CN102617100A - 一种建筑隔热颗粒的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑隔热颗粒的制备方法，包括：1)称取隔热颗粒，将隔热颗粒浸泡在氢氟酸溶液中，滤出；2)再将滤出物浸泡在十二烷基磺酸钠溶液中，滤出；3)将气凝胶与硅酸铝微粉混合研磨；4)将步骤3)的混合粉末掺和到步骤2)的滤出物中，搅拌混合，直到混合粉末完全包裹住滤出物表面；5)烘干，得到建筑隔热颗粒。该方法解决了现有有机隔热材料极易燃烧的问题，将传统的有机隔热材料改性，在降低其导热系数的同时改变原来物质的燃烧性能，使之成为符合建筑隔热材料要求的不燃隔热材料。

Description

一种建筑隔热颗粒的制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料制备领域，具体涉及一项关于新型建筑隔热颗粒的制备方法。

背景技术

市面上大多建筑隔热材料为有机物，如聚氨酯泡沫、发泡聚苯颗粒，发泡酚醛，这些有机物作为建筑隔热材料虽然很轻，隔热效果好，价格便宜，但是这些材料均属于易燃物质，遇火即燃，每次因为建筑隔热材料引起的火灾都属于惨痛的特大火灾，使用这种隔热材料让人们的生命财产得不到保障。然而在这些有机隔热材料基础上做防火处理，除了酚醛板效果好一点，对廉价易得的聚氨酯、聚苯颗粒而言就相对难得多。而市面上现有的无机材料作为隔热材料，如岩棉、玻璃纤维棉、膨胀珍珠岩、空心微珠、发泡水泥、发泡玻璃、发泡石膏等，其隔热效果又很难达到要求，二氧化硅气凝胶属于无机材料中的超级隔热材料，但是因为其价格昂贵，实际运用很不现实。

发明内容

针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种建筑隔热颗粒的制备方法，该方法解决了现有有机隔热材料极易燃烧的问题，将传统的有机隔热材料改性，在降低其导热系数的同时改变原来物质的燃烧性能，使之成为符合建筑隔热材料要求的不燃隔热材料。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

一种外墙隔热板材料的制备方法，该方法包括下述步骤：

1)称取隔热颗粒，按照隔热颗粒与氢氟酸溶液质量比为2∶1的比例，将隔热颗粒浸泡在氢氟酸溶液中1-2小时，滤出；

2)再按照隔热颗粒与十二烷基磺酸钠溶液质量比为2∶1的比例，将滤出物浸泡在十二烷基磺酸钠溶液中1-2小时，滤出；

3)按照二氧化硅气凝胶∶无机粉末质量比为1-5∶40的比例混合研磨10分钟；

4)将步骤3)的混合粉末掺和到步骤2)的滤出物中，搅拌混合，直到混合粉末完全包裹住滤出物表面；

5)将步骤4)材料于50-90℃，1-3小时烘干，得到建筑隔热颗粒。

本发明进一步的特征在于：

所述隔热颗粒为聚苯颗粒或发泡聚氨酯颗粒。

所述氢氟酸溶液的质量百分浓度为0.1-1％。

所述无机粉末为飘珠、硅酸铝微粉、石膏、氧化钛、氧化锌、氧化钙、硫酸钙、白炭黑或二氧化硅微粉中的一种或几种。

所述二氧化硅气凝胶是按照下述方法制备的：

1)先将硅溶胶与正硅酸乙酯按质量比为1∶1的比例于容器中混合，再按照乙醇与前述混合物质量比为10∶1的比例，将乙醇加入到前述混合物中，得到混合溶液；

2)按照水与30％氨水质量比为5∶1的比例混合后，将该氨水溶液缓慢加入到搅拌中的前述混合溶液中，搅拌，调节溶液pH值为7；

3)将步骤2)得到的溶液静置1小时至澄清透明，将容器封口等待老化凝胶4-8小时；

4)将老化后的凝胶移至干燥设备中，于290℃，22MPa条件下干燥10小时，既得二氧化硅气凝胶。

本发明制备的难燃有机发泡建筑隔热材料，关键材料是使用本公司自己生产的超级隔热纳米气凝胶作为有机发泡材料的改性主要添加剂。通过本发明制备的新型建筑隔热材料其改进效果以聚苯颗粒为例：聚苯颗粒基本参数为，密度15公斤/立方米、导热系数0.037w/m.k、属于易燃材料；经过气凝胶改性后的材料基本性能为密度密度15-150公斤/立方米、导热系数0.026-0.035w/m.k、属于A级阻燃材料。

