CN102850024A - 防火发泡复合保温板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防火发泡复合保温板及其制备方法，该保温板由以下原料组成：硅酸盐水泥，特种水泥，粉煤灰，保水剂，憎水剂，调凝剂，纤维，水，聚苯颗粒和发泡剂。其制备方法如下：将硅酸盐水泥、特种水泥、粉煤灰、保水剂、憎水剂、调凝剂和纤维倒入搅拌机中，搅拌均匀，再加入水，形成混合料；将聚苯颗粒倒入上述混合料中，搅拌制成浆料；再加入发泡剂，制成泡沫浆料；将上述泡沫浆料注入模具中成型，养护后切割成板材；将板材上下面各铺设一层玻璃纤维网格布，在网格布表面刮压一层水泥浆，养护即可。本发明能够明显提高保温板材的尺寸稳定性和抗裂性能，具有轻质、保温、耐久、防火、环保、性价比高的特点。

Description

防火发泡复合保温板及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别是涉及一种防火发泡复合保温板及其制备方法。

背景技术

我国建筑节能墙体保温技术和产品的推广应用起步于上世纪80年代中期，经过多年的发展，我国建筑节能外墙外保温市场已发展成为种类繁多、技术构造多样、产品需求巨大的一个产业。

目前，常用的外墙保温材料主要有聚苯板、聚氨酯发泡材料、酚醛板、岩棉板、发泡水泥板等。目前常用的外墙保温材料存在普遍存在以下的问题：

1、聚苯板、聚氨酯发泡材料耐久性差、防火性差，很难达到A级防火要求，存在严重的安全隐患，近几年发生多起建筑外保温材料引起的火灾就是由聚苯板和聚氨脂发泡材料着火导致的，造成了严重的人员伤亡和财产损失；

2、酚醛板存在刚性大、易折断、易粉化、粘结强度低、尺寸稳定性差等缺点；

3、岩棉、矿棉，玻璃棉，吸水率高、抗拉强度低，抗风压性能差，不环保，对人体存在一定的危害；

4、发泡水泥板尺寸稳定性差、脆性大，在运输使用过程中极易破损，且不易做成大尺寸，在施工中板缝过多，易开裂渗水。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种防火发泡复合保温板及其制备方法，能够明显提高保温板材的尺寸稳定性和抗裂性能，改善了其力学性能差和保温效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种防火发泡复合保温板，按重量百分比该保温板由以下原料组成：

硅酸盐水泥               10~55%

特种水泥                 0~50%

粉煤灰                   0~15%

保水剂                   0.1~0.5%            

憎水剂                   1.0~3.0%

调凝剂                   0~2.5%

纤维                     0~0.4%    

水                       30~45%

聚苯颗粒                 1~4%

发泡剂                   0.01~3.5%。

在本发明一个较佳实施例中，所述保水剂为甲基纤维素醚、乙基纤维素醚或丙基纤维素醚，所述憎水剂为硅烷基憎水剂、硅氧烷基憎水剂或脂肪酸金属盐憎水剂，所述调凝剂为氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硝酸盐或亚硝酸盐中的一种或多种。

在本发明一个较佳实施例中，所述特种水泥为硫铝酸盐水泥，所述粉煤灰为I级粉煤灰，所述纤维为聚酯纤维或聚丙烯纤维中的一种或多种。

在本发明一个较佳实施例中，所述发泡剂为物理发泡剂，所述物理发泡剂的重量配比为0.01~0.1%。

在本发明一个较佳实施例中，所述物理发泡剂为动物蛋白、植物蛋白、松香皂或烷基苯磺酸盐发泡剂中的一种或多种。

在本发明一个较佳实施例中，所述发泡剂为化学发泡剂，所述化学发泡剂的重量配比为1.0~3.5%。

在本发明一个较佳实施例中，所述化学发泡剂为氢化物发泡剂。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种防火发泡复合保温板的制备方法，包括以下步骤：

（1）将硅酸盐水泥、特种水泥、粉煤灰、保水剂、憎水剂、调凝剂和纤维倒入搅拌机中，搅拌均匀，制成干粉料，再加入水，搅拌均匀，静置2~5分钟，再次搅拌均匀，形成混合料；

（2）将聚苯颗粒倒入上述混合料中，搅拌至混合料均匀包裹聚苯颗粒，制成浆料；

（3）将物理发泡剂稀释20~40倍后倒入发泡机中，产生泡沫，将泡沫输送到步骤（2）制备的浆料中，继续搅拌1~3分钟，搅拌均匀，制成泡沫浆料；

（4）将上述泡沫浆料注入模具中成型，养护1~3天后切割成板材；

（5）将板材上下面各铺设一层玻璃纤维网格布，在网格布表面刮压一层水泥浆，最后再养护1~3天，即可得到防火发泡复合保温板。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）：将物理发泡剂稀释20~40倍后，倒入步骤（1）制备的混合料中，高速搅拌2~5分钟，转速为120~160 r/min，制成浆料；所述步骤（3）：将聚苯颗粒倒入步骤（2）制备的浆料中，搅拌至浆料均匀包裹聚苯颗粒，制成泡沫浆料。

