CN103755301A

CN103755301A - 一种a级防火外保温材料的制备方法

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Publication number: CN103755301A
Application number: CN201410000818.3A
Authority: CN
Inventors: 李永霞; 王鹏; 董文亮; 李红梅; 马世臻; 张畔成; 运向鹏
Original assignee: NINGXIA BUILDING MATERIALS RESEARCH INSTITUTE (CO LTD)
Current assignee: NINGXIA BUILDING MATERIALS RESEARCH INSTITUTE (CO LTD)
Priority date: 2014-01-02
Filing date: 2014-01-02
Publication date: 2014-04-30

Abstract

一种A级防火外保温材料及其制备方法，其特征在于先将83.0~92.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为1.57~3.68wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入4.3～7.5wt%的外加剂B，1.3~3.4wt%抗裂纤维，0.13~0.33wt%减水剂，0.67~2.0wt%稳定剂，搅拌1min后再加入0.03~0.09wt%外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。本发明制备的A级无机外墙外保温材料具有体积增长速度快，凝结时间短，防火等级高、体积密度小、孔径主要分布范围小、气孔分布均匀和导热系数低的特点。

Description

一种A级防火外保温材料的制备方法

技术领域

本发明属于外墙外保温材料技术领域，具体涉及一种A级防火外保温材料及其制备方法。

背景技术

近年来，我国由建筑易燃可燃外保温材料引发的火灾已呈多发势头。南京中环国际广场、哈尔滨经纬360度双子星大厦、济南奥体中心、北京央视新址附属文化中心、上海胶州教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦等相继发生建筑外保温材料火灾。据公安部消防局不完全统计，2007～2012年，引起严重后果的外保温工程火灾就达1395起，造成严重人员伤亡和财产损失，建筑易燃可燃外保温材料已成为一类新的火灾隐患，由此引发的火灾已呈多发势头。国家相关部门给予了高度的重视，并相继出台了相关限制性规定。国家职能部门在2009年颁发的《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》(公通字[2009]46号)的基础上强化了其中的第二条规定：“民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料”，这意味着外墙及外墙保温系统将禁止聚氨酯、聚苯乙烯类产品上墙。随着建筑节能法规的贯彻和完善，A级防火外墙发泡水泥保温材料保温板的需求量将愈来愈大。公安部【2011】65号文件进一步明确对民用建筑外墙外保温材料的消防监管，保温材料的防火安全问题已提升到了前所未有的高度,通知还表示，在新标准发布前，从严执行《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》第二条规定，民用建筑外墙外保温材料采用燃烧性能为A级的材料。这为A级无机非金属保温材料创造了前所未有的机遇，这也充分说明国家政策导向对A级无机非金属保温材料巨大的推动力。

其次，我国北方冬季寒冷，其市场需求巨大。随着国家“十二五”计划和加大建筑节能的推广力度，国家正全力推进第三步建筑节能50%（严寒地区及发达城市建筑节能65%）的目标。我国的建筑要符合50%的节能标准，将会在建筑上普遍采用外墙外保温技术，外墙外保温具备诸多优越性是今后建筑节能的发展方向。这也为5A级无机非金属材料的发展创造了前所未有的机遇。

目前我国外墙外保温材料，90%以上都采用了挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）、模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、硬质聚氨酯泡沫塑料（PU）等有机质保温材料。但聚苯板易燃、耐久性差，火灾时EPS很快就会熔化，烟雾大、毒性大，很难扑救，危害严重，同时，更换聚苯板还将造成白色污染等环境灾害；PU除了防火和价格问题，施工时对气候敏感，风吹影响喷涂、潮湿影响粘结，收缩大，喷涂时散发毒气等缺点。而且这些有机保温材料易老化，不能与建筑物同寿命，在建筑物使用期内需多次更换保温层，浪费大量人力、物力、财力。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种凝结时间短、防火等级高、体积小、气孔分布均匀和导热系数低的无机A级防火外墙外保温材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先将83.0~92.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为1.57~3.68wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入4.3～7.5wt%的外加剂B，1.3~3.4wt%抗裂纤维，0.13~0.33wt%减水剂，0.67~2.0wt%稳定剂，搅拌1min后再加入0.03~0.09wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。

