CN102173675A - 一种无机防火保温板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无机防火保温板，按照体积份数，该无机防火保温板由以下组分组成：无机胶凝材料为46份-77份，水为150份-175份，轻集料为1000份。该无机防火保温板的制备方法包括以下步骤：第一步：选择无机胶凝材料和轻集料；第二步：配制无机胶凝浆体；在第一步中选择的无机胶凝材料中添加水，搅拌均匀，配制成无机胶凝浆体；第三步：制备无机防火保温板；在第二步中制成的无机胶凝浆体中，添加轻集料，然后搅拌，直至无机胶凝浆体均匀分散在轻集料表面，随后装模制得无机防火保温板。采用该制备方法制成的无机防火保温板，生产周期短，在具有良好的保温性能的同时，具有很好的防火性能。

Description

一种无机防火保温板及其制备方法

技术领域

本发明属于用于建筑外墙的防火保温材料的制备领域，具体来说涉及一种无机防火保温板及其制备方法。

背景技术

进入21世纪，在如今石油价格高涨, 能源日趋匾乏的环境下, 保温工程的重要性越加凸显。保温工程具有节约能源、降低能耗、减少有害物质排放、改善人们生活环境的作用, 日渐成为世界各国政府部门及科学界关注的焦点。因此，我国近年来，建筑外墙保温材料发展十分迅速。但是，由于近年来多起建筑保温火灾事件的发生，引发了各界对保温防火的思考，保温材料的防火性能史无前例的引起了业内各界的高度重视。然而，很多保温材料起火都是在施工过程中产生的，如：电焊、明火、不良的施工习惯。这些材料在燃烧过程中不断产生的融滴物和毒烟，同时释放出来的氯氟烃、氢氟碳化物、氟利昂等气体对环境的危害也不可忽视。

目前，市场上现有建筑外墙保温板大多采用泡沫混凝土、聚苯颗粒保温砂浆或者发泡聚氨酯颗粒复合保温板。前者在生产过程中使用的水泥凝结速度慢，生产周期长。后者产品中的聚苯颗粒和聚氨酯颗粒不耐火，使得保温板不具有防火性能。因此，国内的建筑保温板存在的主要问题有两方面：一、无机胶凝材料凝结慢，导致保温产品生产周期长，不利于工业化生产。二、现有保温材料不耐火，存在严重的安全隐患。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是，提供一种无机防火保温板及其制备方法，一方面缩短保温板的生产周期，提高生产效率，另一方面，使得保温板在具有良好的保温性能的同时，具有很好的防火性能。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种无机防火保温板，按照体积份数，该无机防火保温板由以下组分组成：

无机胶凝材料     46份—77份

水               150份—175份

轻集料           1000份。

所述的轻集料是膨胀珍珠岩，或者玻化微珠。

所述的无机胶凝材料为镁质无机胶凝材料、硫酸钙无机胶凝材料，或者碱激发无机胶凝材料。

一种无机防火保温板的制备方法，包括以下步骤：

第一步：选择无机胶凝材料和轻集料；

第二步：配制无机胶凝浆体；在第一步中选择的无机胶凝材料中添加水，搅拌均匀，配制成无机胶凝浆体；

第三步：制备无机防火保温板；在第二步中制成的无机胶凝浆体中，添加轻集料，然后搅拌，直至无机胶凝浆体均匀分散在轻集料表面，随后装模制得无机防火保温板。

该无机防火保温板的制备方法，还可以包括第四步，在所述无机防火保温板的表面涂刷无机胶凝浆体。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

1．保温板的生产周期短，生产效率高。在本发明的技术方案中，保温板中的无机胶凝材料为镁质无机胶凝材料、半水石膏、或者碱激发无机胶凝材料。这些无机胶凝材料具有快凝快硬的特性，并且粘结性好。这些无机胶凝材料的凝结时间可根据需要在4分钟至20分钟之间调节。而现有技术中的建筑外墙保温板采用的无机胶凝材料多为波特兰水泥或者硫铝酸盐水泥，凝结时间长，生产周期通常为2天至3天。所以，与现有技术相比，本发明的保温板的生产周期短，模板周转快，生产效率高。与其它建筑保温板相比，本发明的保温板更适合工业化生产。

