75kg、粉煤灰25-35kg、鋼渣25-35kg、纖維0.1-0.5kg、可再分散乳膠粉1.0-3.0kg、穩泡劑
1.0-3.5kg、發泡劑 2-10kg、水 2-10kg。
[0007]所述的聚苯乙烯顆粒為原發性聚苯乙烯顆粒經過連續發泡而成，其容重為
4.0-6.5kg/m3,水分含量為O % -3 %，按體積比，顆粒直徑3-6_的佔96 % -100 %，6_以上的佔0% -3%，3mm以下的佔0% -1 %。
[0008]所述的水玻璃為經過改性的高活性納水玻璃、鉀水玻璃和鋰水玻璃中的至少一種，模數為1.0-2.0，波美度為40。
[0009]所述的粉煤灰為市售一級粉煤灰和二級粉煤灰中的至少一種。
[0010]所述的礦渣為高爐粒化爐 渣磨成細度為200-1000目的礦渣微粉。
[0011]所述的鋼渣為細度200-1000目的轉爐鋼渣。
[0012]所述的纖維為長度0.5-2cm的高強束狀纖，是聚醯胺纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙烯腈纖維和聚氯乙烯纖維中的至少一種。
[0013]所述的可再分散乳膠粉為冷溶性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯和乙烯共聚膠粉中的至少一種。
[0014]所述的發泡劑為10% -50%的工業用雙氧水和市售鋁粉膏中的至少一種。
[0015]所述的穩泡劑為十二烷基甜菜鹼、椰油脂肪酸二乙醇醯胺和椰油脂肪酸單乙醇醯胺中的至少一種。
[0016]本發明的第二目的是通過以下技術方案來實現的:
[0017]所述的建築外牆防火保溫材料的製備方法，包括以下步驟:
[0018]1、將各種原料礦渣、粉煤灰、鋼渣、纖維和乳膠粉按照比例加入到無重力混合攪拌機中，在120r/min的速度下分散2min,得到混合均勻的粉體原料；
[0019]2、按比例將聚苯乙烯發泡顆粒放入攪拌機進行攪拌，攪拌速度為30-180r/min，在攪拌過程中加入水玻璃和水，加入完成後再繼續攪拌l_3min，得到分散均勻的聚苯顆粒溼料；
[0020]3、在保持攪拌機轉速不變的情況下，將混合好的粉體原料加入到聚苯乙烯發泡顆粒溼料中，繼續攪拌1.5min ;之後按比例將發泡劑和穩泡劑加入到攪拌機中，攪拌0.5min,得到混合好的殼核型混合物料；
[0021]4、將混合物料注入一定比例的模具中，通過限位擠壓，在持續壓力下養護4-6小時即可得到所述的建築外牆防火保溫材料。
[0022]本發明是以殼核——蜂巢結構為原理，殼層用低導熱防火膠凝料，內核用聚苯乙烯發泡顆粒，經過混合成為殼核結構體，再通過模具擠壓、養護、切割而製備成的防火保溫材料，其具有優秀的防火能力，經檢測可達GBT8624-2006中規定的A2級，且該材料具有較低的導熱係數、較高的強度、重量輕，與現有施工方法相比，操作簡便，與牆體粘結力好，並具有以下明顯的優點:`
[0023]1、本發明以普通聚苯乙烯發泡顆粒為主要改造對象，採用殼核——蜂巢的技術原理，即用低導熱性防火膠凝材料均勻包覆聚苯乙烯發泡顆粒，在顆粒表面形成一薄層防火隔離屏障，與顆粒形成殼核結構，材料成型後，殼核結構緊密連接，類似蜂巢結構，材料收到火焰攻擊時，有機顆粒迅速收縮到殼層上，而殼層阻止了火焰的進一步攻擊，因而形成良好的防火性能，將非阻燃性聚苯乙烯發泡顆粒改造成為可達到A級的防火保溫材料。
[0024]2、本發明通過限位擠壓——計算壓縮比例，壓縮到一定比例後壓力不再上升的做法，將發泡顆粒緊密擠壓在一起，發泡顆粒與顆粒之間只有一層很薄的膠凝材料，此外在顆粒之間的小空隙中，有低導熱膠凝材料的發泡體填充，因而可保證該材料的導熱係數較低，接近聚苯板本身的導熱係數，保溫性能優良。
[0025]3、本發明製備防火保溫材料的膠凝材料主要原料來源於工業廢渣，原材料來源十分豐富，可大量消耗工業固廢，且生產過程綠色環保。
