CN105254272B - 防火保温隔墙板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防火保温隔墙板的制备方法，通过限定防火保温隔墙板的料浆原料配比及制备过程固化、养护工艺，使获得的防火保温隔墙板具有轻质、凝结硬化快、高强、保温、隔热、防火、抗老化、耐酸碱等性能优势，以及无毒、无害、无污染、无辐射等环保优势，是一种新型多功能建材。

Description

防火保温隔墙板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种隔墙板的制备方法，尤其涉及一种防火保温隔墙板的制备方法，同时，本发明还涉及该方法制得的防火保温隔墙板。

背景技术

建筑隔墙板产品是墙体材料工业的一类产品，由于板材尺寸工整，整体性好，易于成型，便于机械化生产和装配式安装，实现了生产工业化，产品标准化和施工装配化，且能够节约原材料，减薄墙体厚度，减轻墙体自重，有效提高了建筑的综合经济效益。如今建筑隔墙板类产品已逐步成为结构的围护与隔断的主体墙体材料，现有代表性的建筑隔墙板有玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板、石膏空心条板、工业灰渣混凝土建筑隔墙板、硅镁加气混凝土空心轻质隔墙板、纤维增强硅酸钙建筑隔墙板、秸秆纤维建筑隔墙板、硫氧镁隔墙板等。但各类隔墙板在产品质量上存在着共性问题，主要表现为：一、干燥收缩值偏大，二、力学性能检测结果普遍低，三、面密度控制不好，这些现象的存在，造成了砌筑好的墙体发生开裂的现象相当严重，极大地削弱了轻质隔墙板的整体竞争优势。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种性能优异的防火保温隔墙板。

为实现上述目的，本发明提供的防火保温隔墙板的制备方法中，所述防火保温隔墙板由面层料浆和芯材料浆制成，所述面层料浆包括以下重量份原料：

波美度为22～30的硫酸镁溶液85～90份、轻烧氧化镁100份、甲基硅酸钾2～3份、砂浆混凝土纤维短丝1～1.5份、改性剂1份；

所述芯材料浆包括以下重量份原料：

波美度为22～30的硫酸镁溶液90～95份、轻烧氧化镁100份、石墨膨化颗粒5～8份、甲基硅酸钾3～5份、可再分散性乳胶粉3～5份、苯丙乳液2～3份、砂浆混凝土纤维短丝1～1.5份、改性剂1份、磷酸0.5～1份、菱镁发泡剂75～100份；

所述改性剂为磷酸与磷酸二氢钠重量比1:1的混合物；

该制备方法包括以下步骤：

a、模具板的预处理：将模具板表面清理干净后擦涂脱模剂；

b1、配制面层料浆：将各原料混合后充分搅拌，得到面层料浆；

b2、配制芯材料浆：先取2/5硫酸镁溶液，加入轻烧氧化镁，搅拌均匀后，加入改性剂搅拌，再加入甲基硅酸钾、磷酸和剩余的硫酸镁溶液，稍许搅拌后，加入石墨膨化颗粒、可再分散性乳胶粉、苯丙乳液和砂浆混凝土纤维短丝，搅拌均匀，最后加入菱镁发泡剂，充分搅拌后得到芯材料浆；

c、防火保温隔墙板的成型、固化：在模具板上依次进行铺设玻璃纤维布、铺覆面层料浆、刮平辊压、铺覆芯材料浆、刮平辊压、再铺覆面层料浆、铺设玻璃纤维布、刮平辊压工序，待铺覆的料浆成型后，在避免暴晒条件下，控制防火保温隔墙板温度不超过65℃，使其固化，然后从模具板上脱离，得到具有复合夹芯结构的防火保温隔墙板；

d、防火保温隔墙板的养护：将防火保温隔墙板在温度20～35℃、湿度60％～75％条件下放置5～7天，进行温湿养护，得到防火保温隔墙板成品。

硫酸镁溶液，为主要胶凝材料，作为防火保温隔墙板的主要骨料。可以由七水硫酸镁配制，为保证隔墙板的质量控制七水硫酸镁的质量标准为，灼烧后硫酸镁含量≥45％，NaCl含量≤0.40％。

轻烧氧化镁，化学名称氧化镁，分子式MgO，为白色或米黄色粉末，比重3.58，熔点2800℃，无臭无毒，弱碱性，有高度的耐火和绝热性能，为主要胶凝材料，作为防火保温隔墙板的主要轻质骨料。轻烧氧化镁是MgCO₃石在800℃左右煅烧而成的，当轻烧氧化镁中MgO含量≥80％，活性含量60％～65％，烧失量5％～8％，CaO含量≤1.8％，SiO₂含量≤6％，细度180～220目时，耐火性能高，能够制出高质量防火隔墙板。