2．保温板在具有良好的保温性能的同时，具有很好的防火性能。本发明中的保温板中含有无机胶凝材料和轻集料。其中，无机胶凝材料可以选择镁质无机胶凝材料、半水石膏或者碱激发无机胶凝材料。这些无机胶凝材料均为不可燃材料。轻集料可以根据防火等级要求的不同，可以选择膨胀珍珠岩或者玻化微珠。膨胀珍珠岩和玻化微珠具有很好的耐火性能。而其它一些保温材料：如聚苯颗粒保温砂浆、发泡聚氨酯等保温板材耐火性能相对较差。

3．无机防火保温板容重低。本发明技术方案中的轻集料优先选择膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩的容重为70-100kg/m³。由于制备的保温板中无机胶凝材料仅起到粘结作用，用量相对较少，因此，制得保温板的容重可以达到300kg/m³以下。整个无机防火保温板容重低。

4．无机防火保温板保温性能好。本发明技术方案中的轻集料优先选择膨胀珍珠岩。由于膨胀珍珠岩内部呈蜂窝状结构，具有无毒、无味、不燃、不腐、耐酸碱、保温、隔音、隔热性能，在常温或高温烘烤中均不会放出烟雾及任何有害气体，是优质的保温材料，制得的保温板导热系数低于0.07W/(m·K)。

5．生产过程中的废料少。在制得的无机防火保温板的表面涂刷薄薄一层无机胶凝浆体，可以充分保证无机防火保温板表面的粘结性，还可以控制生产过程中废料的产生。

6．制备工艺简单，节省人力。这种建筑外墙保温板的生产，只需要配置好原料，加水搅拌，然后成型，最后脱模。整个过程能够控制在半个小时之内完成，生产时一个人便可以操作一条生产线。因此，整个制备工艺简单，节省人力。

具体实施方式

本发明的一种无机防火保温板，按照体积份数，该无机防火保温板由以下组分组成：

无机胶凝材料     46份—77份

水               150份—175份

轻集料           1000份。

所述的轻集料选择膨胀珍珠岩，或者玻化微珠。所述的无机胶凝材料选择镁质无机胶凝材料、硫酸钙无机胶凝材料或者碱激发无机胶凝材料。镁质无机胶凝材料由氧化镁、磷酸盐、灰渣和硼砂组成。镁质无机胶凝材料中的氧化镁和磷酸盐的摩尔比为3:1—8:1,灰渣和氧化镁的质量比为1:10—3:10，硼砂和氧化镁的质量比为1:100—1:10。硼砂的分子式为Na₂B₄O₇·10H₂O，其作用主要是控制镁质无机胶凝材料的凝结时间，方便生产。因为镁质无机胶凝材料加水搅拌后凝结速度非常快，为了便于生产时操作，所以加入硼砂调节它的凝结时间。配置镁质无机胶凝材料时，可以将这些原料：氧化镁、磷酸盐、灰渣和硼砂按照上述配比，均匀混合，制成镁质无机胶凝材料的干料，然后加水搅拌均匀即可。因为半水石膏具有快凝快硬的特性，并且粘结性好，所以硫酸钙无机胶凝材料优选半水石膏，半水石膏的分子式为CaSO₄·0.5H₂O。

