CN102503525A - 一种无机发泡防火保温板的制备方法 - Google Patents

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李铭
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Abstract

本发明公开了一种无机发泡防火保温板的制备方法，该制备方法包括选料、制取超细水泥浆料、制取发泡液料、成型步骤，本发明由于采用了上述技术方案，具有施工简单、易于工厂化生产的特点，通过该方法制备的无机发泡防火保温板，具有轻质、强度好、闭孔率高、吸水率低、干燥收缩值小、抗冻性好、保温性能佳、施工简便的特点。

Description

一种无机发泡防火保温板的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑节能材料及施工技术领域，具体地说，涉及一种无机发泡防火保温板的制备方法。
背景技术
近年来，我国因保温材料引发的火灾时有发生，且频率和人员财产的巨大损失触目惊心。目前市场上使用的保温材料主要有模塑聚苯板、挤塑聚苯板、聚氨酯泡沫等有机发泡材料。这些保温材料存在的最大问题是防火性能差，即使是电焊产生的火星，也能使这些保温材料起火并产生大量有毒有害烟气。由此看，用无机不燃保温材料替代有机发泡材料已成大势所趋。
在无机保温板中，泡沫玻璃板、泡沫陶瓷板生产前期耗能大、成品价格高；膨胀珍珠岩板、膨胀蛭石板等又存在吸水率较高、抗冻性差等缺陷；而岩棉板、矿棉板、玻璃棉板等纤维板材在生产施工过程中污染严重，对人体伤害大。
市场上传统水泥发泡板材质量良莠不齐，因其受原材料、配方比例、生产工艺、生产设备、生产环境等诸多条件的影响，存在诸多缺点：板材强度差、容易塌陷、闭孔率低、抗冻性差、干燥收缩大、易开裂等缺陷，产品质量无法满足施工验收要求，因此未能在我国建筑施工应用中得到良好的普及和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种施工简单、易于工厂化生产的无机发泡防火保温板的制备方法，通过该方法制备的无机发泡防火保温板，同时具有轻质、强度好、闭孔率高、吸水率低、干燥收缩值小、抗冻性好、保温性能佳、施工简便的特点。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种无机发泡防火保温板的制备方法，其特征在于：该制备方法的步骤如下：
A.选料，选取超细水泥、超细粉煤灰、活性微矿粉、胶粉、纤维、憎水剂、发泡剂、稳泡剂；
B.制取超细水泥浆料，将步骤A中的超细水泥、超细粉煤灰、活性微矿粉、胶粉、纤维、憎水剂、加水按一定重量份混合、搅拌，直至混合均匀；
C.制取发泡液料，将步骤A中发泡剂、稳泡剂加水按一定重量份混合；
D.成型，将步骤B中的超细水泥浆料和步骤C中的发泡液料按一定重量比混合搅拌后，迅速浇筑至施工位置或模具盒内，待其自然流平后静停10～30分钟，再经过24小时蒸汽养护后成型。
作为一种改进：
所述步骤B中所述的重量份为：超细水泥50～150份；超细粉煤灰10～50份；活性微矿粉10～40份；胶粉1～5份；纤维0.5～1份；憎水剂0.1～0.5份；材料水50～100份。
所述步骤B中所述的重量份为：超细水泥100份；超细粉煤灰30份；活性微矿粉20份；胶粉2份；纤维1份；憎水剂0.5份；水70份。
作为进一步的改进：
所述步骤C中所述的重量份为：