由于采用上述技术方案，本发明以几种石膏细粉为主要原料，其中：石膏细粉为脱硫石膏质、磷石膏质、天然石膏质、氟石膏质、鹏石膏质、柠檬酸石膏质中的一种或几种，粒径40~120微米；溶液A为稀硝酸溶液、次氯酸溶液，氯酸溶液，亚氯酸溶液，高氯酸溶液，高锰酸溶液，亚硝酸溶液中的一种；外加剂B为碳酸氢铵、碳酸铵、硫酸铵、碳酸钙、葡萄糖酸、柠檬酸、草酸、硫酸铝、二水硫酸钙中的一种或几种；抗裂纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯二醇纤维，聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、pp纤维中的一种，长度为3~9毫米；减水剂为FCN高效减水剂，NF高效减水剂、UNF减水剂、N型减水剂、HM型减水剂、AF高效减水剂中的一种；稳定剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉、纤维素、硅树脂聚醚乳液类、脂肪醇和脂肪酸类中的一种或几种；外加剂C为过氧化钠、过氧化氢、次氯酸钠、水泥熟料、早强水泥、高抗水泥中的一种或几种。成型方法为浇注成型。

由于采用上述技术方案，本发明以几种石膏细粉为主要原料，石膏本身凝结时间快，导热系数低，属于一级防火材料；利用纤维增强可提高材料的抗折和耐压强度，外加剂和溶液一方面可提高材料强度，另一方面能形成微小气孔，用浇注成型制得无机A级防火外墙外保温材料。所制备的A级防火外保温材料的体积增长时间为10~50min，凝结时间为1~4h, 干容重为0.18～0.27g/cm³，孔径主要分布范围为0.5~1.6cm，材料的导热系数在室温下为0.05~0.12W/m.K，3d抗折强度为0.5~1.7MPa；3d耐压强度为0.7～2.2MPa，线性收缩率为1.52~1.54%。因此，本发明制备的A级无机外墙外保温材料具有体积增长速度快，凝结时间短，防火等级高、体积密度小、孔径主要分布范围小、气孔分布均匀和导热系数低的特点。

因此，本发明制备的A级防火外墙外保温材料具有体积增长速度快、凝结时间快，防火等级高，体积密度小、孔径主要分布范围小、气孔分布均匀和导热系数低的特点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制。

为避免重复，先将本具体实施方式中的所涉及到有关组分的粒径和抗裂纤维进行统一描述，下面各实施例中将不赘述：

熟石膏细粉为脱硫石膏质、磷石膏质、天然石膏质、氟石膏质、鹏石膏质、柠檬酸石膏质，粒径40~120微米；

抗裂纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯二醇纤维，聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、pp纤维中的一种，长度3~9毫米。

实施例1

一种A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将85.0~87.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为2.40~2.50wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入5.8～6.0wt%的外加剂B，1.3~2.0wt%抗裂纤维，0.30~0.33wt%减水剂，1.3~1.5wt%稳定剂，搅拌1min后再加入0.04~0.05wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。

本发明所制备的A级防火外保温材料的体积增长时间为20min，凝结时间为3.1~3.2h，干容重为0.20～0.23g/cm³，孔径主要分布范围为0.9~1.2cm，材料室温下导热系数为0.10～0.12W/m.K，3d抗折强度为1.2~1.4MPa，3d耐压强度为1.6～1.8MPa，线性收缩率为1.52~1.54%。

实施例2

一种A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将90.0~92.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为3.60~3.68wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入4.70～4.90wt%的外加剂B，2.1~2.2wt%抗裂纤维，0.13~0.15wt%减水剂，1.7~2.0wt%稳定剂，搅拌1min后再加入0.06~0.09wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。

