CN101857459B - 一种轻质防火保温复合板材及其制备方法 - Google Patents

一种轻质防火保温复合板材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种轻质防火保温复合板材及其制备方法，其包括：膨胀玻化微珠、干粉硅铝酸盐凝胶材料、矿物高模弹性纤维、干粉添加剂以及复合微沫剂。本发明的轻质防火保温复合板材具有优良的防火安全性，弥补了用有机材料作轻质骨料的防火性能差、在高温下易产生严重变形造成脱落与熔液下滴并从而造成人员伤害、以及高温下产生有害气体造成环境污染的缺点，能够有效综合传统板材各方面优点，集各板材所长，做到隔热效果好，结构稳定，与建筑物同寿命，并且还具有节能、无污染、经济等效果。

Description

一种轻质防火保温复合板材及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合多功能板材及其制备方法，特别涉及一种膨胀玻化微珠微沫发泡轻质板材及其制备方法。
背景技术
随着我国建筑节能的强制实施，建筑节能围护结构保温技术优先采用自身导热系数低、保温性能好的材料，所以主流建筑围护结构保温技术多将低导热系数的有机板材(如EPS、XPS、PU)作为主体保温材料。但建筑有机保温体系随着时间的推移呈现出的问题也越来越多，如在温差变化大的情况下，体系所受的温差变形性也越来越严重，大部分都存在温差变形后出现大面积开裂、甚至空鼓脱落的情况。这种体系还有一个致命的弱点，那就是火灾。一旦发生火灾，整个体系就会出现灰飞烟灭的后果，在国内发生这类火灾比比皆是，并且难以施救。经过实验证明，有机保温材料的寿命在实验室试验中只有二十五年，在实际应用中，使用寿命更短。保温体系与建筑结构主体寿命不同，无法满足于建筑物的寿命要求，这种寿命不同步的现象无疑会增加建筑物建筑节能的成本，并且有可能在翻修时对环境污染造成更大的影响。鉴于有机板材在使用寿命、防火环保及安全方面都存在着很大的隐患，研究一种新型无机多功能板材来提高墙体的保温隔热防火性能有着重大意义。
在无机板材中，传统上采用无机绝热轻质材料——珍珠岩与胶凝材料混合，一般这种材料采用的胶凝材料为水泥、石膏外加一定量的改性剂等。珍珠岩是开孔材料，胶凝料会进入开孔的孔隙之中，并且珍珠岩表面多孔，在材料搅拌过程中会容易破碎，增大了整个板材的容重，造成干密度都比较大，导热系数偏大；而且使用珍珠岩这种材料作为板材中的骨料，在吸水率方面表现很差，如要获得较低的吸水率，需要增加相当大的处理成本。这种吸水率偏大的材质，在后期使用过程中更难以达到外墙外保温对建筑节能的节能要求。
还有一种以岩(矿)棉板为代表的纤维类产品，用树脂类胶凝材料加工而成，材料自身的保温性能好，但一旦加工成板材，需要浸胶量大，成型后与成型前相比导热系数将增大4倍以上，相应降低了保温性能；而且在使用过程中纤维类板材很容易吸潮，造成自身吸潮后相对于基材或外饰面砂浆产生空鼓、开裂，严重的会剥离造成脱落，并且因此安全性差。所以研究一种保温性能和安全性均好的板材来提高墙体的稳定性有重要的意义。
膨胀玻化微珠是近年来发展起来的一种具有较好保温性能的无机轻质颗粒类材料单体，其内部多孔空腔，表面呈玻化封闭，光泽平滑，理化性能稳定，具有质轻、绝热、防火、耐高低温，抗老化、吸水率小等优异特性，是一种环保型高性能保温隔热材料。因此在实践中存在着这样的需求，即如何利用膨胀玻化微珠代替保温隔热板材中传统的轻质材料，从而提高保温隔热材料的保温及其它防火安全性能。
发明内容
为解决在实践中存在的上述问题，本发明旨在提供一种集质轻、绝热、防火、耐高低温、抗老化、吸水率小等优异特性于一体的多功能复合板材。
本发明的上述目的是通过以下方面实现的。
一种轻质防火保温复合板材，其包括：膨胀玻化微珠、干粉硅铝酸盐凝胶材料、矿物高模弹性纤维、干粉添加剂以及复合微沫剂。
优选地，按重量计，所述膨胀玻化微珠占30-40％，所述干粉硅铝酸盐胶凝材料占50-60％，所述矿物高模弹性纤维占2-4％，所述干粉添加剂占3-5％，以及所述复合微沫剂占1-3％。
优选地，所述复合微沫剂是惰性气体发泡液体。
优选地，所述矿物高模弹性纤维是分散性短切硅酸铝盐纤维。
优选地，所述复合板材的一面或双面铺设有高强层。
优选地，所述高强层是由耐碱纤维网形成的纤维水泥防水高强层。
优选地，所述复合板材表干密度为180-250kg/m3，导热系数为0.045-0.06w/m.k。
优选地，所述复合板材厚度为1-20cm。
一种制备上述轻质防火保温复合板材的方法，其包括以下步骤：
先将膨胀玻化微珠与干粉硅铝酸盐胶凝材料、矿物高模弹性矿物纤维和干粉添加剂均质混合配制形成混合料；
在混合料中加入复合微沫剂进行发泡从而形成发泡混合料；
将所述发泡混合料加入搅拌容器中进行均质搅拌成膏状流浆体；
将所述膏状流浆体注入型模中从而进行板材成型。
优选地，所述板材成型可以采用自然养护成型后经过微波设备干燥成型。
复合微沫剂在本发明的复合板材制造过程中产生类真空封闭惰性气泡，从而提高板材的热工性能。主要通过惰性气体发泡液体和膨胀玻化微珠调节板材密度，降低板材容重和导热系数。加入矿物高模弹性纤维主要用于提高板材的抗裂变形性能和强度。
本发明的轻质防火保温复合板材具有以下优点：
具有优良的防火安全性，弥补了用有机材料作轻质骨料的防火性能差、在高温下易产生严重变形造成脱落与熔液下滴并从而造成人员伤害、以及高温下产生有害气体造成环境污染的缺点。
使用本发明的轻质防火保温复合板材既做到与建筑物同寿命，又可回收再利用。通过大量实验，本发明的轻质防火保温复合板材具有优良的抗老化性与耐候性，解决了有机类板材的使用寿命短、与建筑物的不同步的问题，避免了使用有机板材时建筑物在使用过程中因翻修存在的垃圾与环境污染问题。
因本发明的轻质防火保温复合板材的整个材质是由无机物——膨胀玻化微珠、通过改性胶凝材料胶结而成，膨胀玻化微珠自身就是一种硅铝材料，这种硅铝材质与建筑物以及外装饰层砂浆有极好的相容性；并且抗老化极优，耐高低温，受温差的影响材质变形系数非常小，几乎无变化，解决了传统岩(矿)棉板在使用过程中受外饰层重力的影响造成开裂、以及自身吸潮而引起下坠造成的与基材或外饰层的空鼓脱落的问题。
本发明的轻质防火保温复合板材能够有效综合传统板材各方面优点，集各板材所长，做到隔热效果好，结构稳定，与建筑物同寿命，并且还具有节能、无污染、经济等效果。
具体实施方式
在本发明的一个实施例中，先将按重量计35％的膨胀玻化微珠与55％矿物高模弹性纤维、3％的矿物高模弹性纤维、4％的干粉添加剂均质混合配制成混合料，再加入3％的复合微沫剂形成发泡混合料，将该发泡混合料加入搅拌容器中进行均质搅拌成膏状流浆体，将该膏状流浆体经料浆泵注入型模中从而成型板材，其中板材成型可以采用自然养护成型后经过微波设备干燥成型。
在本发明的优选实施例中，所用的矿物高模弹性纤维是分散性短切硅酸铝盐纤维、复合微沫剂是惰性气体发泡液体。由此制成的复合板表干密度为200kg/m3，导热系数为0.055w/m.k，防火燃烧等级为A级。
满足本发明目的的多功能复合板材的组分按重量计可以是30-40％的膨胀玻化微珠、50-60％的干粉硅铝酸盐胶凝材料、2-4％的矿物高模弹性纤维、3-5％的干粉添加剂以及1-3％的复合微沫剂。
本发明的复合板表干密度为180-250kg/m3，导热系数为0.045-0.06w/m.k。
在本发明的优选实施例中，可以在多功能复合板面上进行单面或双面增强和饰面处理，例如，在将膏状流浆体诸如型模之前，该型模底面植放有耐碱玻纤网或无纺布，由此在板材双面形成纤维水泥防水高强层来夹护膨胀玻化微珠微沫发泡轻质芯层，形成“三明治”式结构，提高板材的抗折抗弯强度。根据实际应用需要，多功能复合板材芯层厚度为1-20cm。
本发明一个实施例的多功能复合板长宽尺寸600×900mm、600×1200mm、1000×2000mm，可根据用户需要而定。多功能复合板厚度可根据节能要求而定。

