CN102717421A - 一种外墙轻质不燃绝热保温板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外墙轻质不燃绝热保温板，氧化铝粉末、石灰粉、硅藻土粉末、石英砂粉末、玻璃短纤维混合配成混合粉料，与含有水玻璃0.5-1wt%、哌嗪0.2-0.6wt%的溶液A混合，制得小颗粒状混合材料，经高温蒸汽聚合后，再在常温下经1000-2800吨液压机压3-5分钟，在50~100℃温度下养护8-12小时，制备得到所述外墙轻质不燃绝热保温板。本发明制备得到的外墙轻质不燃绝热保温板可以达到较小的干表观密度，干表观密度180-400㎏/m3，防火级别高，燃烧性能可达A1级，符合国家防火材料标准；导热系数低，可低于≤0.05w/m.k，达到国家高效保温（绝热）材料标准。

Description

一种外墙轻质不燃绝热保温板及其制备方法
（一）技术领域
本发明涉及一种外墙轻质不燃绝热保温板及其制备方法。
（二）背景技术
在房屋建筑工程中，外墙保温板被大量应用。以往的外墙轻质保温板主要以泡沫塑料板为主，属易燃材料，已经不符合国家规定的防火安全要求。而其它外墙不燃保温材料却存在安装繁杂、质量重等缺陷。
根据国家对建筑节能和防火的要求，需要大量的轻质、不燃、绝热的外墙保温板。
（三）发明内容
为了克服现有外墙保温板的上述不足，本发明以科学合理的原材料配方，采用新的生产工艺制备一种防火性能好，质量轻的外墙轻质不燃绝热保温板。本发明提供的外墙轻质不燃绝热保温板干表观密度可以小于200㎏/m3，防火级别A1级、导热系数≤0.05w/m.k。
本发明采取的技术方案是：
一种外墙轻质不燃绝热保温板，所述外墙轻质不燃绝热保温板按以下方法制备得到：
A、在常温常压下将氧化铝粉末、石灰粉、硅藻土粉末、石英砂粉末、玻璃短纤维混合均匀，获得混合粉料，所述混合粉料中，各组分的质量百分组成为：氧化铝粉末20~35wt%、石灰粉20~35wt%、硅藻土粉末20~40wt%、石英砂粉末15~20wt%、玻璃短纤维3~8wt%；
B、水玻璃、哌嗪加水配制得到含有水玻璃0.5—1wt%、哌嗪0.2—0.6wt%的溶液A，溶液A加入步骤A所得混合粉料中，混合搅拌，制成小颗粒状混合材料，所述混合粉料与溶液A的质量比为1：0.3~0.5；
C、将步骤B制得的小颗粒状混合材料倒入高压密封釜中，通入120~200℃蒸汽（优选150—200℃蒸汽）蒸养12-24小时，进行蒸汽聚合，得到硅钙铝聚合颗粒混合材料；
D、将步骤C所得硅钙铝聚合颗粒混合材料放入模具内，在常温下经1000—2800吨液压机压3—5分钟，压成板材，获得高孔隙硅钙铝板材；所得高孔隙硅钙铝板材在50~100℃温度下养护8—12小时，制备得到所述外墙轻质不燃绝热保温板；
所述的外墙轻质不燃绝热保温板厚度控制在25-100mm。
所述混合粉料中，各组分的质量百分组成优选为：氧化铝粉末20~35wt%、石灰粉20~23wt%、硅藻土粉末20~40wt%、石英砂粉末15~20wt%、玻璃短纤维3~8wt%。
进一步优选的，所述步骤A中，所述氧化铝粉末为150-200目的氧化铝粉末、石灰粉为150-200目的石灰粉、硅藻土粉末为150-200目的硅藻土粉末、石英砂粉末为1502-00目石英砂粉末、玻璃短纤维的是平均长度5-20mm玻璃短纤维。
所述步骤D中，所述模具通常为钢成型模具，因为需要经1000-2800吨液压机压成板材，模具需要承受较大的压力，因此模具需要为钢成型模具，本领域技术人员根据模具承受的压力应当可以推知模具需为钢成型模具。模具的形状可以根据所需形状自行设定。