[0026]4、本發明生產的保溫材料除了具有優良的防火保溫性能，還具有生產工藝簡單、產品耐久性好、耐候性好、粘結牢固的特點。本發明既可應用於建築作為外牆外保溫材料使用，也可作為夾心板芯材、室內保溫材料等來使用。
四.【具體實施方式】
[0027]實施例1
[0028]本實施例提供的建築外牆防火保溫材料由以下重量的原料組成:細度400目的礦渣60kg、一級粉煤灰28kg、細度400目鋼渣28kg、聚丙烯纖維0.12kg、可再分散乳膠粉
1.5kg、鈉水玻璃60kg、水2.5kg、發泡劑4.5kg、穩泡劑1.5kg、容重為4.5kg/m3的聚苯乙烯發泡顆粒7.0kg0
[0029]上述原料按照以下方法製備本發明所述的建築外牆防火保溫材料:
[0030]1、膠凝材料粉體的製備:稱取細度400目的礦渣60kg，一級粉煤灰28kg，細度400目鋼渣28kg，聚丙烯纖維0.12kg，可再分散乳膠粉1.5kg，加入到無重力混合攪拌機中，在120r/min的速度下分散2min,得到混合均勻的粉體原料。
[0031]2、聚苯乙烯發泡顆粒溼料的製備:稱取容重為4.5kg/m3聚苯乙烯發泡顆粒
7.0kg,放入無重力攪拌機中，攪拌速度為60r/min,在攪拌過程中加入鈉水玻璃60kg和水
2.5kg，加入完成後再繼續攪拌1.5min，得到分散均勻的聚苯乙稀發泡顆粒溼料。
[0032]3、在繼續攪拌的同時，將混合好的粉體原料加入到聚苯乙烯發泡顆粒溼料中，繼續攪拌1.5min ;之後向攪拌均勻的料中加入發泡劑4.5kg、穩泡劑1.5kg,並攪拌攪拌
0.5min,得到混合好的殼核型混合物料。
[0033]4、將混合料注入Im3的模具中，通過限位擠壓，在持續壓力下養護6小時即可得到所述建築外牆防火保溫材料。
[0034]實施例2
[0035]本實施例提供的建築·外牆防火保溫材料由以下重量的原料組成:細度600目的礦渣65kg、二級粉煤灰33kg、細度500目鋼渣33kg、聚醯胺纖維0.15kg、可再分散乳膠粉
1.8kg、鉀水玻璃65kg、水3.4kg、發泡劑4.0kg、穩泡劑1.8kg、容重為4.8kg/m3的聚苯乙烯發泡顆粒7.5kg。
[0036]上述原料按照以下方法製備本發明所述的建築外牆防火保溫材料:
[0037]1、膠凝材料粉體的製備:稱取細度600目的礦渣65kg，二級粉煤灰33kg，細度500目鋼渣33kg，聚醯胺纖維0.15kg，可再分散乳膠粉1.8kg，加入到無重力混合攪拌機中，在120r/min的速度下分散2min,得到混合均勻的粉體原料。
[0038]2、聚苯乙烯發泡顆粒溼料的製備:稱取容重為4.8kg/m3聚苯乙烯發泡顆粒
7.5kg,放入無重力攪拌機中，攪拌速度為80r/min,在攪拌過程中加入鉀水玻璃65kg和水
3.4kg，加入完成後再繼續攪拌1.5min，得到分散均勻的聚苯乙稀發泡顆粒溼料。
[0039]3、在繼續攪拌的同時，將混合好的粉體原料加入到聚苯乙烯發泡顆粒溼料中，繼續攪拌1.5min ;之後向攪拌均勻的料中加入發泡劑4.0kg、穩泡劑1.8kg,並攪拌攪拌
0.5min,得到混合好的殼核型混合物料。
[0040]4、將混合料注入Im3的模具中，通過限位擠壓，在持續壓力下養護5小時即可得到所述建築外牆防火保溫材料。
[0041]實施例3
[0042]本實施例提供的建築外牆防火保溫材料由以下重量的原料組成:細度325目的礦渣70kg、一、二級粉煤灰按任意比例混合粉體30kg、細度450目鋼渣30kg、聚乙烯醇纖維
0.2kg、可再分散乳膠粉2.0kg、鋰水玻璃75kg、水4.0kg、發泡劑6.5kg、穩泡劑2.2kg、容重為5.5kg/m3的聚苯乙烯發泡顆粒8.6kg。
[0043]上述原料按照以下方法製備本發明所述的建築外牆防火保溫材料:
[0044]1、膠凝材料粉體的製備:稱取細度325目的礦渣70kg，一、二級粉煤灰按任意比例混合粉體30kg，細度450目鋼渣30kg，聚乙烯醇纖維0.2kg，可再分散乳膠粉2.0kg，加入到無重力混合攪拌機中，在120r/min的速度下分散2min,得到混合均勻的粉體原料。