石墨膨化颗粒，也称膨胀石墨颗粒，主要用来隔音隔热，防火性能高，绝热能力强，具有生态效率，在降低取暖和降温费用以及减轻环境负担方面具有优势，还可增加体积，减少生产成本。

甲基硅酸钾，具有可渗透、可吸收，且能够保持基底的自然外表的特性，可与空气中的CO₂或其他酸性化合物反应，在基材表层形成一层不能溶解的网状防水透气膜，具有优秀的防水效果和防渗、防潮、阻锈、抗老化、抗污染等优点，避免水分吸入基底，从而减少冻融和风化引起的剥落，增加基底寿命，用作防火保温隔墙板的抗水剂。

可再分散性乳胶粉，为水溶性可再分散性粉末，为乙烯醋酸乙烯酯的共聚物，以聚乙烯醇作为保护胶体，因具有高粘结能力和极突出的防水性能，在柔性抗裂产品中具有较强的柔韧性。

苯丙乳液，是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得，其质量标准为固体含量40～50％、粘度80～200mpa·s，单体残留量0.5％，pH值8～9，为乳白色液体、带蓝光，附着力好，胶膜透明，耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好，用于增加料浆的粘度。

砂浆混凝土纤维短丝，也称砂浆混凝土纤维短切丝，能很好的提高产品的抗裂性、抗渗性、抗冲磨性、抗冻能力、抗暴能力以及改善产品的和易性，延长产品的使用寿命。

改性剂，为磷酸与磷酸二氢钠以重量比1:1的混合物，其中的磷酸根离子与镁离子形成不溶性的磷酸盐覆盖在晶体的颗粒表面，加强晶体强度的同时增加了板材的抗水性，使水分子不容易浸透进去。

磷酸，用作料浆的缓凝剂，加入磷酸后强度提高，耐水性、防潮性大大改善，可起到很好的缓凝效果。

菱镁发泡剂，用于菱镁浆体的发泡，市售的菱镁发泡剂多是物理发泡，所谓物理发泡则是通过发泡机把发泡剂水溶液制成泡沫，再把泡沫与菱镁浆体混合。

在料浆原料组分的性质基础上，限定原料配比及混合顺序，并充分搅拌，使各原料间充分结合，获得高性能的面层料浆和芯材料浆，以满足后续制备需求。

制备方法中成型过程使用的玻璃纤维布，主要起到增强抗折能力，减少产品的变形的作用。玻璃纤维布，具有良好的覆盖功能，能有效覆盖新老墙面的缺陷，保证表面结构及颜色的均匀；其抗拉性强，能有效防止墙面开裂，对墙面有加固作用；其组织结构的开放空隙有利于水蒸气的自然扩散，促进室内气候的调节；而且不光滑的织物表面能降低噪音；另外配合高质量涂料共同使用，能使表面不积聚静电、不产生积垢死角，易于清洁，防潮防霉。玻璃纤维布根据含碱量高低分为高碱布、中碱布、无碱布，含碱量越低抗折抗拉力越好，本发明的防火保温隔墙板采用中碱玻璃纤维布或无碱玻璃纤维布以制备高质量的防火保温隔墙板。

固化过程对防火保温隔墙板本体温度的控制至关重要，本发明防火保温隔墙板的面层料浆属于镁矿材料，芯材料浆是镁矿材料和石墨膨化颗粒的混合材料，两种料浆的发热一般在搅拌后的2～15h，有时在几小时内防火保温隔墙板本体内部便升温达到60℃以上，本体温度上升越快制品凝结速度就越快，发热量也就越大，而且石墨膨化颗粒这种材料在高温下会引起芯板的膨胀变形，因此过程中必须控制本体温度不能超过65℃，使面层与芯材料浆间充分融合，并有效防止石墨膨化颗粒的膨胀，否则一旦超过这个温度峰值，制得的防火保温隔墙板就会出现强度下降、耐水性差、翘曲变形等缺陷。由于镁矿材料是气硬性材料，因此对本发明防火保温隔墙板的养护还必须通过控温保湿的手段，使本体在温度升高过程消耗的水分可以从环境湿度中得到补充，从而满足水化反应的需求，使得到的隔墙板具备各项优异性能。