发泡剂5～30份；稳泡剂0.1～1份；水20～50份。
作为再进一步的改进：
所述步骤D中水泥浆料与发泡液料的的重量比为：1∶0.2～1。
作为再进一步的改进：
所述超细水泥的细度范围为比表面积600～1000m2/kg；
所述超细粉煤灰的比表面积400～800m2/kg；
所述活性尾矿粉为比表面积500～900m2/kg的微硅粉、超细重钙粉或超细矿渣粉或三种的混合料；
所述胶粉为可再分散乳胶粉或聚乙烯醇粉末或两种的混合料；
所述纤维为3～12mm的聚丙烯纤维；
所述憎水剂为有机硅憎水剂或硅烷基憎水剂或硬脂酸金属盐类憎水剂或三种的混合料；
所述发泡剂为双氧水或铝粉或两种的混合料；
所述稳泡剂为十二烷基甜菜碱或椰油硬脂酸二乙醇酰胺或椰油硬脂酸单乙醇酰胺或三种的混合料。
作为再进一步的改进：
所述超细水泥浆料中还包括早强剂或缓凝剂。
所述超细水泥浆料中各成分的重量份为：超细水泥50～150份；超细粉煤灰10～50份；活性微矿粉10～40份；胶粉1～5份；纤维0.5～1份；憎水剂0.1～0.5份；早强剂1～3份；水50～100份。
所述超细水泥浆料中各成分的重量份为：超细水泥50～150份；超细粉煤灰10～50份；活性微矿粉10～40份；胶粉1～5份；纤维0.5～1份；憎水剂0.1～0.5份；缓凝剂1～5份；水50～100份
所述早强剂为硫酸钠或亚硝酸钠或硅酸钠或硝酸钙或四种的混合料；
所述缓凝剂为酒石酸或葡萄糖酸钙或两种的混合料。
如遇生产环境气温较低，为了能迅速凝结、避免泡体塌陷，可适当添加早强剂。
如遇生产环境气温较高，为了发泡成型时延长泡体的稳定性、持久性和均匀性，可适当添加缓凝剂。
由于采用了上述技术方案，本发明中：
a)超细水泥颗粒尺寸超细，其中位粒径D50可细致1um以下，达到了次纳米级，最大粒径Dmax不超过18um，80％以上颗粒尺寸在5um以下。超细水泥等无机超细微粒显著提高了发泡成型后板材的后期强度、耐久度、耐磨性能，又增加板材的抗渗透性、抗硫酸盐腐蚀、抗氯盐渗析、抗海水侵蚀；在发泡的过程中，提高了泡沫的稳定性、均匀性、沁水率低，所制泡沫在搅拌运输过程中不易破裂，可形成泡体孔径大小均匀，闭孔率高，在增加强度的同时，增强了板材的保温隔热性能；
b)发泡原理为化学发泡，配方简单，实施简便。活性微矿粉的加入可以提高板材的后期强度；超细粉煤灰有利于改善水泥拌合性能并合理利用工业废料；胶粉的加入改善了发泡水泥柔韧性和弹性；聚丙烯纤维提高了板材的抗裂性能；疏水剂减少了发泡水泥吸水量，提高成型板材的抗冻性能。经过超细水泥与多组分复合改性后发泡制成的保温板与普通水泥发泡保温板相比，其综合性能更佳；
c)超细粉煤灰、工业尾矿粉进行超细加工，从而提高原有材料的活性，再与超细水泥配伍，提现出普通材料所不具有的若干特性。利用粉煤灰、工业尾矿粉、矿渣粉，变废为宝，防止污染环境；
d)可以采用普通硅酸盐水泥发泡，与墙体同属硅酸盐材料，同种材料结合力好，界面结合牢固，易施工，可以做到与建筑物同寿命。
通过本发明制备的防火保温板具有下列特点：
(1)具有防火、保温、隔热的特点，为多孔无机板材，适用于浇筑建筑物屋面、地面、内外墙体，也可作为各类保温板材芯材使用及制作各种防火门芯板、防火隔离带等；
(2)完全满足国家对建筑材料防火等级要求，防火性能好；
(3)可以进行二次加工，可锯、可钉、表面可喷漆、喷塑、可贴各种装饰面料做到装饰保温一体化，从而减少了成本，提高了施工效率；
(4)可根据用户要求，加工成任意规格、形状的板材，也可做防火隔离带使用；