[0045]2、聚苯乙烯發泡顆粒溼料的製備:稱取容重為5.5kg/m3聚苯乙烯發泡顆粒8.6kg,放入無重力攪拌機中，攪拌速度為45r/min,在攪拌過程中加入鋰水玻璃75kg和水4.0kg，加入完成後再繼續攪拌1.5min，得到分散均勻的聚苯乙稀發泡顆粒溼料。
[0046]3、在繼續攪拌的同時，將混合好的粉體原料加入到聚苯乙烯發泡顆粒溼料中，繼續攪拌1.5min ;之後向攪拌均勻的料中加入發泡劑6.5kg、穩泡劑2.2kg,並攪拌攪拌
0.5min,得到混合好的殼核型混合物料。
[0047]4、將混合料注入Im3的模具中，通過限位擠壓，在持續壓力下養護4.5小時即可得到所述建築外牆防火保溫材料。
[0048]實施例4
[0049]本實施例提供的建築外牆防火保溫材料由以下重量的原料組成:細度650目的礦渣55kg、一級粉煤灰29kg、細度650目鋼渣29kg、聚丙烯腈纖維0.3kg、可再分散乳膠粉
2.1kg、鉀水玻璃與鈉水玻璃按1:1的比例混合物58kg、水4.5kg、發泡劑3.5kg、穩泡劑
2.0kg、容重為4.0kg/m3的聚苯乙烯發泡顆粒6.5kg。
[0050]上述原料按照以下方法製備本發明所述的建築外牆防火保溫材料:
[0051]1、膠凝材料粉體的製備:稱取細度650目的礦渣55kg，一級粉煤灰29kg，細度650目鋼渣29kg，聚丙烯腈纖維0.3kg，可再分散乳膠粉2.1kg，加入到無重力混合攪拌機中，在120r/min的速度下分散2min,得到混合均勻的粉體原料。
[0052]2、聚苯乙烯發泡顆粒溼料的製備:稱取容重為4.0kg/m3聚苯乙烯發泡顆粒
6.5kg,放入無重力攪拌機中,攪拌速度為30r/min,在攪拌過程中加入鉀水玻璃與鈉水玻璃按1:1的比例混合物58kg和水4.5kg,加入完成後再繼續攪拌1.5min,得到分散均勻的聚苯乙稀發泡顆粒溼料。
[0053]3、在繼續攪拌的同時，將混合好的粉體原料加入到聚苯乙烯發泡顆粒溼料中，繼續攪拌1.5min ;之後向攪拌均勻的料中加入發泡劑3.5kg、穩泡劑2.0kg,並攪拌攪拌
0.5min,得到混合好的殼核型混合物料。
[0054]4、將混合料注入Im3的模具中，通過限位擠壓，在持續壓力下養護6小時即可得到所述建築外牆防火保溫材料。
[0055]實施例5
[0056]本實施例提供的建築外牆防火保溫材料由以下重量的原料組成:細度800目的礦渣72kg、二級粉煤灰25kg、細度700目鋼渣25kg、聚氯乙烯纖維和聚丙烯纖維按1:1混合的混合物0.4kg、可再分散乳膠粉2.5kg、鉀水玻璃、鋰水玻璃與鈉水玻璃按任意比混合的混合物82kg、水4.5kg、發泡劑8.5kg、穩泡劑3.0kg、容重為6.0kg/m3的聚苯乙烯發泡顆粒
9.0kg0
[0057]上述原料按照以下方法製備本發明所述的建築外牆防火保溫材料:
[0058]1、膠凝材料粉體的製備:稱取細度800目的礦渣72kg，二級粉煤灰25kg，細度700目鋼渣25kg，聚氯乙烯纖維和聚丙烯纖維1:1混合的混合物0.4kg，可再分散乳膠粉
2.5kg,加入到無重力混合攪拌機中，在120r/min的速度下分散2min,得到混合均勻的粉體原料。[0059]2、聚苯乙烯發泡顆粒溼料的製備:稱取容重為6.0kg/m3聚苯乙烯發泡顆粒
9.0kg，放入無重力攪拌機中，攪拌速度為120r/min，在攪拌過程中加入鉀水玻璃、鋰水玻璃與鈉水玻璃按任意比混合的混合物82kg和水4.5kg,加入完成後再繼續攪拌1.5min,得到分散均勻的聚苯乙稀發泡顆粒溼料。
[0060]3、在繼續攪拌的同時，將混合好的粉體原料加入到聚苯乙烯發泡顆粒溼料中，繼續攪拌1.5min ;之後向攪拌均勻的料中加入發泡劑8.5kg、穩泡劑3.0kg,並攪拌攪拌
0.5min,得到混合好的殼核型混合物料。
