CN105669130A - 一种高强度复合型水泥基保温板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及保温板制备领域，公开了一种高强度复合型水泥基保温板的制备方法，包括：A)、将硅酸盐水泥、粉煤灰、硅藻土、贝壳粉、空心玻璃微珠、海泡石、有机无机复合储热颗粒、甘蔗渣纤维和矿棉纤维搅拌均匀，制得固体组分；B)、将羧甲基纤维素、海藻酸钠、十二烷基苯磺酸钠添加到水中搅拌均匀，制得液体组分；C)、将固体组分和液体组分混合并加热搅拌，制得浇注浆料；D)、将浇注浆料浇注到模具中，最后经过成型固化、脱模、养护、干燥后制得成品。本发明方法使用水泥发泡剂，制备的保温板质轻，孔洞尺寸、分布均一性好，保温效果好，强度高。
Description
技术领域
本发明涉及保温板制备领域，尤其涉及一种高强度复合型水泥基保温板的制备方法。
背景技术
水泥发泡保温板是以发泡水泥为主要原材料制备而成的保温板，传统的水泥发泡保温板时水泥、加入双氧水、硬钙、粉煤灰和水泥发泡剂混合发泡而成，其导热系数较低，具有较好的保温效果，是理想的墙体保温材料。
授权公告号为CN103449834B，授权日为2015.07.01的中国发明专利公开了一种水泡发泡保温板及其制备方法，该保温板由下述重量份的原料组成：普通硅酸盐水泥90-100、粉煤灰70-80、纳米膨润土10-20、纳米二氧化硅3-5、乳化石蜡5-7、苯丙乳液6-8、苯磺酸2-3、氧化铝1-2、聚乙二醇10006-8、聚丙烯纤维2-3、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠2-3、废机油1-2、吐温-600.2-0.3、十二烷基苯磺酸钠2-3、十二烷基三甲基氯化铵1-2、二甲基硅油0.3-0.4、过硫酸钠0.1-0.3、水适量。该发明的保温板具有质轻、隔热保温等特点，适用于建筑外墙保温。
但是上述发明的保温板与传统的水泥发泡保温板一样，由于发泡剂的存在，在制备保温板时保温板内部存在大量的孔洞，虽然这些孔洞能够进行隔热，并且降低保温板的质量，但是发泡剂使水泥发泡后，很难控制孔洞的分布均一性，使得保温效果不均一，同时发泡产生的孔洞会导致保温板的整体强度较低，孔洞尺寸、分布不均以也会使得保温板各部位的强度不均一，更加容易碎裂。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高强度复合型水泥基保温板的制备方法。本发明方法不采用水泥发泡剂，制备的保温板质轻，孔洞尺寸、分布均一性好，保温效果好，且强度高。
本发明的具体技术方案为：一种高强度复合型水泥基保温板的制备方法，按以下步骤进行：
A)、分别称取100份硅酸盐水泥、35-45份粉煤灰、10-15份硅藻土、10-15份贝壳粉、10-15份空心玻璃微珠、10-15份海泡石、15-25份有机无机复合储热颗粒、4-6份甘蔗渣纤维和3-5份矿棉纤维并将上述各原料搅拌均匀，制得固体组分。
B)、将5-15份羧甲基纤维素、5-15份海藻酸钠、3-5份十二烷基苯磺酸钠添加到40份水中并搅拌均匀，制得液体组分。
C)、将上述制得的固体组分和液体组分混合并进行加热搅拌，制得浇注浆料；其中加热温度为40-60℃，加热搅拌时间为60-80min。
D)、将上述制得的浇注浆料浇注到模具中，最后经过成型固化、脱模、养护、干燥后制得成品。
所述有机无机复合储热颗粒为负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒，上述各物质的份数均为重量份数。
本发明方法在保温板中复合有甘蔗渣纤维和矿棉纤维，能够大幅增强保温板的强度，尤其是甘蔗渣纤维，具有出色的抗拉强度，且与硅酸盐水泥的相容性较好，使得水泥发泡保温板强度高，不易碎裂。空心玻璃微珠具有中空的微气囊，不仅质轻，节约原料，而且能够起到隔热效果。而有机无机复合储热颗粒的作用是能够进行储热，外部温度高时，能够将热量进行储存，外部温度低时又能够将储存的热量散发。
所述有机无机复合储热颗粒为负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒，上述各物质的份数均为重量份数。