(5)通过对超细水泥进行深加工，使水泥的特性得到了充分发挥，提高了原有材料的强度，使板材的孔壁更薄并具有韧性，在不降低板材强度的前提下容重更轻，从而降低导热系数，提高保温效果。
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
具体实施方式
实施例1：一种无机发泡防火保温板的制备方法，其步骤如下：
选取所述细度范围为比表面积800m2/kg的超细硅酸盐水泥100kg、比表面积600m2/kg的超细粉煤灰30kg、比表面积700m2/kg的微硅粉20kg、可再分散乳胶粉2kg、6mm聚丙烯纤维1kg、有机硅憎水剂0.5kg、水70kg用搅拌机混合均匀，制得超细水泥浆料；所述活性尾矿粉的
选取双氧水20kg、十二烷基甜菜碱0.5kg、水30kg混合制得发泡液料；
将超细水泥浆料与发泡液料按重量比1∶0.5迅速混合并搅拌，混合搅拌后平铺至预制模具内静停发泡20分钟，待其自然流平发泡完毕后，放入蒸汽养护室内经24小时蒸汽养护后成型，得到无机发泡防火保温板。
通过对本实施例制得的防火保温板进行试验，对其主要技术指标的检测结果如表一所示。
表一
  技术指标   检测结果
  干表观密度(kg/m3)   240
  导热系数(W/m.k)   0.068
  体积吸水率   8％
  抗压强度(Mpa)   ≥0.46
  抗拉强度(Mpa)   ≥0.15
  燃烧性能   A级
  人工气候老化   15次冻融后，表面无裂纹、剥落、破损等现象
实施例2：一种无机发泡防火保温板的制备方法，其步骤如下：
选取所述细度范围为比表面积1000m2/kg的超细硅酸盐水泥50kg、比表面积800m2/kg的超细粉煤灰50kg、比表面积900m2/kg的微硅粉30kg、可再分散乳胶粉5kg、6mm聚丙烯纤维0.5kg、有机硅憎水剂0.1kg、水100kg用搅拌机混合均匀，制得超细水泥浆料；
选取双氧水30kg、十二烷基甜菜碱1kg、水50kg混合制得发泡液料；
将超细水泥浆料与发泡液料按重量比1∶1迅速混合并搅拌，混合搅拌后平铺至预制模具内静停发泡30分钟，待其自然流平发泡完毕后，放入蒸汽养护室内经24小时蒸汽养护后成型，得到无机发泡防火保温板。
通过对本实施例制得的防火保温板进行试验，对其主要技术指标的检测结果如表二所示。
表二
  技术指标   检测结果
  干表观密度(kg/m3)   250
  导热系数(W/m.k)   0.061
  体积吸水率   9％
  抗压强度(Mpa)   ≥0.54
  抗拉强度(Mpa)   ≥0.16
  燃烧性能   A级
  人工气候老化   20次冻融后，表面无裂纹、剥落、破损等现象
实施例3：一种无机发泡防火保温板的制备方法，其步骤如下：
选取所述细度范围为比表面积600m2/kg的超细硅酸盐水泥150kg、比表面积400m2/kg的超细粉煤灰10kg、比表面积500m2/kg的微硅粉10kg、可再分散乳胶粉1kg、6mm聚丙烯纤维0.8kg、有机硅憎水剂0.2kg、水50kg用搅拌机混合均匀，制得超细水泥浆料；
选取双氧水5kg、十二烷基甜菜碱0.1kg、水10kg混合制得发泡液料；
将超细水泥浆料与发泡液料按重量比1∶0.2迅速混合并搅拌，混合搅拌后平铺至预制模具内静停发泡10分钟，待其自然流平发泡完毕后，放入蒸汽养护室内经24小时蒸汽养护后成型，得到无机发泡防火保温板。
通过对本实施例制得的防火保温板进行试验，对其主要技术指标的检测结果如表三所示。