[0061]4、將混合料注入Im3的模具中，通過限位擠壓，在持續壓力下養護4小時即可得到所述建築外牆防火保溫材料。
[0062]本發明不局限於上述特定的實施方案範圍內，本領域技術人員根據前文的描述，就能夠根據實際需要找到不同的調整方案，這些調整都應在本文所附的權利要求範圍之內。`
【權利要求】
1.一種建築外牆防火保溫材料，其特徵是:由低導熱防火膠凝料和聚苯乙烯發泡顆粒組成，每立方重量配比為:低導熱防火膠凝料:聚苯乙烯發泡顆粒=180-230: 6-10,其中，每立方保溫材料中低導熱防火膠凝料由以下重量的原料組成:水玻璃50-90kg、礦渣50-75kg、粉煤灰25-35kg、鋼渣25_35kg、纖維0.1-0.5kg、可再分散乳膠粉1.0-3.0kg、穩泡劑 1.0-3.5kg、發泡劑 2-10kg、水 2-10kg。
2.根據權利要求1所述的建築外牆防火保溫材料，其特徵是:所述的聚苯乙烯顆粒為原發性聚苯乙烯顆粒經過連續發泡而成，其容重為4.0-6.5kg/m3，水分含量為0% -3%，按體積比，顆粒直徑3_6mm的佔96% -100%, 6mm以上的佔0% -3%, 3mm以下的佔0% -1 %。
3.根據權利要求1所述的建築外牆防火保溫材料，其特徵是:所述的水玻璃為經過改性的高活性納水玻璃、鉀水玻璃和鋰水玻璃中的至少一種，模數為1.0-2.0，波美度為40。
4.根據權利要求1所述的建築外牆防火保溫材料，其特徵是:所述的粉煤灰為市售一級粉煤灰和二級粉煤灰中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的建築外牆防火保溫材料，其特徵是:所述的礦渣為高爐粒化爐渣磨成細度為200-1000目的礦渣微粉；所述的鋼渣為細度200-1000目的轉爐鋼渣。
6.根據權利要求1所述的建築外牆防火保溫材料，其特徵是:所述的纖維為長度0.5-2cm的高強束狀纖維，是聚醯胺纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙烯腈纖維、聚丙烯纖維和聚氯乙烯纖維中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的建築外牆防火保溫材料，其特徵是:所述的可再分散乳膠粉為冷溶性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯和乙烯共聚膠粉中的至少一種。
8.根據權利要求1所述的建築外牆防火保溫材料，其特徵是:所述的發泡劑為10 % -50 %的工業用雙氧水和市售鋁粉膏中的至少一種。
9.根據權利要求1所述的建築外牆防火保溫材料，其特徵是:所述的穩泡劑為十二烷基甜菜鹼、椰油脂肪酸二乙醇醯胺和椰油脂肪酸單乙醇醯胺中的至少一種。
10.一種權利要求1所述的建築外牆防火保溫材料製備方法，其特徵是:包括以下步驟: (1)將各種原料礦渣、粉煤灰、鋼渣、纖維和乳膠粉按照比例加入到無重力混合攪拌機中,在120r/min的速度下分散2min,得到混合均勻的粉體原料； (2)按比例將聚苯乙烯發泡顆粒放入攪拌機進行攪拌，攪拌速度為30-180r/min，在攪拌過程中加入水玻璃和水，加入完成後再繼續攪拌l_3min，得到分散均勻的聚苯顆粒溼料； (3)在保持攪拌機轉速不變的情況下，將混合好的粉體原料加入到聚苯乙烯發泡顆粒溼料中，繼續攪拌1.5min ;之後按比例將發泡劑和穩泡劑加入到攪拌機中，攪拌0.5min，得到混合好的殼核型混合物料； (4)將混合物料注入一定 比例的模具中，通過限位擠壓，在持續壓力下養護4-6小時即可得到所述的建築外牆防火保溫材料。
【文檔編號】C04B16/08GK103787638SQ201210434473
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月1日 優先權日:2012年11月1日
【發明者】劉海鋒, 巢啟 申請人:廣西啟利新材料科技股份有限公司