本发明防火保温隔墙板的制备方法，是在优化料浆的基础上，结合成型、固化和养护处理，使获得的防火保温隔墙板的面层与芯材能够融合为一体，结合度获得极大提高，解决了传统隔墙板面层与芯板间易开裂的问题，同时性能方面相较于传统隔墙板在各方面都有较大提高，具有轻质、凝结硬化快、高强、保温、隔热、防火、抗老化、耐酸碱等性能优势，以及无毒、无害、无污染、无辐射等环保优势；此外，本发明的防火保温隔墙板还具有低成本、不存在高放热烧板问题、无腐蚀、不返卤返霜等优异性。

作为对上述方式的限定，所述步骤b中硫酸镁溶液需陈化12h后再用于料浆的配制。

硫酸镁溶液经陈化后可以有效减少杂质，利于防火保温隔墙板性能的提高。

作为对上述方式的限定，所述步骤c中控制防火保温隔墙板温度在40～60℃下固化。

作为对上述方式的限定，所述步骤c中防火保温隔墙板的固化时间为6～8h。

作为对上述方式的限定，所述步骤d中防火保温隔墙板的养护温度为20～30℃、湿度为65％～75％。

进一步限定固化过程防火保温隔墙板本体的温度和固化时间，以及养护过程环境温度和相对湿度，使防火保温隔墙板具备最优的性能。

同时，本发明还提供了一种防火保温隔墙板，由上述制备方法制得。

综上所述，采用本发明的技术方案，制得的防火保温隔墙板是一种新型多功能建材，具有轻质、凝结硬化快、高强、保温、隔热、防火、抗老化、耐酸碱等性能优势，以及无毒、无害、无污染、无辐射等环保优势；使用方便，可锯、钉、刨，广泛应用于多种场所的内部隔墙，适应隔热保温结构，安装快捷、干作业施工，极大缩短了建设周期，可大大减轻主体结构的荷载，节省基础投资，降低综合造价，增加建筑物的使用面积，使用寿命达50年以上。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作更进一步详细说明：

图1为本发明实施例一的防火保温隔墙板的制备工艺流程图；

图2为本发明实施例一的防火保温隔墙板的横截面图；

图3为传统防火保温隔墙板的横截面图。

具体实施方式

实施例一

本实施例涉及防火保温隔墙板的制备。

实施例1.1

本实施例涉及一种防火保温隔墙板的制备，包括以下步骤：

a、模具板的预处理：选择模具板，要求⑴表面平整光滑无麻点；⑵厚度一致，一般要求厚度达到8毫米；⑶按生产需要设定长宽度规格要求，如长2.44米、宽1.22米；⑷具有韧性、防水性能和不变形性，达到以上要求的任何板材都可使用；将选择好的模具板表面清理干净后擦涂脱模剂；

b1、配制面层料浆，所述面层料浆包括以下重量原料：

波美度为22～30的硫酸镁溶液86kg、轻烧氧化镁100kg、甲基硅酸钾2kg、砂浆混凝土纤维短丝1kg、改性剂1kg；

提前12h根据生产温度配制硫酸镁溶液，陈化备用；

将各原料混合后充分搅拌，得到面层料浆；

b2、配制芯材料浆，所述芯材料浆包括以下重量原料：

波美度为22～30的硫酸镁溶液91kg、轻烧氧化镁100kg、石墨膨化颗粒6kg、甲基硅酸钾4kg、可再分散性乳胶粉3kg、苯丙乳液2kg、砂浆混凝土纤维短丝1kg、改性剂(磷酸与磷酸二氢钠重量比1:1的混合物)1kg、磷酸0.6kg、菱镁发泡剂80kg；

提前12h根据生产温度配制硫酸镁溶液，陈化备用；

配料过程，将上述原料按以下步骤混合：

先取2/5硫酸镁溶液，加入轻烧氧化镁，搅拌均匀后，加入改性剂搅拌，再加入甲基硅酸钾、磷酸和剩余的硫酸镁溶液，稍许搅拌后，加入石墨膨化颗粒、可再分散性乳胶粉、苯丙乳液和砂浆混凝土纤维短丝，搅拌均匀，最后加入经发泡机机械发泡的菱镁发泡剂，充分搅拌后得到芯材料浆；

c、防火保温隔墙板的成型、固化：混合均匀的料浆分配至各出料容器中，启动隔墙板成型机，在模具板上依次完成铺设玻璃纤维布、铺覆面层料浆、刮平辊压、铺覆芯材料浆、刮平辊压、再铺覆面层料浆、铺设玻璃纤维布、刮平辊压工序，待铺覆的料浆成型后，移下流水线，在避免暴晒条件下，可通过工业电风扇吹风降温的方式控制防火保温隔墙板温度为45～50℃，使其固化，固化时间根据温度高低确定，一般7～8h即可，待凝固完全，可将模箱四面箱板打开，从模具板上脱离，得到具有复合夹芯结构的防火保温隔墙板；

d、防火保温隔墙板的养护：将防火保温隔墙板在温度20～30℃、相对湿度60％～70％的养护室内放置7天，进行温湿养护，得到防火保温隔墙板成品，再根据实际尺寸需要对隔墙板进行切割。