本发明制得的外墙轻质不燃绝热保温板干表观密度通常为200~400㎏/m3，最低可达180㎏/m3。干表观密度由步骤D中液压机压制板材时的压力控制，压力越高，相应的干表观密度越大。
本发明制得的外墙轻质不燃绝热保温板的导热系数通常为0.05—0.08w/m.k，最小可以达到0.038w/m.k。燃烧性能为A1级。
所述步骤A中各组分按特定组分比例混合，其目的是为了硅、钙、铝分子合理配比反应与组合反应，形成新的分子组合。
所述步骤B中，水中加入0.5—1%的水玻璃、0.2—0.6%哌嗪，制得溶液A可以起到晶体模板作用，促进组合反应。混合粉料与溶液A按质量比1：0.3~0.53混合，其目的是使混合材料成半干颗粒状态，在后续的蒸养过程中形成颗粒晶体组。
所述步骤C将步骤B获得的小颗粒状混合材料倒入高压密封釜中用120~200℃蒸汽蒸养12-24小时。在高温蒸汽蒸压条件下使各种材料进行组合反应得到高孔隙度硅钙铝聚合颗粒（硅钙铝分子筛晶体颗粒）混合材料，确保成品的绝热效果和轻质效果。
所述步骤D将步骤C所得硅钙铝聚合颗粒混合材料放入钢成型模具内，经1000-2800吨液压机压3-5分钟，压成板材。其目的是为了使硅钙铝聚合颗粒混合材料挤压成扳材（在4.0GPa的冷压条件下,得到硅钙铝分子筛），并挤压出硅钙铝聚合颗粒混合材料中的水份，保证成品的密实和强度。
所得高孔隙硅钙铝板材在50~100℃温度再养护8-12小时。其目的是为了使高孔隙度硅钙铝聚合颗粒继续聚合反应成型，并且使板材含水率低于8%。
本发明的有益效果在于：混合粉料中加入了硅、钙、铝三元素组分，并在溶液中加入材料膨胀元素水玻璃和结晶模板元素哌嗪，混合粉料与溶液混合后，通过蒸汽蒸养，使硅、钙、铝三元素交叉聚合，形成具有微米级空隙的多边形分子筛结构，从而可以使材料轻质但是保持材料的抗压强度。并且，蒸养后的材料采用高压力模压成型，使骨架原子重新调整而直接转变为全硅分子筛，并且通过模压可以达到很好的密实度和平整度，压好后不需要再用沙光机磨平，操作更为简便，节省生产成本。
本发明制备得到的外墙轻质不燃绝热保温板表观密度接近挤塑泡沫板，密度小于400kg/m3，最小可达180kg/m3，防火级别高，燃烧性能可达A1级，符合国家防火材料标准；导热系数低，可低于≤0.05w/m.k，达到国家高效保温（绝热）材料标准。对比现有市场中，外墙轻质保温板却不防火，外墙不燃保温材料但密度大、质量重，本发明提供的外墙轻质不燃绝热保温板可以同时达到轻质、防火、绝热保温的要求。
（四）具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
A、在常温常压下将35kg的150-200目氧化铝粉末、20kg的150-200目石灰粉、20kg的150—200目硅藻土粉末、20kg的150-200目石英砂粉末、5kg的5-20mm玻璃短纤维混合均匀，获得混合粉料。
B、水玻璃、哌嗪加水配制得到含有水玻璃0.5wt%、哌嗪0.5wt%的溶液A，50kg溶液A加入100kg步骤A所得混合粉料中，混合搅拌，制成小颗粒状混合材料。
C、将步骤B制得的小颗粒状混合材料倒入高压密封釜中，通入170℃蒸汽蒸养15小时，进行蒸汽聚合，得到硅钙铝聚合颗粒混合材料；
