CN104876629A - 一种硅酸盐防火保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硅酸盐防火保温材料组合物，包括水玻璃100重量份、空心玻璃微珠30～40重量份、化学发泡剂0.5～1重量份、粘合剂0.5～2重量份、固化剂0.5～2重量份、聚醚多元醇0.5～1重量份、多异氰酸酯0.5～1重量份，该防火保温材料具有容重小、导热系数低且抗压强度高的优点。本发明还提供了一种硅酸盐防火保温材料的制备方法，该制备方法工艺简单、能耗低、时间短。

Description

一种硅酸盐防火保温材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种防火材料，特别是涉及一种容重小、导热系数低、抗压强度高的硅酸盐防火保温材料及其制备方法。
背景技术
目前我国建筑外墙保温所用材料主要有两类：(1)有机类保温材料：聚苯乙烯泡沫材料、发泡橡胶材料、聚氨酯泡沫材料等；(2)无机类保温材料：岩棉、矿渣棉、玻璃棉、水泥发泡材料等。其中有机类保温材料虽然保温性好，容重小，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，不仅会加速大伙蔓延，而且容易造成人员伤亡，随着国家对防火问题的重视，以及建筑领域防火规范的大力推广实施，其使用范围将越来越小。而现有的无机类保温材料虽然耐热、阻燃效果好，但容重大、保温效果欠佳。而且目前无机和有机类保温材料抗压强度都不达标。
发明内容
本发明为解决现有技术中无机类保温材料容重大、保温效果欠佳、抗压强度低的问题，提供一种容重小、导热系数低且抗压强度高的硅酸盐防火保温材料。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种硅酸盐防火保温材料组合物，包括水玻璃100重量份、空心玻璃微珠30～40重量份、化学发泡剂0.5～1重量份、粘合剂0.5～2重量份、固化剂0.5～2重量份、聚醚多元醇0.5～1重量份、多异氰酸酯0.5～1重量份。
优选所述水玻璃模数为3.1～3.4，所述水玻璃为钠水玻璃或钾水玻璃。
优选所述化学发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、双偶氮氨基苯的一种或多种。
优选所述粘合剂为胶体二氧化硅。
优选所述固化剂为氟硅酸盐。
优选所述聚醚多元醇为分子量1000～4000的聚醚二元醇系列中的一种或多种。
优选所述多异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯的一种或两种。
一种硅酸盐防火保温材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100重量份的水玻璃与0.5～1重量份的化学发泡剂混合，充分搅拌后，密封保存，常温放置24～72h；
(2)加入30～40重量份空心玻璃微珠、0.5～2重量份粘合剂、0.5～2重量份固化剂、0.5～1重量份聚醚多元醇，搅拌均匀；
(3)加入0.5～1重量份多异氰酸酯，搅拌均匀；
(4)将上述所得浆料在5～7.5h内进行从150℃至400℃的程序升温烘焙，发泡固化成型即得硅酸盐防火保温材料。
优选所述步骤(2)中空心玻璃微珠分2～3次加入。
优选所述步骤(4)中的程序升温分为三个阶段：(a)在150～160℃烘焙1～1.5h；(b)在190～210℃烘焙2～3h；(c)在350～400℃烘焙2～3h。
优选所述水玻璃模数为3.1～3.4，所述水玻璃为钠水玻璃或钾水玻璃。
优选所述化学发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、双偶氮氨基苯的一种或多种。
优选所述粘合剂为胶体二氧化硅。
优选所述固化剂为氟硅酸盐。
优选所述聚醚多元醇为分子量1000～4000的聚醚二元醇系列中的一种或多种。
优选所述多异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯的一种或两种。
本发明硅酸盐防火保温材料具有容重小、导热系数低、抗压强度高的优点，本发明在传统的硅酸盐防火保温材料中加入一定量的有机发泡改善助剂聚醚多元醇和多异氰酸酯，这两种助剂反应形成的高分子产物在硅酸盐防火保温材料发泡过程中能防止泡孔塌陷，提高泡孔致密性，与空心玻璃微珠配合有效提高了硅酸盐防火保温材料的抗压强度；空心玻璃微珠还能有效减小容重和降低导热系数。
聚醚多元醇和多异氰酸酯能在硅酸盐防火保温材料内部起到预发泡的作用，使本发明硅酸盐防火保温材料制备方法与传统防火保温材料的制备方法(800℃)相比，能耗大大降低、时间大大缩短，这是由于聚醚多元醇、多异氰酸酯和有机发泡剂的剧烈反应，降低发泡温度，缩短发泡时间。
具体实施方式
以下通过实施例更具体地对本发明进行阐述。以下实施例中，“份”如无特殊说明均是质量基准。
表1
测试项目 试验方法/标准 性能指标要求
燃烧等级 GB 8624-2012 A1级
导热系数 GB/T 10294-2008 ≤0.06W/(m·K)
容重 GB/T 5486-2008 ＜500kg/m3
抗压强度 GB/T 5486-2008 ＞4Mpa
表1为本发明实施例硅酸盐防火保温材料测试项目、测试方法和性能指标要求。
实施例1～3
按表2组分和含量采用如下制备方法制得本实施例1～3硅酸盐防火保温材料：
(1)将钠水玻璃与偶氮二甲酰胺混合，充分搅拌后，密封保存，常温放置24h；
(2)加入空心玻璃微珠、胶体二氧化硅、氟硅酸钠、聚醚二元醇，搅拌均匀；
(3)加入二苯甲烷二异氰酸酯，搅拌均匀；
(4)将上述所得浆料倒入模具，在150℃下恒温烘焙1.5h，然后升温至190℃，并在该温度下恒温烘焙3h，再升温至350℃，并在该温度下恒温烘焙3h，发泡成型后脱模，即得到硅酸盐防火保温材料。
表2
实施例4～6
按表3组分和含量采用如下制备方法制得本实施例4～6硅酸盐防火保温材料：
(1)将钾水玻璃、偶氮二异丁腈、双偶氮氨基苯混合，充分搅拌后，密封保存，常温放置72h；
(2)加入空心玻璃微珠、胶体二氧化硅、氟硅酸钠、聚醚二元醇，搅拌均匀；
(3)加入二苯甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯，搅拌均匀；
(4)将上述所得浆料倒入模具，在160℃下恒温烘焙1h，然后升温至210℃，并在该温度下恒温烘焙2h，再升温至400℃，并在该温度下恒温烘焙2h，发泡成型后脱模，即得到硅酸盐防火保温材料。
表3
对比实施例1～4
按表4组分和含量采用实施例1制备方法制得对比实施例1～4硅酸盐防火保温材料。
表4
对比实施例5
将对比实施例1的制备步骤第(4)步的第二段温度由190℃提高至350℃，第三段温度由350℃提高至600℃，其余与对比实施例1相同，制得对比实施例5防火保温材料。
按表1的测试方法/标准测试实施例1～6和对比实施例1～5硅酸盐防火保温材料的各项性能，测试结果如表5所示。
表5
从表5可以看出，本发明硅酸盐防火保温材料具有不燃(A1级)、导热系数低(≤0.06W/(m·K)、容重小(＜500kg/m3)、抗压强度高(＞4Mpa)的优点。从对比实施例1的数据可以看出，聚醚二元醇和多异氰酸酯有效提高了防火保温材料的抗压强度和减低导热系数，两者添加量(以水玻璃100重量份计)最佳为0.5～1重量份，超过1重量份硅酸盐防火保温材料的燃烧等级无法达到A级，少于0.5重量份，导热系数和抗压强度都有所下降。由对比实施例5的数据可以看出，本发明在较低温度下(350℃)就可以制备得抗压强度较好的防火保温材料，而对比实施例5则需要更高的发泡温度(600℃)，且制得防火保温材料抗压强度仍然较差。