其中，所述负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒由以下方法制备而成：将50份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与50份乙醇混合均匀后得到混合溶液，将30-40份埃洛石纳米管添加到所述混合溶液中并将混合溶液进行超声波震荡，1-2h后经过滤、干燥得到改性埃洛石纳米管；再将改性埃洛石纳米管与200-300份乙醇混合均匀后得到悬浮液；然后将15-25份硬脂酸添加到悬浮液中搅拌并以25℃/h的升温速度加热至80-85℃，直至乙醇完全蒸发后，制得负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒，上述各物质的份数均为重量份数。
埃洛石纳米管为一种无机矿石，呈中空的管状结构，具有超大的比表面积，吸附性好，因此能够充当载体。硬脂酸具有很好的储热性能，较低的导热系数。但是埃洛石纳米管的防水性较差，而且与硬脂酸的相容性较差，本发明通过对埃洛石纳米管进行改性后，增加其对硬脂酸的相容性以及防水性，从而使得硬脂酸能够顺利且大量地被负载，并且提高负载稳定性。
液体组分中羧甲基纤维素是作为粘结剂的存在，海藻酸钠与水呈黏稠的凝胶状，能够将固体组分中的粉料包覆，填充于固体组分的各粉料间隙。
优选地，所述埃洛石纳米管的粒度为300-400目。
优选地，所述贝壳粉的粒径为100-200微米，所述空心玻璃微珠的粒径为50-100微米，所述硅藻土粒径为20-50微米，所述海泡石的粒径为10-30微米。
贝壳粉、空心玻璃微珠、硅藻土、海泡石均为内部具有疏松孔道结构，且较为轻质的材料，因此具有一定的隔热性。对它们的尺寸进行限定，能够使得保温板具有尺寸不一的孔洞，而且各尺寸的孔洞分布均匀，此外上述材料在水泥基中的分散性较好，使得保温板孔洞位置也分布较为均一。而且这些孔洞是它们天然自带的，比后期发泡成型的发泡水泥具有更高的强度。因此使得保温板具有更高、更均一的强度和更加均一、出色的隔热性。
优选地，所述甘蔗渣纤维由以下方法制备而成：将甘蔗渣切碎并选取长度在3-5mm、直径不大于0.2mm的甘蔗渣纤维，将选取的甘蔗渣纤维在80-120℃的烘箱中干燥处理4-6h。
对甘蔗渣进行回收利用，制得甘蔗渣纤维，绿色环保。
优选地，所述羧甲基纤维素由以下方法制备而成：将剩余的切碎的甘蔗渣添加到浓度为1-3wt％的硫酸溶液中并在90-100℃下蒸煮30-40min，蒸煮后将甘蔗渣洗净，其中甘蔗渣与硫酸溶液的固液比为3-5g/100mL；再将甘蔗渣在浓度为6-8wt％的氢氧化钾溶液中在90-100℃下蒸煮20-30min，蒸煮后经洗净制得甘蔗渣纤维素，其中甘蔗渣与氢氧化钾溶液的固液比为2-4g/100mL；将10-12份氢氧化钠、10份甘蔗渣纤维素、0.5-1份三偏磷酸钠先后添加到300份浓度为60-70wt％的乙醇溶液中，在常温下反应3-4h；然后再向乙醇溶液中添加2-4份氯乙酸，升温至80℃继续反应2-4h；最后将反应液调至中性后经过滤、洗净、干燥制得羧甲基纤维素。
对制得甘蔗渣纤维后的剩余甘蔗渣进行进一步回收利用，制得羧甲基纤维素，经过上述方法制得的羧甲基纤维素具有很高的取代度，黏度也很高，非常适用于低密度水泥基体的粘结剂，从而确保保温板的高强度。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明方法不采用水泥发泡剂，制备的保温板质轻，孔洞尺寸、分布均一性好，保温效果好，且强度高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种高强度复合型水泥基保温板的制备方法，按以下步骤进行：
A)、分别称取100份硅酸盐水泥、40份粉煤灰、12份硅藻土、12份贝壳粉、12份空心玻璃微珠、12份海泡石、20份有机无机复合储热颗粒、5份甘蔗渣纤维和4份矿棉纤维并将上述各原料搅拌均匀，制得固体组分。
其中，所述贝壳粉的粒径为100-200微米，所述空心玻璃微珠的粒径为50-100微米，所述硅藻土粒径为20-50微米，所述海泡石的粒径为10-30微米。
B)、将10份羧甲基纤维素、10份海藻酸钠、4份十二烷基苯磺酸钠添加到40份水中并搅拌均匀，制得液体组分。
C)、将上述制得的固体组分和液体组分混合并进行加热搅拌，制得浇注浆料；其中加热温度为50℃，加热搅拌时间为70min。