为解决上述技术问题，本发明采用的再一个技术方案是：提供一种防火发泡复合保温板的制备方法，包括以下步骤：

（1）将硅酸盐水泥、特种水泥、粉煤灰、保水剂、憎水剂、调凝剂和纤维倒入搅拌机中，搅拌均匀，制成干粉料，再加入水，搅拌均匀，静置2~5分钟，再次搅拌均匀，形成混合料；

（2）将聚苯颗粒倒入上述混合料中，搅拌至混合料均匀包裹聚苯颗粒，制成浆料；

（3）将化学发泡剂倒入步骤（2）制备的浆料中，再搅拌10~30秒，整个搅拌过程中料浆的温度控制在30~40℃，制成泡沫浆料；

（4）将上述泡沫浆料注入模具中成型，养护1~3天后切割成板材；

（5）将板材上下面各铺设一层玻璃纤维网格布，在网格布表面刮压一层水泥浆，最后再养护1~3天，即可得到防火发泡复合保温板。

本发明的有益效果是：

1、本发明复合材料保温板，利用发泡剂产生泡沫形成的多孔结构和无机胶凝材料包裹聚苯颗粒的技术，同时双面铺设网格布，可以明显提高保温板材的尺寸稳定性和抗裂性能。

2、本发明防火等级达到A级，既具有轻质、保温、耐久、防火、环保、性价比高的特点，又具备优异的力学性能，可以作为优良的保温隔热材料用于建筑中，同时也可以广泛用于浇筑建筑屋面、地面、内外墙体等，能够满足节能和环保的需求。

3、本发明的复合材料保温板与传统的水泥发泡板材料相比，改善了其力学性能差，不能做成大尺寸板材的缺点，性价比更高；与聚苯颗粒保温浆料相比，保温性能和力学性能更好。

具体实施方式

下面结合本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1

一种防火发泡复合保温板，按重量百分比该保温板由以下原料组成：

硅酸盐水泥                       50.04%

I级粉煤灰                        8.9%

甲基纤维素醚保水剂               0.14%            

粉状硅烷基有机硅憎水剂           1.0%

粉状氯化钠调凝剂                 0.8%

粉状亚硝酸钠调凝剂               0.5%

聚酯纤维                         0.1%

水                               37%

聚苯颗粒                         1.5%

动物蛋白物理发泡剂               0.02%。

该防火发泡复合保温板按照如下方法制备：

（1）将硅酸盐水泥50.04 kg、I级粉煤灰8.9 kg、甲基纤维素醚保水剂0.14 kg、粉状硅烷基有机硅憎水剂1.0 kg、粉状氯化钠调凝剂0.8 kg、粉状亚硝酸钠调凝剂0.5kg和聚酯纤维0.1 kg倒入搅拌机搅拌均匀，制成干粉料，再加入水37 kg，搅拌均匀，静置5分钟，再次搅拌均匀，形成混合料；

（2）将聚苯颗粒1.5 kg倒入上述混合料中，搅拌至混合料均匀包裹聚苯颗粒，制成浆料；

（3）将动物蛋白物理发泡剂0.02 kg稀释25倍后，倒入发泡机中，产生泡沫，将泡沫输送到步骤（2）制备的浆料中，继续搅拌2分钟，搅拌均匀，制成泡沫浆料；

（4）将上述泡沫浆料注入模具中成型，养护到3天切割成板材；

（5）将板材上下面各铺设一层中碱玻璃纤维网格布，在网格布表面刮压一层水泥浆，最后再养护3天，即可得到防火发泡复合保温板。

实施例2

一种防火发泡复合保温板，按重量百分比该保温板由以下原料组成：

硅酸盐水泥                      15.43%

硫铝酸盐特种水泥                42%

I级粉煤灰                       4%

乙基纤维素醚保水剂              0.2%            

粉状硅氧烷基有机硅憎水剂        1.5%

粉状硫酸钾调凝剂                0.5%

聚丙烯纤维                      0.2%

水                              35%

聚苯颗粒                        1.1%

烷基苯磺酸钠物理发泡剂          0.07%。

该防火发泡复合保温板按照如下方法制备：

（1）将硅酸盐水泥15.43 kg、硫铝酸盐特种水泥42 kg、I级粉煤灰4 kg、乙基纤维素醚保水剂0.2 kg、粉状硅氧烷基有机硅憎水剂1.5 kg、粉状硫酸钾调凝剂0.5 kg和聚丙烯纤维0.2 kg倒入搅拌机搅拌均匀，制成干粉料，再加入水35 kg，搅拌均匀，静置3分钟，再次搅拌均匀，形成混合料；