具体实施方式

下边结合实施例对新型建筑隔热颗粒的制备加以说明。

A对聚苯颗粒的改性

实施例1

首先，制备二氧化硅气凝胶：

先将硅溶胶与正硅酸乙酯按质量比为1∶1的比例于容器中混合，取10升混合物将100升乙醇加入其中，边搅拌边加入用5公斤水稀释的1公斤30％的氨水溶液，调节溶液pH值为7，加完后继续搅拌直到整个溶液澄清透明(约1小时)，将容器封口等待凝胶(约4-8小时)。将老化好的凝胶转移到超临界干燥设备中去进行超临界干燥，其干燥条件是：温度290℃；压力23.5MPa(干燥约10小时)，既得二氧化硅气凝胶。

其次，对聚苯颗粒的改性

称取100g聚苯颗粒(购自西安顶美隔热材料有限公司)在1％的稀HF溶液50升中浸泡2小时，滤出；再用十二烷基磺酸钠溶液50升浸泡2小时滤出；将前述步骤制备的10克二氧化硅气凝胶，200g二氧化硅微粉，200g硫酸钙混合研磨10分钟，将混合粉末掺和到经过两道工序处理的聚苯颗粒中，搅拌混合，直到混合粉末完全包裹住聚苯颗粒表面，60℃烘干，约需1小时。

取改性颗粒100克做性能测试结果为：密度150公斤/立方米、导热系数0.035w/m.k、属于A级阻燃材料。

实施例2

采取实施例1制备二氧化硅气凝胶的方法先制备二氧化硅气凝胶。

再称取100g聚苯颗粒(购自西安顶美隔热材料有限公司)在1％的稀HF溶液50升中浸泡2小时，滤出；再用十二烷基磺酸钠溶液50升浸泡2小时滤出；将50克二氧化硅气凝胶，400克二氧化硅微粉混合研磨10分钟，将混合粉末掺和到经过两道工序处理的聚苯颗粒中，搅拌混合，直到混合粉末完全包裹住聚苯颗粒表面，50℃烘干，约需3小时。

取改性颗粒100克做性能测试结果为：密度80公斤/立方米、导热系数0.030w/m.k、属于A级阻燃材料。

实施例3

采取实施例1制备二氧化硅气凝胶的方法先制备二氧化硅气凝胶。

再称取100g聚苯颗粒(购自西安顶美隔热材料有限公司)在1％的稀HF50溶液升中浸泡2小时，滤出；再用十二烷基磺酸钠溶液50升浸泡2小时滤出；将50克二氧化硅气凝胶，400克硅酸铝微粉混合研磨10分钟，将混合粉末掺和到经过两道工序处理的聚苯颗粒中，搅拌混合，直到混合粉末完全包裹住聚苯颗粒表面，90℃烘干，约需1小时。

取改性颗粒100克做性能测试结果为：密度100公斤/立方米、导热系数0.026w/m.k、属于A级阻燃材料。

B对聚氨酯的改性

实施例4

采取实施例1制备二氧化硅气凝胶的方法先制备二氧化硅气凝胶。

再称取200g聚氨酯(自发泡聚氨酯颗粒，密度46公斤/立方米，导热系数0.022w/m.k)在1％的稀HF溶液50升中浸泡1小时，滤出；再用十二烷基磺酸钠溶液50升浸泡1小时滤出；将10克二氧化硅气凝胶，200克二氧化硅微粉，200克硫酸钙混合研磨10分钟，将混合粉末掺和到经过两道工序处理的发泡聚氨酯颗粒中，搅拌混合，直到混合粉末完全包裹住发泡聚氨酯颗粒表面，60℃烘干，约需1小时。