Claims (8)

1.一种轻质防火保温复合板材，其包括：膨胀玻化微珠、干粉硅铝酸盐凝胶材料、矿物高模弹性纤维、干粉添加剂以及惰性气体发泡液体，其中，按重量计，所述膨胀玻化微珠占30-40％，所述干粉硅铝酸盐胶凝材料占50-60％，所述矿物高模弹性纤维占2-4％，所述干粉添加剂占3-5％，以及所述惰性气体发泡液体占1-3％。
2.根据权利要求1所述的轻质防火保温复合板材，其特征在于：所述矿物高模弹性纤维是分散性短切硅酸铝盐纤维。
3.根据权利要求1或2所述的轻质防火保温复合板材，其特征在于：所述复合板材的一面或双面铺设有高强层。
4.根据权利要求3所述的轻质防火保温复合板材，其特征在于：所述高强层是由耐碱纤维网形成的纤维水泥防水高强层。
5.根据权利要求1或2所述的轻质防火保温复合板材，其特征在于：所述复合板材表干密度为180-250kg/m3，导热系数为0.045-0.06w/m.k。
6.根据权利要求1或2所述的轻质防火保温复合板材，其特征在于：所述复合板材厚度为1-20cm。
7.一种制备上述任一项权利要求所述的轻质防火保温复合板材的方法，其包括以下步骤：
先将按重量计占30-40％的膨胀玻化微珠与50-60％的干粉硅铝酸盐胶凝材料、2-4％的矿物高模弹性纤维和3-5％的干粉添加剂均质混合配制形成混合料；
在所述混合料中加入1-3％的惰性气体发泡液体进行发泡从而形成发泡混合料；
将所述发泡混合料加入搅拌容器中进行均质搅拌成膏状流浆体；
将所述膏状流浆体注入型模中从而进行板材成型。
8.根据权利要求7所述的方法，所述板材成型采用自然养护成型后经过微波设备干燥成型。
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