（2）将烷基苯磺酸钠物理发泡剂0.07 kg稀释30倍后，倒入步骤（1）制备的混合料中，高速搅拌2分钟，转速150r/m，制成浆料；

（3）将聚苯颗粒1.1 kg倒入步骤（2）制备的浆料中，搅拌至浆料均匀包裹聚苯颗粒，制成泡沫浆料；

（4）将上述泡沫浆料注入模具中成型，养护2天后切割成板材；

（5）将板材上下面各铺设一层无碱玻璃纤维网格布，在网格布表面刮压一层水泥浆，最后再养护3天，即可得到防火发泡复合保温板。

实施例3

一种防火发泡复合保温板，按重量百分比该保温板由以下原料组成：

硅酸盐水泥                      13%

硫铝酸盐特种水泥                38.84%

I级粉煤灰                       5%

丙基纤维素醚保水剂              0.16%            

粉状硬脂酸钾憎水剂              2.4%

粉状碳酸钠调凝剂                1.0%

聚丙烯纤维                      0.3%

水                              36%

聚苯颗粒                        2.0%

双氧水化学发泡                  1.3%。

该防火发泡复合保温板按照如下方法制备：

（1）将硅酸盐水泥13 kg、硫铝酸盐特种水泥38.84 kg、I级粉煤灰5 kg、丙基纤维素醚保水剂0.16 kg、粉状硬脂酸钾憎水剂2.4 kg、粉状碳酸钠调凝剂1.0 kg和聚丙烯纤维0.3 kg倒入搅拌机中，搅拌均匀，制成干粉料，再加入水36 kg，搅拌均匀，静置2分钟，再次搅拌均匀，形成混合料；

（2）将聚苯颗粒2.0 kg倒入上述混合料中，搅拌至混合料均匀包裹聚苯颗粒，制成浆料；

（3）将双氧水化学发泡剂1.3 kg倒入步骤（2）制备的浆料中，再搅拌30秒，整个搅拌过程中料浆的温度控制在30℃，制成泡沫浆料；

（4）将上述泡沫浆料注入模具中成型，养护1.5天后切割成板材；

（5）将板材上下面各铺设一层中碱玻璃纤维网格布，在网格布表面刮压一层水泥浆，最后再养护3天，即可得到防火发泡复合保温板。

实施例4

一种防火发泡复合保温板，按重量百分比该保温板由以下原料组成：

硅酸盐水泥                       36.9%

硫铝酸盐特种水泥                 8%

I级粉煤灰                        9%

乙基纤维素醚保水剂               0.25%            

粉状硅氧烷基有机硅憎水剂         1.2%

粉状硅酸钠调凝剂                 1.2%

聚酯纤维                         0.25%

水                               40%

聚苯颗粒                         1.1%

双氧水化学发泡剂                 2.1%。

该防火发泡复合保温板按照如下方法制备：

（1）将硅酸盐水泥36.9 kg、硫铝酸盐特种水泥8 kg、I级粉煤灰9 kg、乙基纤维素醚保水剂0.25 kg、粉状硅氧烷基有机硅憎水剂1.2 kg、粉状硅酸钠调凝剂1.2 kg和聚酯纤维0.25 kg倒入搅拌机中，搅拌均匀，制成干粉料，再加入水40 kg，搅拌均匀，静置5分钟，再次搅拌均匀，形成混合料；  

（2）将聚苯颗粒1.1 kg倒入上述混合料中，搅拌至混合料均匀包裹聚苯颗粒，制成浆料；

（3）将双氧水化学发泡剂2.1 kg倒入步骤（2）制备的浆料中，再搅拌20秒，整个搅拌过程中料浆的温度控制在40℃，制成泡沫浆料；

（4）将上述泡沫浆料注入模具中成型，养护3天后切割成板材；

（5）将板材上下面各铺设一层中碱玻璃纤维网格布，在网格布表面刮压一层水泥浆，最后养护再2天，即可得到防火发泡复合保温板。

实施例1-4所制备的防火发泡复合保温板的性能检测结果如表1所示。         

表1

实施例	干密度（kg/m）	导热系数（W/(m·k)）	抗压强度（MPa）	抗拉强度（MPa）	吸水率（%）	干燥收缩值（mm/m）	软化系数	燃烧性能
									1	292	0.060	0.68	0.22	7.5	0.5	0.88	A级
2	280	0.057	0.64	0.20	7.8	0.4	0.89	A级
									3	286	0.056	0.51	0.18	7.6	0.6	0.84	A级
4	248	0.053	0.49	0.18	7.7	0.7	0.84	A级