D)、将上述制得的浇注浆料浇注到模具中，最后经过成型固化、脱模、养护、干燥后制得成品。
所述有机无机复合储热颗粒为负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒。
在本实施例中，所述负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒由以下方法制备而成：将50份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与50份乙醇混合均匀后得到混合溶液，将35份粒度为300-400目的埃洛石纳米管添加到所述混合溶液中并将混合溶液进行超声波震荡，1.5h后经过滤、干燥得到改性埃洛石纳米管；再将改性埃洛石纳米管与250份乙醇混合均匀后得到悬浮液；然后将20份硬脂酸添加到悬浮液中搅拌并以25℃/h的升温速度加热至83℃，直至乙醇完全蒸发后，制得负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒。
所述甘蔗渣纤维由以下方法制备而成：将甘蔗渣切碎并选取长度在3-5mm、直径不大于0.2mm的甘蔗渣纤维，将选取的甘蔗渣纤维在100℃的烘箱中干燥处理5h。
所述羧甲基纤维素由以下方法制备而成：将上述剩余的切碎的甘蔗渣添加到浓度为1-3wt％的硫酸溶液中并在95℃下蒸煮35min，蒸煮后将甘蔗渣洗净，其中甘蔗渣与硫酸溶液的固液比为4g/100mL；再将甘蔗渣在浓度为7wt％的氢氧化钾溶液中在90-100℃下蒸煮25min，蒸煮后经洗净制得甘蔗渣纤维素，其中甘蔗渣与氢氧化钾溶液的固液比为3g/100mL；将11份氢氧化钠、10份甘蔗渣纤维素、0.75份三偏磷酸钠先后添加到300份浓度为65wt％的乙醇溶液中，在常温下反应3.5h；然后再向乙醇溶液中添加3份氯乙酸，升温至80℃继续反应3h；最后将反应液调至中性后经过滤、洗净、干燥制得羧甲基纤维素。
上述各物质的份数均为重量份数。
实施例2
一种高强度复合型水泥基保温板的制备方法，按以下步骤进行：
A)、分别称取100份硅酸盐水泥、35份粉煤灰、10份硅藻土、10份贝壳粉、10份空心玻璃微珠、10份海泡石、15份有机无机复合储热颗粒、4份甘蔗渣纤维和3份矿棉纤维并将上述各原料搅拌均匀，制得固体组分。
其中，所述贝壳粉的粒径为100-200微米，所述空心玻璃微珠的粒径为50-100微米，所述硅藻土粒径为20-50微米，所述海泡石的粒径为10-30微米。
B)、将5份羧甲基纤维素、5份海藻酸钠、3份十二烷基苯磺酸钠添加到40份水中并搅拌均匀，制得液体组分。
C)、将上述制得的固体组分和液体组分混合并进行加热搅拌，制得浇注浆料；其中加热温度为40℃，加热搅拌时间为80min。
D)、将上述制得的浇注浆料浇注到模具中，最后经过成型固化、脱模、养护、干燥后制得成品。
所述有机无机复合储热颗粒为负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒。
在本实施例中，所述负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒由以下方法制备而成：将50份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与50份乙醇混合均匀后得到混合溶液，将30份粒度为300-400目的埃洛石纳米管添加到所述混合溶液中并将混合溶液进行超声波震荡，1h后经过滤、干燥得到改性埃洛石纳米管；再将改性埃洛石纳米管与200份乙醇混合均匀后得到悬浮液；然后将15份硬脂酸添加到悬浮液中搅拌并以25℃/h的升温速度加热至80℃，直至乙醇完全蒸发后，制得负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒。
所述甘蔗渣纤维由以下方法制备而成：将甘蔗渣切碎并选取长度在3-5mm、直径不大于0.2mm的甘蔗渣纤维，将选取的甘蔗渣纤维在80℃的烘箱中干燥处理6h。