制得的防火保温隔墙板具有轻质、高强、保温、隔热、防火、抗老化、耐酸碱等性能优势，和无毒、无害、无污染、无辐射等环保优势。

实施例1.2

本实施例涉及一种防火保温隔墙板的制备，包括以下步骤：

a、模具板的预处理：选择模具板，要求⑴表面平整光滑无麻点；⑵厚度一致；⑶按生产需要设定长宽度规格要求；⑷具有韧性、防水性能和不变形性，达到以上要求的任何板材都可使用；将选择好的模具板表面清理干净后擦涂脱模剂；

b1、配制面层料浆，所述面层料浆包括以下重量原料：

波美度为22～30的硫酸镁溶液88kg、轻烧氧化镁100kg、甲基硅酸钾3kg、砂浆混凝土纤维短丝1.2kg、改性剂1kg；

提前12h根据生产温度配制硫酸镁溶液，陈化备用；

将各原料混合后充分搅拌，得到面层料浆；

b2、配制芯材料浆，所述芯材料浆包括以下重量原料：

波美度为22～30的硫酸镁溶液93kg、轻烧氧化镁100kg、石墨膨化颗粒7kg、甲基硅酸钾5kg、可再分散性乳胶粉4kg、苯丙乳液3kg、砂浆混凝土纤维短丝1.5kg、改性剂(磷酸与磷酸二氢钠重量比1:1的混合物)1kg、磷酸0.8kg、菱镁发泡剂90kg；

提前12h根据生产温度配制硫酸镁溶液，陈化备用；

配料过程，将上述原料按以下步骤混合：

先取2/5硫酸镁溶液，加入轻烧氧化镁，搅拌均匀后，加入改性剂搅拌，再加入甲基硅酸钾、磷酸和剩余的硫酸镁溶液，稍许搅拌后，加入石墨膨化颗粒、可再分散性乳胶粉、苯丙乳液和砂浆混凝土纤维短丝，搅拌均匀，最后加入经发泡机机械发泡的菱镁发泡剂，充分搅拌后得到芯材料浆；

c、防火保温隔墙板的成型、固化：混合均匀的料浆分配至各出料容器中，启动隔墙板成型机，在模具板上依次完成铺设玻璃纤维布、铺覆面层料浆、刮平辊压、铺覆芯材料浆、刮平辊压、再铺覆面层料浆、铺设玻璃纤维布、刮平辊压工序，待铺覆的料浆成型后，移下流水线，在避免暴晒条件下，可通过工业电风扇吹风降温的方式控制防火保温隔墙板温度为50～55℃，使其固化，固化时间根据温度高低确定，一般6～7h即可，待凝固完全，可将模箱四面箱板打开，从模具板上脱离，得到具有复合夹芯结构的防火保温隔墙板；

d、防火保温隔墙板的养护：将切割后的防火保温隔墙板在温度25～35℃、相对湿度70％～75％的养护室内放置6天，进行温湿养护，得到防火保温隔墙板成品。

制得的防火保温隔墙板具有轻质、高强、保温、隔热、防火、抗老化、耐酸碱等性能优势，和无毒、无害、无污染、无辐射等环保优势。

上述实施例中防火保温隔墙板的制备工艺流程如图1所示。

料浆中硫酸镁溶液的波美度值与生产温度的关系如下表所示：

根据生产温度配制所需的硫酸镁溶液。

实施例二

本实施例涉防火保温隔墙板的性能验证。

实施例2.1

本实施例涉及实施例一的防火保温隔墙板的各项性能。

通过测量，实施例一制得的防火保温隔墙板，以每平方米计，质量为30～40公斤，相较于传统防火保温隔墙板每平方米质量为100～120公斤，具有显著的轻质优势。

实施例一制得的防火保温隔墙板，其横截面如图2所示，图中颗粒物为石墨膨化颗粒，与传统防火保温隔墙板相比，传统防火保温隔墙板横截面如图3所示，本发明的防火保温隔墙板其面层与芯材结合紧密，能够融合在一起，没有明显的结合缝隙，解决了面层与芯板间易开裂的问题。

