CN102515829A - 一种无机发泡保温隔热材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种无机发泡保温隔热材料及其制备方法，所述无机发泡保温隔热材料其各组分在制备时的用量分别为水玻璃80-100份，发泡剂0.2-5份，矿物质粉体1-3份，水溶性高分子1-3份，乳液0-1份，空心玻璃微珠或漂珠0-10份，本无机发泡保温隔热材料是由上述材料经常温混合后升温发泡而成。本发明的无机发泡保温隔热材料具有重量轻、强度高、导热系数小、防火、无毒、无污染等特点，原材料廉价易得，生产加工工艺简单并且可根据实际需求制备出不同的形状和规格的产品，可广泛用于设备、建筑物等的隔热保温材料。

Description

一种无机发泡保温隔热材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种无机发泡保温隔热材料及其制备方法。

背景技术

近年来由于建筑外墙保温材料燃烧引起的重大火灾事故不断发生造成了严重的人员伤亡和财产损失。2009年，中央电视台新大楼发生严重火灾事故，其幕墙保温材料不但未能起到隔热防火的作用，反而加大了燃烧和坍塌，造成了极为严重的损失；2010年，上海发生“11·15”特大火灾，事故现场使用的大量尼龙网、聚氨酯泡沫等易燃材料，是导致大火迅速蔓延的主要原因，类似的事故比比皆是。建筑易燃可燃外墙保温材料已成为一类新的火灾隐患。

因此公安部消防局于2011年3月14日通知要求从严执行《民用建筑外墙保温系统及外墙装饰防火暂行规定》(公通字[2009]46号)第二条规定，民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料。

根据公安部消防局的该通知要求，各建设单位及建筑设计单位都采取了相应的措施，但由于目前我国建筑外墙保温所用的材料主要有两类：一类是聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、发泡橡胶等有机泡沫材料；另一类是岩棉、玻璃棉等无机材料。其中有机材料虽然保温性好，密度小，但是耐热差、易燃烧，而且在燃烧时释放大量热、产生大量有毒烟气，不仅会加速大火蔓延、而且容易造成人员伤亡。而现有的无机材料虽然耐热、阻燃效果好，但存在细小的纤维，既污染空气又易滋生细菌，已成为危害人们健康的隐患。因此目前所用的材料并没有一种能够完全满足节能、保温、防火、无污染的要求，给设计和施工造成了一定的混乱。因此，研制开发出一种具有极佳防火性能又对人体健康影响较小的保温材料迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种防火、保温、无污染且成本低、工艺简单、使用方便的无机发泡保温隔热材料及其制备方法。

本发明提供了一种无机发泡保温隔热材料，其特征在于，包括以下步骤：

a)将重量为80-100份的水玻璃与0.2-5份的发泡剂混合，常温搅拌或静置48小时以上；

b)加入1-3份的矿物质粉体，1-3份的水溶性高分子，0-1份的乳液，0-10份的空心玻璃微珠或漂珠搅拌；

c)将上述浆液搅拌均匀后倒入模具中，入炉烘焙，6～13h升温至400～800℃，恒温1h，成型，冷却，出炉，脱模，即得到无机发泡保温隔热材料。

进一步，所述的发泡剂为偶氮化合物。

进一步，所述的矿物质粉体为透锂长石粉、莫来石粉、堇青石粉、硅线石粉、云母粉、膨润土、高岭土、偏高岭土中的一种或几种。

进一步，所述的水溶性高分子为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基甲基纤维素或聚丙烯酸钠。

进一步，所述的乳液为丙烯酸乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液或醋酸乙烯/丙烯酸丁酯共聚乳液。

发泡完成后，冷却，脱模，即得成品，亦可根据需求剪裁成所需规格的成品。

所述的无机保温隔热材料为硅酸盐无机制品。

所述的无机保温隔热材料是通过低温物理发泡和高温化学发泡共同作用而成；所述的无机保温隔热材料孔径为0.02mm～2mm互不连通网状结构的硬质多孔性材料。

所述的无机保温隔热材料的比重较小，比现有的无机硅酸盐硬质保温材料的比重小20％～25％。

本发明创新点：

1 本发明中的无机胶凝材料水玻璃与偶氮化合物类发泡剂(偶氮二甲酰胺等)可发生反应，反应后可使浆液的粘度增加，有助于稳定气泡。

2 本发明通过添加硅酸盐矿物质粉体，使其在高温下烧结后形成类陶瓷的物质，从而对发泡材料的壁材起到了增强的作用。

3 本发明水溶性高分子(聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基甲基纤维素或聚丙烯酸钠)的加入，有助于泡孔的形成，孔洞封闭效果好，提高了壁材低温时的强度。

由于发泡材料未发泡前本身为一种胶凝材料，因此我们根据国标GB11177-1989和GB/T 17671-1999，对添加水溶性高分子的材料进行了剪切强度和抗压强度的测试，测试结果如下：