本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的体积增长时间为20min，凝结时间为1.8~2.2h，干容重为0.24～0.27g/cm³，孔径主要分布范围为1.2 ~1.4cm，材料室温下导热系数为0.09～0.10W/m.K，3d抗折强度为1.2~1.5MPa；3d耐压强度为1.8～2.0MPa，线性收缩率为1.52~1.54%。

实施例3

一种级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将88.0~90.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为3.24~3.30wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入5.2～5.4wt%的外加剂B，1.5~1.7wt%抗裂纤维，0.17~0.20wt%减水剂，0.67~0.75wt%稳定剂，搅拌1min后再加入0.07~0.09wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。

本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的体积增长时间为40min，凝结时间为2.1~2.4h，干容重为0.23～0.24g/cm³，孔径主要分布范围为1.3~1.6cm，材料室温下导热系数为0.07～0.09W/m.K，3d抗折强度为1.1~1.3MPa；3d耐压强度为1.8～2.0MPa，线性收缩率为1.52~1.54%。

实施例4

一种A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将85.0~87.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为2.5~2.6wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入4.3～4.6wt%的外加剂B，1.5~1.7wt%抗裂纤维，0.21~0.24wt%减水剂，0.77~0.80wt%稳定剂，搅拌1min后再加入0.05~0.07wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。

本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的体积增长时间为45min，凝结时间为1.0~1.5h，干容重为0.18～0.19g/cm³，孔径主要分布范围为0.5~0.9cm，材料室温下导热系数为0.05～0.07W/m.K，3d抗折强度为0.5~0.6MPa；3d耐压强度为0.7~0.8MPa，线性收缩率为1.52~1.54%。

实施例5

一种A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将86~89wt%的熟石膏细粉加入浓度为1.89~1.91wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入1.9～2.2wt%的外加剂B，1.7~1.8wt%抗裂纤维，0.21~0.24wt%减水剂，5.5~5.6wt%稳定剂，搅拌1min后再加入4.9~5.2wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。

本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的体积增长时间为20min，凝结时间为1.3~1.6h，干容重为0.26～0.27g/cm³，孔径主要分布范围为0.6~1.58cm，材料室温下导热系数为0.07～0.09W/m.K，3d抗折强度为0.6~0.7MPa；3d耐压强度为1.0~1.1MPa，线性收缩率为1.52~1.54%。

实施例6

一种A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将83.0~85.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为1.57~1.61wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入7.2~7.5wt%的外加剂B，3.2~3.4wt%抗裂纤维，0.14~0.16wt%减水剂，1.8~2.0wt%稳定剂，搅拌1min后再加入0.03~0.05wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。

本发明所制备的A级防火外保温材料的体积增长时间为50min，凝结时间为2.9~3.2h，干容重为0.20～0.21g/cm³，孔径主要分布范围为0.6~0.8cm，材料室温下导热系数为0.05～0.07W/m.K，3d抗折强度为0.5~0.6MPa；3d耐压强度为0.8~0.9MPa，线性收缩率为1.52~1.54%。

实施例7

一种A级防火外保温材料及其制备方法。先将85.0~87.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为1.70~1.74wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入4.7~5.0wt%的外加剂B，2.0~2.5wt%抗裂纤维，0.30~0.33wt%减水剂，0.70~0.75wt%稳定剂，搅拌1min后再加入0.06~0.08wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。

本发明所制备的A级防火外保温材料的体积增长时间为45min，凝结时间为2.5~2.8h，干容重为0.18～0.20g/cm³，孔径主要分布范围为0.7~1.6cm，材料室温下导热系数为0.08～0.09W/m.K，3d抗折强度为1.6~1.7MPa；3d耐压强度为1.8~2.2MPa，线性收缩率为1.52~1.54%。