本发明复合材料保温板，利用发泡剂产生泡沫形成的多孔结构和无机胶凝材料包裹聚苯颗粒的技术，同时双面铺设网格布，可以明显提高保温板材的尺寸稳定性和抗裂性能，防火等级达到A级，既具有轻质、保温、耐久、防火、环保、性价比高的特点，又具备优异的力学性能，可以作为优良的保温隔热材料用于建筑中，同时也可以广泛用于浇筑建筑屋面、地面、内外墙体等，能够满足节能和环保的需求。本发明的复合材料保温板与传统的水泥发泡板材料相比，改善了其力学性能差，不能做成大尺寸板材的缺点，性价比更高；与聚苯颗粒保温浆料相比，保温性能和力学性能更好。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种防火发泡复合保温板，其特征在于，按重量百分比该保温板由以下原料组成：

硅酸盐水泥               10~55%

特种水泥                 0~50%

粉煤灰                   0~15%

保水剂                   0.1~0.5%            

憎水剂                   1.0~3.0%

调凝剂                   0~2.5%

纤维                     0~0.4%    

水                       30~45%

聚苯颗粒                 1~4%

发泡剂                   0.01~3.5%。

2.根据权利要求1所述的防火发泡复合保温板，其特征在于，所述保水剂为甲基纤维素醚、乙基纤维素醚或丙基纤维素醚，所述憎水剂为硅烷基憎水剂、硅氧烷基憎水剂或脂肪酸金属盐憎水剂，所述调凝剂为氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硝酸盐或亚硝酸盐中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的防火发泡复合保温板，其特征在于，所述特种水泥为硫铝酸盐水泥，所述粉煤灰为I级粉煤灰，所述纤维为聚酯纤维或聚丙烯纤维中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的防火发泡复合保温板，其特征在于，所述发泡剂为物理发泡剂，所述物理发泡剂的重量配比为0.01~0.1%。

5.根据权利要求4所述的防火发泡复合保温板，其特征在于，所述物理发泡剂为动物蛋白、植物蛋白、松香皂或烷基苯磺酸盐发泡剂中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的防火发泡复合保温板，其特征在于，所述发泡剂为化学发泡剂，所述化学发泡剂的重量配比为1.0~3.5%。

7.根据权利要求6所述的防火发泡复合保温板，其特征在于，所述化学发泡剂为氢化物发泡剂。

8.根据权利要求4所述的防火发泡复合保温板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将硅酸盐水泥、特种水泥、粉煤灰、保水剂、憎水剂、调凝剂和纤维倒入搅拌机中，搅拌均匀，制成干粉料，再加入水，搅拌均匀，静置2~5分钟，再次搅拌均匀，形成混合料；

（2）将聚苯颗粒倒入上述混合料中，搅拌至混合料均匀包裹聚苯颗粒，制成浆料；

（3）将物理发泡剂稀释20~40倍后倒入发泡机中，产生泡沫，将泡沫输送到步骤（2）制备的浆料中，继续搅拌1~3分钟，搅拌均匀，制成泡沫浆料；

（4）将上述泡沫浆料注入模具中成型，养护1~3天后切割成板材；

（5）将板材上下面各铺设一层玻璃纤维网格布，在网格布表面刮压一层水泥浆，最后再养护1~3天，即可得到防火发泡复合保温板。

9.根据权利要求8所述的防火发泡复合保温板的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）：将物理发泡剂稀释20~40倍后，倒入步骤（1）制备的混合料中，高速搅拌2~5分钟，转速为120~160 r/min，制成浆料；所述步骤（3）：将聚苯颗粒倒入步骤（2）制备的浆料中，搅拌至浆料均匀包裹聚苯颗粒，制成泡沫浆料。

10.根据权利要求6所述的防火发泡复合保温板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将硅酸盐水泥、特种水泥、粉煤灰、保水剂、憎水剂、调凝剂和纤维倒入搅拌机中，搅拌均匀，制成干粉料，再加入水，搅拌均匀，静置2~5分钟，再次搅拌均匀，形成混合料；

（2）将聚苯颗粒倒入上述混合料中，搅拌至混合料均匀包裹聚苯颗粒，制成浆料；

（3）将化学发泡剂倒入步骤（2）制备的浆料中，再搅拌10~30秒，整个搅拌过程中料浆的温度控制在30~40℃，制成泡沫浆料；

（4）将上述泡沫浆料注入模具中成型，养护1~3天后切割成板材；

（5）将板材上下面各铺设一层玻璃纤维网格布，在网格布表面刮压一层水泥浆，最后再养护1~3天，即可得到防火发泡复合保温板。