取改性颗粒100克做性能测试，结果为：密度170公斤/立方米、导热系数0.030w/m.k、属于A级阻燃材料。

实施例5

采取实施例1制备二氧化硅气凝胶的方法先制备二氧化硅气凝胶。

再称取100g聚苯颗粒(自发泡聚氨酯颗粒，密度46公斤/立方米，导热系数0.022w/m.k)在1％的稀HF溶液50升中浸泡1小时，滤出；再用十二烷基磺酸钠溶液50升浸泡1小时滤出；将50克二氧化硅气凝胶，400克二氧化硅微粉混合研磨10分钟，将混合粉末掺和到经过两道工序处理的发泡聚氨酯颗粒中，搅拌混合，直到混合粉末完全包裹住发泡聚氨酯颗粒表面，50℃烘干，约需3小时。

取改性颗粒100克做性能测试，结果为：密度120公斤/立方米、导热系数0.027w/m.k、属于A级阻燃材料。

实施例6

采取实施例1制备二氧化硅气凝胶的方法先制备二氧化硅气凝胶。

再称取100g聚苯颗粒(自发泡聚氨酯颗粒，密度46公斤/立方米，导热系数0.022w/m.k)在1％的稀HF溶液50升中浸泡1小时，滤出；再用十二烷基磺酸钠溶液50升浸泡1小时滤出；将50克二氧化硅气凝胶，400克硅酸铝微粉混合研磨10分钟，将混合粉末掺和到经过两道工序处理的发泡聚氨酯颗粒中，搅拌混合，直到混合粉末完全包裹住发泡聚氨酯颗粒表面，90℃烘干，约需1小时。

取改性颗粒100克做性能测试，结果为：密度100公斤/立方米、导热系数0.024w/m.k、属于A级阻燃材料。

上述将二氧化硅气凝胶与无机粉末混合研磨，无机粉末还可以采取飘珠、石膏、氧化钛、氧化锌、氧化钙、或白炭黑中的一种或几种。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种建筑隔热颗粒的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

1)称取隔热颗粒，按照隔热颗粒与氢氟酸溶液质量比为2∶1的比例，将隔热颗粒浸泡在氢氟酸溶液中1-2小时，滤出；

2)再按照隔热颗粒与十二烷基磺酸钠溶液质量比为2∶1的比例，将滤出物浸泡在十二烷基磺酸钠溶液中1-2小时，滤出；

3)按照二氧化硅气凝胶：无机粉末质量比为1-5∶40的比例混合研磨10分钟；

4)将步骤3)的混合粉末掺和到步骤2)的滤出物中，搅拌混合，直到混合粉末完全包裹住滤出物表面；

5)将步骤4)材料于50-90℃，1-3小时烘干，得到建筑隔热颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种建筑隔热颗粒的制备方法，其特征在于，所述隔热颗粒为聚苯颗粒或发泡聚氨酯颗粒。

3.根据权利要求1所述的一种建筑隔热颗粒的制备方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液的质量百分浓度为1％。

4.根据权利要求1所述的一种建筑隔热颗粒的制备方法，其特征在于，所述无机粉末为飘珠、硅酸铝微粉、石膏、氧化钛、氧化锌、氧化钙、硫酸钙、白炭黑或二氧化硅微粉中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种建筑隔热颗粒的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶是按照下述方法制备的：

1)先将硅溶胶与正硅酸乙酯按质量比为1∶1的比例于容器中混合，再按照乙醇与前述混合物质量比为10∶1的比例，将乙醇加入到前述混合物中，得到混合溶液；

2)按照水与30％的氨水质量比为5∶1的比例混合后，将该氨水溶液缓慢加入到搅拌中的前述混合溶液中，搅拌，调节溶液pH值为7；

3)将步骤2)得到的溶液静置1小时至澄清透明，将容器封口等待老化凝胶4-8小时；

4)将老化后的凝胶移至干燥设备中，于290℃，22MPa条件下干燥10小时，既得二氧化硅气凝胶。