D、将步骤C所得硅钙铝聚合颗粒混合材料放入钢成型模具内，模具长度2440mm，宽度1220mm，常温下经2800吨液压机压3分钟压成板材，压力控制在2200吨，获得高孔隙硅钙铝板材；所得高孔隙硅钙铝板材在50℃温度下养护12小时，制备得到所述外墙轻质不燃绝热保温板，厚度30mm,干表观密度为400㎏/m3。
实施例2
A、在常温常压下将30kg的150—200目氧化铝粉末、22kg的150—200目石灰粉、25kg的150—200目硅藻土粉末、18kg的150—200目石英砂粉末、5kg的5—20mm玻璃短纤维混合均匀，获得混合粉料。
B、水玻璃、哌嗪加水配制得到含有水玻璃0.7wt%、哌嗪0.4wt%的溶液A，46kg溶液A加入100kg步骤A所得混合粉料中，混合搅拌，制成小颗粒状混合材料。
C、将步骤B制得的小颗粒状混合材料倒入高压密封釜中，通入170℃蒸汽蒸养15小时，进行蒸汽聚合，得到硅钙铝聚合颗粒混合材料；
D、将步骤C所得硅钙铝聚合颗粒混合材料放入钢成型模具内，模具长度2440mm，宽度1220mm，常温下经2800吨液压机压5分钟压成板材，压力控制在2000吨，获得高孔隙硅钙铝板材；所得高孔隙硅钙铝板材在50℃温度下养护12小时，制备得到所述外墙轻质不燃绝热保温板，厚度30mm,干表观密度为350㎏/m3。
实施例3
A、在常温常压下将26kg的150—200目氧化铝粉末、23kg的150—200目石灰粉、28kg的150—200目硅藻土粉末、17kg的150—200目石英砂粉末、6kg的5—20mm玻璃短纤维混合均匀，获得混合粉料。
B、水玻璃、哌嗪加水配制得到含有水玻璃0.8wt%、哌嗪0.4wt%的溶液A，42kg溶液A加入100kg步骤A所得混合粉料中，混合搅拌，制成小颗粒状混合材料。
C、将步骤B制得的小颗粒状混合材料倒入高压密封釜中，通入170℃蒸汽蒸养15小时，进行蒸汽聚合，得到硅钙铝聚合颗粒混合材料；
D、将步骤C所得硅钙铝聚合颗粒混合材料放入钢成型模具内，模具长度2440mm，宽度1220mm，常温下经2800吨液压机压5分钟压成板材，压力控制在1800吨，获得高孔隙硅钙铝板材；所得高孔隙硅钙铝板材在50℃温度下养护12小时，制备得到所述外墙轻质不燃绝热保温板，厚度30mm,干表观密度为300㎏/m3。
实施例4
A、在常温常压下将23kg的150—200目氧化铝粉末、23kg的150—200目石灰粉、30kg的150—200目硅藻土粉末、16kg的150—200目石英砂粉末、8kg的5—20mm玻璃短纤维混合均匀，获得混合粉料。
B、水玻璃、哌嗪加水配制得到含有水玻璃0.9wt%、哌嗪0.3wt%的溶液A，40kg溶液A加入100kg步骤A所得混合粉料中，混合搅拌，制成小颗粒状混合材料。
C、将步骤B制得的小颗粒状混合材料倒入高压密封釜中，通入180℃蒸汽蒸养15小时，进行蒸汽聚合，得到硅钙铝聚合颗粒混合材料；
D、将步骤C所得硅钙铝聚合颗粒混合材料放入钢成型模具内，模具长度2440mm，宽度1220mm，常温下经2800吨液压机压5分钟压成板材，压力控制在1500吨，获得高孔隙硅钙铝板材；所得高孔隙硅钙铝板材在50℃温度下养护15小时，制备得到所述外墙轻质不燃绝热保温板，厚度30mm,干表观密度为250㎏/m3。
实施例5
A、在常温常压下将21kg的150—200目氧化铝粉末、21kg的150—200目石灰粉、35kg的150—200目硅藻土粉末、15kg的150—200目石英砂粉末、8kg的5—20mm玻璃短纤维混合均匀，获得混合粉料。