表三
  技术指标   检测结果
  干表观密度(kg/m3)   230
  导热系数(W/m.k)   0.065
  体积吸水率   7％
  抗压强度(Mpa)   ≥0.44
  抗拉强度(Mpa)   ≥0.14
  燃烧性能   A级
  人工气候老化   15次冻融后，表面无裂纹、剥落、破损等现象
实施例4：一种无机发泡防火保温板的制备方法，其步骤如下：
选取所述细度范围为比表面积1000m2/kg的超细硅酸盐水泥80kg、比表面积800m2/kg的超细粉煤灰40kg、比表面积600m2/kg的微硅粉20kg、可再分散乳胶粉3kg、6mm聚丙烯纤维0.6kg、有机硅憎水剂0.4kg、硅酸钠早强剂2kg、水80kg用搅拌机混合均匀，制得超细水泥浆料；
选取双氧水15kg、十二烷基甜菜碱0.7kg、水30kg混合制得发泡液料；
将超细水泥浆料与发泡液料按重量比1∶0.8迅速混合并搅拌，混合搅拌后平铺至预制模具内静停发泡25分钟，待其自然流平发泡完毕后，放入蒸汽养护室内经24小时蒸汽养护后成型，得到无机发泡防火保温板。
通过对本实施例制得的防火保温板进行试验，对其主要技术指标的检测结果如表四所示。
表四
  技术指标   检测结果
  干表观密度(kg/m3)   240
  导热系数(W/m.k)   0.062
  体积吸水率   8％
  抗压强度(Mpa)   ≥0.50
  抗拉强度(Mpa)   ≥0.15
  燃烧性能   A级
  人工气候老化   25次冻融后，表面无裂纹、剥落、破损等现象
实施例5：一种无机发泡防火保温板的制备方法，其步骤如下：
选取所述细度范围为比表面积1000m2/kg的超细硅酸盐水泥80kg、比表面积800m2/kg的超细粉煤灰40kg、比表面积800m2/kg的微硅粉20kg、可再分散乳胶粉3kg、6mm聚丙烯纤维0.6kg、有机硅憎水剂0.4kg、葡萄糖酸钙缓凝剂3kg、100kg用搅拌机混合均匀，制得超细水泥浆料；
选取双氧水15kg、十二烷基甜菜碱0.7kg、水30kg混合制得发泡液料；
将超细水泥浆料与发泡液料按重量比1∶0.8迅速混合并搅拌，混合搅拌后平铺至预制模具内静停发泡25分钟，待其自然流平发泡完毕后，放入蒸汽养护室内经24小时蒸汽养护后成型，得到无机发泡防火保温板。
通过对本实施例制得的防火保温板进行试验，对其主要技术指标的检测结果如表五所示。
表五
  技术指标   检测结果
  干表观密度(kg/m3)   250
  导热系数(W/m.k)   0.060
  体积吸水率   7％
  抗压强度(Mpa)   ≥0.52
  抗拉强度(Mpa)   ≥0.16
  燃烧性能   A级
  人工气候老化   15次冻融后，表面无裂纹、剥落、破损等现象
综上所述，本发明所公开的制备方法，施工简单，易于工厂化生产，通过本发明所公开的制备方法制得的防火保温板的主要技术指标相比于现有技术的防火保温板，均具有较大提高，技术效果明显。
通过本发明所公开的制备方法所制得的防火保温板具有防火、保温、隔热的特点，为多孔无机板材，适用于浇筑建筑物屋面、地面、内外墙体，也可作为各类保温板材芯材使用及制作各种防火门芯板、防火隔离带等；满足国家对建筑材料防火等级要求，防火性能好；可以进行二次加工，可锯、可钉、表面可喷漆、喷塑、可贴各种装饰面料做到装饰保温一体化，从而减少了成本，提高了施工效率；通过对水泥进行深加工，使水泥的特性得到了充分发挥，提高了原有材料的强度，使板材的孔壁更薄并具有韧性，在不降低板材强度的前提下容重更轻，从而降低导热系数，提高保温效果。