依据GB/T23450-2009《建筑隔墙用保温条板》，对实施例一制得的防火保温隔墙板样品(共计32块)进行抗冲击性能、抗弯承载等性能的检验，结果如下表所示：

由上表结果可见，本发明制得的防火保温隔墙板在各项性能上都获得显著的提高。此外，本发明的防火保温隔墙板，1000摄氏度的高温下耐火极限达到7h，容量为250公斤/立方的防火保温隔墙板在耐火温度1200度的环境中保持78分钟不倒塌、不变形，在防火性能上具有突出优势。

另外，本发明防火保温隔墙板还具有低成本、不存在高放热烧板问题和无腐蚀性、不返卤返霜等优异性能。

实施例2.2

本实施例涉及制备条件对防火保温隔墙板的性能的影响。

实施例2.2.1

本实施例涉及一种防火保温隔墙板的制备，采用与实施例1.1相同的料浆，和基本相同的制备方法，不同之处在于步骤c防火保温隔墙板的固化过程没有控制隔墙板本体的温度，造成本体温度高于65℃，达到70-80℃，制得的防火保温隔墙板出现了强度下降、耐水性差、翘曲变形的缺陷。

实施例2.2.2

本实施例涉及一种防火保温隔墙板的制备，采用与实施例1.1相同的料浆，和基本相同的制备方法，不同之处在未按照步骤d的要求对防火保温隔墙板进行限定温度、湿度的温湿养护，而是按照常规方法置于空气中自然养护或喷淋养护，制得的防火保温隔墙板相对于本发明制得的隔墙板，其各项性能指标差，而且存在墙板易开裂、翘曲变形等缺陷。

Claims (4)

1.一种防火保温隔墙板的制备方法，其特征在于，所述防火保温隔墙板由面层料浆和芯材料浆制成，所述面层料浆包括以下重量份原料：

波美度为22~30的硫酸镁溶液85~90份、轻烧氧化镁100份、甲基硅酸钾2~3份、砂浆混凝土纤维短丝1~1.5份、改性剂1份；

所述芯材料浆包括以下重量份原料：

波美度为22~30的硫酸镁溶液90~95份、轻烧氧化镁100份、石墨膨化颗粒5~8份、甲基硅酸钾3~5份、可再分散性乳胶粉3~5份、苯丙乳液2~3份、砂浆混凝土纤维短丝1~1.5份、改性剂1份、磷酸0.5~1份、菱镁发泡剂75~100份；

所述芯材料浆改性剂为磷酸与磷酸二氢钠重量比1:1的混合物；

该制备方法包括以下步骤：

a、模具板的预处理：将模具板表面清理干净后擦涂脱模剂；

b1、配制面层料浆：将各原料混合后充分搅拌，得到面层料浆；

b2、配制芯材料浆：先取2/5硫酸镁溶液，加入轻烧氧化镁，搅拌均匀后，加入改性剂搅拌，再加入甲基硅酸钾、磷酸和剩余的硫酸镁溶液，稍许搅拌后，加入石墨膨化颗粒、可再分散性乳胶粉、苯丙乳液和砂浆混凝土纤维短丝，搅拌均匀，最后加入菱镁发泡剂，充分搅拌后得到芯材料浆；

c、防火保温隔墙板的成型、固化：在模具板上依次进行铺设玻璃纤维布、铺覆面层料浆、刮平辊压、铺覆芯材料浆、刮平辊压、再铺覆面层料浆、铺设玻璃纤维布、刮平辊压工序，待铺覆的料浆成型后，在避免暴晒条件下，控制防火保温隔墙板温度40~60℃，使其固化，固化时间为6~8h，然后从模具板上脱离，得到具有复合夹芯结构的防火保温隔墙板；

d、防火保温隔墙板的养护：将防火保温隔墙板在温度20~35℃、湿度60%~75%条件下放置5~7天，进行温湿养护，得到防火保温隔墙板成品。

2.根据权利要求1所述的防火保温隔墙板的制备方法，其特征在于：所述硫酸镁溶液需陈化12h后再用于面层料浆和芯材料浆的配制。

3.根据权利要求1所述的防火保温隔墙板的制备方法，其特征在于：所述步骤d中防火保温隔墙板的养护温度为20~30℃、湿度为65%~75%。

4.一种防火保温隔墙板，其特征在于：所述防火保温隔墙板由权利要求1~3中任一项所述的制备方法制得。