B、水玻璃、哌嗪加水配制得到含有水玻璃1wt%、哌嗪0.2wt%的溶液A，35kg溶液A加入100kg步骤A所得混合粉料中，混合搅拌，制成小颗粒状混合材料。
C、将步骤B制得的小颗粒状混合材料倒入高压密封釜中，通入200℃蒸汽蒸养15小时，进行蒸汽聚合，得到硅钙铝聚合颗粒混合材料；
D、将步骤C所得硅钙铝聚合颗粒混合材料放入钢成型模具内，模具长度2440mm，宽度1220mm，常温下经2800吨液压机压5分钟压成板材，压力控制在1200吨，获得高孔隙硅钙铝板材；所得高孔隙硅钙铝板材在60℃温度下养护18小时，制备得到所述外墙轻质不燃绝热保温板，厚度30mm,干表观密度为200㎏/m3。
实施例6
A、在常温常压下将20kg的150—200目氧化铝粉末、22kg的150—200目石灰粉、40kg的150—200目硅藻土粉末、15kg的150—200目的150—200目石英砂粉末、3kg的5—20mm玻璃短纤维混合均匀，获得混合粉料。
B、水玻璃、哌嗪加水配制得到含有水玻璃1wt%、哌嗪0.2wt%的溶液A，30kg溶液A加入100kg步骤A所得混合粉料中，混合搅拌，制成小颗粒状混合材料。
C、将步骤B制得的小颗粒状混合材料倒入高压密封釜中，通入200℃蒸汽蒸养20小时，进行蒸汽聚合，得到硅钙铝聚合颗粒混合材料；
D、将步骤C所得硅钙铝聚合颗粒混合材料放入钢成型模具内，模具长度2440mm，宽度1220mm，常温下经2800吨液压机压5分钟压成板材，压力控制在1000吨，获得高孔隙硅钙铝板材；所得高孔隙硅钙铝板材在80℃温度下养护18小时，制备得到所述外墙轻质不燃绝热保温板，厚度30mm,干表观密度为180㎏/m3。
将实施例1~6制得的外墙轻质不燃绝热保温板进行性能测试，所得结果见表1。
表1实施例1~6制得的外墙轻质不燃绝热保温板性能测试
Figure BDA00001717861500091

Claims (2)

1.一种外墙轻质不燃绝热保温板，其特征在于所述外墙轻质不燃绝热保温板按以下方法制备得到：
A、在常温常压下将氧化铝粉末、石灰粉、硅藻土粉末、石英砂粉末、玻璃短纤维混合均匀，获得混合粉料，所述混合粉料中，各组分的质量百分组成为：氧化铝粉末20~35wt%、石灰粉20~35wt%、硅藻土粉末20~40wt%、石英砂粉末15~20wt%、玻璃短纤维3~8wt%；
B、水玻璃、哌嗪加水配制得到含有水玻璃0.5—1wt%、哌嗪0.2—0.6wt%的溶液A，溶液A加入步骤A所得混合粉料中，混合搅拌，制成小颗粒状混合材料，所述混合粉料与溶液A的质量比为1：0.3~0.5；
C、将步骤B制得的小颗粒状混合材料倒入高压密封釜中，通入120~200℃蒸汽蒸养12-24小时，进行蒸汽聚合，得到硅钙铝聚合颗粒混合材料；
D、将步骤C所得硅钙铝聚合颗粒混合材料放入模具内，在常温下经1000-2800吨液压机压3-5分钟，压成板材，获得高孔隙硅钙铝板材；所得高孔隙硅钙铝板材在50~100℃温度下养护8-12小时，制备得到所述外墙轻质不燃绝热保温板；
所述的外墙轻质不燃绝热保温板厚度控制在25-100mm。
2.如权利要求1所述的外墙轻质不燃绝热保温板，其特征在于所述步骤A中，所述氧化铝粉末为150-200目的氧化铝粉末、石灰粉为150-200目的石灰粉、硅藻土粉末为150-200目的硅藻土粉末、石英砂粉末为150—200目石英砂粉末、玻璃短纤维的是平均长度5—20mm玻璃短纤维。
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