Claims (10)

1.一种无机发泡防火保温板的制备方法，其特征在于：该制备方法的步骤如下：
A.选料，选取超细水泥、超细粉煤灰、活性微矿粉、胶粉、纤维、憎水剂、疏水剂、发泡剂、稳泡剂；
B.制取超细水泥浆料，将步骤A中的超细水泥、超细粉煤灰、活性微矿粉、胶粉、纤维、憎水剂、疏水剂加水按一定重量份混合、搅拌，直至混合均匀；
C.制取发泡液料，将步骤A中发泡剂、稳泡剂加水按一定重量份混合；
D.成型，将步骤B中的超细水泥浆料和步骤C中的发泡液料按一定重量比混合搅拌后，迅速浇筑至施工位置或模具盒内，待其自然流平后静停10～30分钟，再经过24小时蒸汽养护后成型。
2.根据权利要求1所述的一种无机发泡防火保温板的制备方法，其特征在于：所述步骤B中所述的重量份为：超细水泥50～150份；超细粉煤灰10～50份；活性微矿粉10～40份；胶粉1～5份；纤维0.5～1份；憎水剂0.1～0.5份；水50～100份。
3.根据权利要求2所述的一种无机发泡防火保温板的制备方法，其特征在于：所述步骤B中所述的重量份为：超细水泥100份；超细粉煤灰30份；活性微矿粉20份；胶粉2份；纤维1份；憎水剂0.5份；水70份。
4.根据权利要求1所述的一种无机发泡防火保温板的制备方法，其特征在于：所述步骤C中所述的重量份为：
发泡剂5～30份；稳泡剂0.1～1份；水20～50份。
5.根据权利要求1所述的一种无机发泡防火保温板的制备方法，其特征在于：所述步骤D中超细水泥浆料与发泡液料的的重量比为：1∶0.2～1。
6.根据权利要求1所述的一种无机发泡防火保温板的制备方法，其特征在于：所述超细水泥的细度范围为比表面积600～1000m2/kg；
所述超细粉煤灰的比表面积400～800m2/kg； 
所述活性尾矿粉为比表面积500～900m2/kg的微硅粉、超细重钙粉或超细矿渣粉或三种的混合料；
所述胶粉为可再分散乳胶粉或聚乙烯醇粉末或两种的混合料；
所述纤维为3～12mm聚丙烯纤维，起抗裂作用；
所述憎水剂为有机硅憎水剂或硅烷基憎水剂或硬脂酸金属盐类憎水剂或三种的混合料；
所述发泡剂为双氧水或铝粉或两种的混合料；
所述稳泡剂为十二烷基甜菜碱或椰油硬脂酸二乙醇酰胺或椰油硬脂酸单乙醇酰胺或三种的混合料。
7.根据权利要求1或6所述的一种无机发泡防火保温板的制备方法，其特征在于：所述超细水泥浆料中还包括早强剂或缓凝剂。
8.根据权利要求7所述的一种无机发泡防火保温板的制备方法，其特征在于：所述超细水泥浆料中各成分的重量份为：超细水泥50～150份；超细粉煤灰10～50份；活性微矿粉10～40份；胶粉1～5份；纤维0.5～1份；憎水剂0.1～0.5份；早强剂1～3份；水50～100份。
9.根据权利要求7所述的一种无机发泡防火保温板的制备方法，其特征在于：所述超细水泥浆料中各成分的重量份为：超细水泥50～150份；超细粉煤灰10～50份；活性微矿粉10～40份；胶粉1～5份；纤维0.5～1份；憎水剂0.1～0.5份；缓凝剂1～5份；水50～100份。
10.根据权利要求7所述的一种无机发泡防火保温板的制备方法，其特征在于：所述早强剂为硫酸钠或亚硝酸钠或硅酸钠或硝酸钙或四种的混合料；
所述缓凝剂为酒石酸或葡萄糖酸钙或两种的混合料。 
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