Claims (9)

1.一种硅酸盐防火保温材料组合物，其特征在于，包括水玻璃100重量份、空心玻璃微珠30～40重量份、化学发泡剂0.5～1重量份、粘合剂0.5～2重量份、固化剂0.5～2重量份、聚醚多元醇0.5～1重量份、多异氰酸酯0.5～1重量份。
2.根据权利要求1所述的硅酸盐防火保温材料组合物，其特征在于，所述水玻璃模数为3.1～3.4，所述水玻璃为钠水玻璃或钾水玻璃。
3.根据权利要求1所述的硅酸盐防火保温材料组合物，其特征在于，所述化学发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、双偶氮氨基苯的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的硅酸盐防火保温材料组合物，其特征在于，所述粘合剂为胶体二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的硅酸盐防火保温材料组合物，其特征在于，所述固化剂为氟硅酸盐。
6.根据权利要求1所述的硅酸盐防火保温材料组合物，其特征在于，所述聚醚多元醇为分子量2000～3000的聚醚二元醇系列中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的硅酸盐防火保温材料组合物，其特征在于，所述多异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯的一种或两种。
8.一种硅酸盐防火保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将100重量份的水玻璃与0.5～1重量份的化学发泡剂混合，充分搅拌后，密封保存，常温放置24～72h；
(2)加入30～40重量份空心玻璃微珠、0.5～2重量份粘合剂、0.5～2重量份固化剂、0.5～1重量份聚醚多元醇，搅拌均匀；
(3)加入0.5～1重量份多异氰酸酯，搅拌均匀；
(4)将上述所得浆料在5～7.5h内进行从150℃至400℃的程序升温烘焙，发泡固化成型即得硅酸盐防火保温材料。
9.根据权利要求8所述的硅酸盐防火保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的程序升温分为三个阶段：(a)在150～160℃烘焙1～1.5h；(b)在190～200℃烘焙2～3h；(c)在350～400℃烘焙2～3h。
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