本具体实施方式以几种熟石膏细粉为主要原料，石膏本身凝结时间快，导热系数低，属于一级防火材料；利用纤维增强可提高材料的抗折和耐压强度，外加剂和溶液一方面可提高材料强度，另一方面能形成微小气孔，用浇注成型制得无机A级防火石膏基外墙外保温材料。所制备的A级防火外保温材料的体积增长时间为10~50min，凝结时间为0.5~4h, 干容重为0.18～0.27g/cm³，孔径主要分布范围为0.5~1.6cm，材料的导热系数在室温下为0.05～0.12W/m.K，3d抗折强度为0.5~1.7MPa；3d耐压强度为0.7～2.2MPa，线性收缩率为1.52~1.54%。因此，本发明制备的A级无机外墙外保温材料具有体积增长速度快，凝结时间短，防火等级高、体积密度小、孔径主要分布范围小、气孔分布均匀和导热系数低的特点。

因此，本具体实施方式所制备的材料具有体积增长速度快，凝结时间短，防火等级高、体积密度小、孔径主要分布范围小、气孔分布均匀和导热系数低的特点。

Claims

1.一种A级防火外保温材料，其特征在于是由熟石膏细粉，溶液A，抗裂纤维，减水剂，稳泡剂，外加剂B，溶液C组成，各组成部分的重量百分比为：

熟石膏细粉：83.0～92.0wt%；

溶液A ：1.57～3.68wt%；

抗裂纤维：1.3～3.4wt%；

减水剂：0.13～0.33wt%；

稳泡剂：0.67～2.0wt%；

外加剂B：4.3～7.5wt %；

溶液C：0.03～0.09wt%；

其中，该溶液A为碳酸氢铵、碳酸铵、硫酸铵、碳酸钙、葡萄糖酸、柠檬酸、草酸、硫酸铝、二水硫酸钙中的一种或几种；外加剂B为过氧化钠、过氧化氢、次氯酸钠、水泥熟料、早强水泥、高抗水泥中的一种或几种；溶液C为稀硝酸溶液、次氯酸溶液，氯酸溶液，亚氯酸溶液，高氯酸溶液，高锰酸溶液，亚硝酸溶液中的一种。

2.根据权利要求1所述的A级防火外保温材料，其特征在于所述熟石膏细粉为半水型硫酸钙细粉，根据制备石膏细粉原料可归纳为脱硫石膏质、磷石膏质、天然石膏质、氟石膏质、鹏石膏质、柠檬酸石膏质中的一种或几种，石膏细粉的粒径40～120微米。

3.根据权利要求1所述的A级防火外保温材料，其特征在于所述的抗裂纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯二醇纤维，聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、PP纤维中的一种，长度3～9毫米。

4.根据权利要求1所述的A级防火外保温材料，其特征在于所述的减水剂为FDN高效减水剂，NF高效减水剂、UNF减水剂、N型减水剂、HM型减水剂、AF高效减水剂中的一种。

5.根据权利要求1所述的A级防火外保温材料，其特征在于其特征在于所述的稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉、纤维素、硅树脂聚醚乳液类、脂肪醇和脂肪酸类中的一种或几种。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的A级防火外保温材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：

以熟石膏细粉为原料，将其加入溶液C中，然后搅拌均匀；

依次加入溶液A，抗裂纤维，减水剂，稳泡剂，然后搅拌一分钟；

加入外加剂B，搅拌均匀；

浇注成型，室温静止2小时后，进行脱模处理。

7.根据权利要求6所述的A级防火外保温材料的制备方法，其特征是在于所述的熟石膏细粉为半水型硫酸钙细粉，根据制备石膏细粉原料可归纳为脱硫石膏质、磷石膏质、天然石膏质、氟石膏质、鹏石膏质、柠檬酸石膏质中的一种或几种，石膏细粉的粒径40～120微米。

8.根据权利要求6所述的A级防火外保温材料的制备方法，其特征在于所述的抗裂纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯二醇纤维，聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、PP纤维中的一种，长度3～9毫米。

9.根据权利要求6所述的A级防火外保温材料的制备方法，其特征在于所述的减水剂为FDN高效减水剂，NF高效减水剂、UNF减水剂、N型减水剂、HM型减水剂、AF高效减水剂中的一种。

10.根据权利要求6所述的A级防火外保温材料的制备方法，其特征在于所述的稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉、纤维素、硅树脂聚醚乳液类、脂肪醇和脂肪酸类中的一种或几种。