由上表可知，水溶性高分子的加入使胶凝材料的剪切强度和抗压强度均得到了提高，这说明水溶性高分子对胶凝材料，即发泡材料的壁材有增韧的作用。

本发明与传统发泡材料的性能效果对比：

此外本发明中的无机发泡硬质保温隔热材料为硅酸盐制品，具有极佳的防火功能，直接用水泥砂浆即可粘贴，可与建筑墙体有良好的结合能力，解决了国内外在外墙保温隔热技术上采用有机高分子建筑材料与墙体结合的技术难题。

具体实施方式

具体实施例1：

1)将100份水玻璃与1份偶氮二甲酰胺充分混合，常温放置60小时，制得白色粘稠浆液；

2)在上述浆液中，加入1份的透锂长石粉，3份的羟丙基甲基纤维，1份的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(固含量50％)，5份的空心玻璃微珠(粒径为65～120μm)，充分搅拌；

3)将步骤2)中制得的混合浆液倒入模具中，入炉烘焙，11h升温至700℃，恒温1h，成型；

4)成型完成后，冷却，出炉，脱模，制得无机发泡材料；

5)此方法制备出的保温隔热材料体积密度为333.24kg/m³，抗压强度为2.55MPa，导热系数0.072W/m·K的无机发泡材料。

具体实施例2：

1)将80份水玻璃与5份偶氮二甲酰胺充分混合，常温放置48小时，制得白色粘稠浆液；

2)在上述浆液中，加入1份的莫来石英粉，1份的聚乙烯醇，3份的空心玻璃微珠(粒径为60～115μm)，充分搅拌；

3)将步骤2)中制得的混合浆液倒入模具中，入炉烘焙，8h升温至500℃，恒温1h，成型；

4)成型完成后，冷却，出炉，脱模，制得无机发泡材料；

5)此方法制备出的保温隔热材料体积密度为289.14kg/m³，抗压强度为1.91MPa，导热系数为0.069W/m·K的无机发泡材料。

具体实施例3：

1)将90份水玻璃与2.5份偶氮二甲酰胺充分混合，常温放置48小时，制得白色粘稠浆液；

2)在上述浆液中，加入2份的堇青石粉，2份的聚乙烯吡咯烷酮，1份丙烯酸乳液(固含量40％)，8份的漂珠(粒径为120～550μm)，充分搅拌，得到混合浆；

3)将步骤2)中制得的混合浆液倒入模具中，入炉烘焙，6h升温至400℃，恒温1h，成型；

4)成型完成后，冷却，脱模，制得无机发泡材料；

5)此方法制备出的保温隔热材料体积密度为307.02kg/m³，抗压强度为2.39MPa，导热系数为0.065W/m·K的无机发泡材料。

具体实施例4：

1)将100份水玻璃与0.2份偶氮二甲酸二异丙酯充分混合，常温放置72h，制得白色粘稠浆液；

2)在上述浆液中，加入3份的硅线石粉，1份的聚乙烯醇缩丁醛，1份的醋酸乙烯/丙烯酸丁酯共聚乳液(固含量60％)，10份的漂珠(粒径为120～550μm)，充分搅拌；

3)将步骤2)中制得的混合浆液倒入模具中，入炉烘焙，13h升温至800℃，恒温1h，成型；

4)成型完成后，冷却，出炉，脱模，制得无机发泡材料；

5)此方法制备出的保温隔热材料体积密度为309.49kg/m³，抗压强度为2.69MPa，导热系数为0.070W/m·K的无机发泡材料。

具体实施例5：

1)将85份水玻璃与3份偶氮二甲酸二异丙酯充分混合，常温放置60h，制得白色粘稠浆液；

2)在上述浆液中，加入1份的透锂长石粉，2份的聚丙烯酸钠，1份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(固含量40％)，充分搅拌；

3)将步骤2)中制得的混合浆液倒入模具中，入炉烘焙，10h升温至600℃，恒温1h，成型；

4)成型完成后，冷却，出炉，脱模，制得无机发泡材料；

5)此方法制备出的保温隔热材料体积密度为306.97kg/m³，抗压强度为3.11MPa，导热系数为0.063W/m·K的无机发泡材料。

Claims (5)

1.一种无机发泡保温隔热材料，其特征在于，包括以下步骤：

a、将重量为80-100份的水玻璃与0.2-5份的发泡剂混合，常温搅拌或静置48小时以上；

b、加入1-3份的矿物质粉体，1-3份的水溶性高分子，0-1份的乳液，0-10份的空心玻璃微珠或漂珠，搅拌；

c、将上述浆液搅拌均匀后倒入模具中，入炉烘焙，6～13h升温至400～800℃，恒温1h，成型，冷却，出炉，脱模，即得到无机发泡保温隔热材料。

2.根据权利要求1所述的保温隔热材料，其特征在于，所述的发泡剂为偶氮化合物。

3.根据权利要求1所述的保温隔热材料，其特征在于，所述的矿物质粉体为透锂长石粉、莫来石粉、堇青石粉、硅线石粉、云母粉、膨润土、高岭土、偏高岭土中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的保温隔热材料，其特征在于，所述的水溶性高分子为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基甲基纤维素或聚丙烯酸钠。

5.根据权利要求1所述的保温隔热材料，其特征在于，所述的乳液为丙烯酸乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液或醋酸乙烯/丙烯酸丁酯共聚乳液。