上述无机防火保温板的制备方法，包括以下步骤：

第一步：选择无机胶凝材料和轻集料。

在该步骤中，无机胶凝材料可以选择镁质无机胶凝材料、硫酸钙无机胶凝材料或者碱激发无机胶凝材料。轻集料可以选择膨胀珍珠岩，或者玻化微珠。

第二步：配制无机胶凝浆体。

在该步骤中，在第一步中选择的无机胶凝材料中添加水，搅拌均匀，配制成无机胶凝浆体。搅拌时间可以为30秒至45秒。

第三步：制配无机防火保温板。

在该步骤中，在第二步中制成的无机胶凝浆体中，添加轻集料，然后搅拌，直至无机胶凝浆体均匀分散在轻集料表面。随后，装模形成无机防火保温板。搅拌时间可以为30秒至45秒。根据生产工艺要求，装模后的无机胶凝浆体和轻集料在4分钟至20分钟内凝结硬化，形成无机防火保温板。

在本发明的技术方案中，保温板中的无机胶凝材料为镁质无机胶凝材料、半水石膏、或者碱激发无机胶凝材料。这些无机胶凝材料具有快凝快硬的特性，并且粘结性好。这些无机胶凝材料的凝结时间可根据需要在4分钟至20分钟之间调节。与现有技术相比，本发明的保温板的生产周期短，模板周转快，生产效率高。与其它建筑保温板相比，本发明的保温板更适合工业化生产。另外，本发明中的保温板中含有无机胶凝材料和轻集料。其中，无机胶凝材料可以选择镁质无机胶凝材料、半水石膏或者碱激发无机胶凝材料。这些无机胶凝材料均为不可燃材料。根据防火等级要求的不同，轻集料可以选择膨胀珍珠岩或者玻化微珠。膨胀珍珠岩和玻化微珠具有很好的耐火性能。而其它一些保温材料：如聚苯颗粒保温砂浆、发泡聚氨酯等保温板材耐火性能相对较差。

在制成无机防火保温板后，可以在无机防火保温板的表面涂刷无机胶凝浆体。这样可以充分保证无机防火保温板表面的粘结性，避免无机胶凝浆体和轻集料的混合料碎散，还可以控制生产过程中废料的产生。

下面通过具体的实施例对本发明的有益效果进行详细的说明。无机防火保温板的生产周期用时间单位来表示，时间越短，生产周期就越短，生产效率就越高。无机防火保温板的耐火性能用耐火等级表示。根据GB_8624-2006_建筑材料及制品燃烧性能分级，耐火等级越高，说明无机防火保温板的耐火性能就越好。无机防火保温板的保温性能用导热系数表示。采用本领域常用的稳态平板法测量导热系数。导热系数越小，说明无机防火保温板的保温性能越好。采用测试容重的常规方法，测试无机防火保温板的容重。无机防火保温板的容重越小，防火保温材料越理想。

实施例1：选取原材料：轻集料为膨胀珍珠岩，无机胶凝材料为由氧化镁、磷酸盐、灰渣和硼砂组成的镁质无机胶凝材料。其中，氧化镁和磷酸盐的摩尔比为6:1,灰渣（粉煤灰）掺量为10%，即灰渣和氧化镁的质量比为1:10，硼砂掺量为5%，即硼砂和氧化镁的质量比为1:20，镁质无机胶凝材料与膨胀珍珠岩的体积比为46:1000，水与膨胀珍珠岩的体积比为150:1000。

按照上述配比，配置磷酸镁无机胶凝浆体，然后按照上述配比添加膨胀珍珠岩，搅拌均匀，直至磷酸镁无机胶凝浆体均匀分散在膨胀珍珠岩表面，随后装模。磷酸镁无机胶凝浆体和膨胀珍珠岩的混合料在装模后，硬化时间是4分钟，15分钟后拆模。完全干燥时，在保温板表面涂刷无机胶凝浆体。测试的结果是：无机防火保温板的生产周期是6小时，容重为 330kg/m³，导热系数为0.0658W/(m·K)，耐火等级为A2级。

实施例2：选取原材料：轻集料为膨胀珍珠岩，无机胶凝材料为半水石膏，半水石膏与膨胀珍珠岩的体积比为59:1000，水与膨胀珍珠岩的体积比为175:1000。与实施例1相同，按照本发明的制备方法制作无机防火保温板。

半水石膏和膨胀珍珠岩的混合料在装模后，硬化时间是5分钟，20分钟后拆模。完全干燥时，在保温板表面涂刷无机胶凝浆体。测试的结果是：无机防火保温板的生产周期是6小时，容重为 280kg/m³，导热系数为0.0616W/(m·K)，耐火等级为A2级。

实施例3：选取原材料：轻集料为膨胀珍珠岩，无机胶凝材料为半水石膏，半水石膏与膨胀珍珠岩的体积比为77:1000，水与膨胀珍珠岩的体积比为160:1000。与实施例1相同，按照本发明的制备方法制作无机防火保温板。

半水石膏和膨胀珍珠岩的混合料在装模后，硬化时间是5分钟，20分钟后拆模。完全干燥时，在保温板表面涂刷无机胶凝浆体。测试的结果是：无机防火保温板的生产周期是6小时，容重为 292kg/m³ ，导热系数为0.0624W/(m·K)，耐火等级为A2级。

对比例：选取原材料：轻集料为聚苯乙烯颗粒，无机胶凝材料为标号425的普通硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥与聚苯乙烯颗粒的体积比为50:1000，水与聚苯乙烯颗粒的体积比为200:1000。按照比例将水加入普通硅酸盐水泥中，搅拌制备普通硅酸盐水泥浆体，然后按照上述比例加入聚苯乙烯颗粒，搅拌均匀，直至普通硅酸盐水泥浆体均匀分散在聚苯乙烯颗粒表面，即可装模成型。

普通硅酸盐水泥和聚苯乙烯颗粒的混合料在装模后，硬化时间是5小时，8小时后拆模。完全干燥时，在无机防火保温板表面涂刷无机胶凝浆体。测试的结果是：无机防火保温板的生产周期是2天，容重为 383kg/m³ ；导热系数为0.0702W/(m·K)，耐火等级为B2级。

通过上述本发明的三个实施例和一个现有技术的对比例，可以看出：相比与现有技术制成的无机防火保温板，本发明技术方案制成的无机防火保温板的生产周期短，容重小，导热系数低，耐火等级高。总之，本发明技术方案制成的无机防火保温板生产效率高，在具有良好的保温性能的同时，具有很好的防火性能。

Claims (7)

1.一种无机防火保温板，按照体积份数，该无机防火保温板由以下组分组成：

无机胶凝材料     46份—77份

水               150份—175份

轻集料           1000份。

2.按照权利要求1所述的无机防火保温板，其特征在于，所述的轻集料是膨胀珍珠岩，或者玻化微珠。

3.按照权利要求1所述的无机防火保温板，其特征在于，所述的无机胶凝材料为镁质无机胶凝材料、硫酸钙无机胶凝材料，或者碱激发无机胶凝材料。

4.按照权利要求3所述的无机防火保温板，其特征在于，所述的镁质无机胶凝材料由氧化镁、磷酸盐、灰渣和硼砂组成，其中，氧化镁和磷酸盐的摩尔比为3:1—8:1,灰渣和氧化镁的质量比为1:10—3:10，硼砂和氧化镁的质量比为1:100—1:10，硼砂的分子式为Na₂B₄O₇·10H₂O。

5.按照权利要求3所述的无机防火保温板，其特征在于，所述的硫酸钙无机胶凝材料为半水石膏，半水石膏的分子式为CaSO₄· 0.5H₂O。

6.一种权利要求1所述的无机防火保温板的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

第一步：选择无机胶凝材料和轻集料；

第二步：配制无机胶凝浆体；在第一步中选择的无机胶凝材料中添加水，搅拌均匀，配制成无机胶凝浆体；

第三步：制备无机防火保温板；在第二步中制成的无机胶凝浆体中，添加轻集料，然后搅拌，直至无机胶凝浆体均匀分散在轻集料表面，随后装模制得无机防火保温板。

7.按照权利要求6所述的无机防火保温板的制备方法，其特征在于，还包括第四步，在所述无机防火保温板的表面涂刷无机胶凝浆体。