所述羧甲基纤维素由以下方法制备而成：将上述剩余的切碎的甘蔗渣添加到浓度为1wt％的硫酸溶液中并在90℃下蒸煮40min，蒸煮后将甘蔗渣洗净，其中甘蔗渣与硫酸溶液的固液比为3g/100mL；再将甘蔗渣在浓度为6wt％的氢氧化钾溶液中在90℃下蒸煮30min，蒸煮后经洗净制得甘蔗渣纤维素，其中甘蔗渣与氢氧化钾溶液的固液比为2g/100mL；将10份氢氧化钠、10份甘蔗渣纤维素、0.5份三偏磷酸钠先后添加到300份浓度为60wt％的乙醇溶液中，在常温下反应3h；然后再向乙醇溶液中添加2份氯乙酸，升温至80℃继续反应2h；最后将反应液调至中性后经过滤、洗净、干燥制得羧甲基纤维素。
上述各物质的份数均为重量份数。
实施例3
一种高强度复合型水泥基保温板的制备方法，按以下步骤进行：
A)、分别称取100份硅酸盐水泥、45份粉煤灰、15份硅藻土、15份贝壳粉、15份空心玻璃微珠、15份海泡石、25份有机无机复合储热颗粒、6份甘蔗渣纤维和5份矿棉纤维并将上述各原料搅拌均匀，制得固体组分。
其中，所述贝壳粉的粒径为100-200微米，所述空心玻璃微珠的粒径为50-100微米，所述硅藻土粒径为20-50微米，所述海泡石的粒径为10-30微米。
B)、将15份羧甲基纤维素、15份海藻酸钠、5份十二烷基苯磺酸钠添加到40份水中并搅拌均匀，制得液体组分。
C)、将上述制得的固体组分和液体组分混合并进行加热搅拌，制得浇注浆料；其中加热温度为60℃，加热搅拌时间为60min。
D)、将上述制得的浇注浆料浇注到模具中，最后经过成型固化、脱模、养护、干燥后制得成品。
所述有机无机复合储热颗粒为负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒。
在本实施例中，所述负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒由以下方法制备而成：将50份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与50份乙醇混合均匀后得到混合溶液，将40份粒度为300-400目的埃洛石纳米管添加添加到所述混合溶液中并将混合溶液进行超声波震荡，2h后经过滤、干燥得到改性埃洛石纳米管；再将改性埃洛石纳米管与300份乙醇混合均匀后得到悬浮液；然后将25份硬脂酸添加到悬浮液中搅拌并以25℃/h的升温速度加热至85℃，直至乙醇完全蒸发后，制得负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒。
所述甘蔗渣纤维由以下方法制备而成：将甘蔗渣切碎并选取长度在3-5mm、直径不大于0.2mm的甘蔗渣纤维，将选取的甘蔗渣纤维在120℃的烘箱中干燥处理4h。
所述羧甲基纤维素由以下方法制备而成：将上述剩余的切碎的甘蔗渣添加到浓度为3wt％的硫酸溶液中并在100℃下蒸煮30min，蒸煮后将甘蔗渣洗净，其中甘蔗渣与硫酸溶液的固液比为5g/100mL；再将甘蔗渣在浓度为8wt％的氢氧化钾溶液中在100℃下蒸煮20min，蒸煮后经洗净制得甘蔗渣纤维素，其中甘蔗渣与氢氧化钾溶液的固液比为4g/100mL；将12份氢氧化钠、10份甘蔗渣纤维素、1份三偏磷酸钠先后添加到300份浓度为70wt％的乙醇溶液中，在常温下反应4h；然后再向乙醇溶液中添加4份氯乙酸，升温至80℃继续反应4h；最后将反应液调至中性后经过滤、洗净、干燥制得羧甲基纤维素。
上述各物质的份数均为重量份数。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种高强度复合型水泥基保温板的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
A)、分别称取100份硅酸盐水泥、35-45份粉煤灰、10-15份硅藻土、10-15份贝壳粉、10-15份空心玻璃微珠、10-15份海泡石、15-25份有机无机复合储热颗粒、4-6份甘蔗渣纤维和3-5份矿棉纤维并将上述各原料搅拌均匀，制得固体组分；
B)、将5-15份羧甲基纤维素、5-15份海藻酸钠、3-5份十二烷基苯磺酸钠添加到40份水中并搅拌均匀，制得液体组分；
C)、将上述制得的固体组分和液体组分混合并进行加热搅拌，制得浇注浆料；其中加热温度为40-60℃，加热搅拌时间为60-80min；
D)、将上述制得的浇注浆料浇注到模具中，最后经过成型固化、脱模、养护、干燥后制得成品；
所述有机无机复合储热颗粒为负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒，上述各物质的份数均为重量份数。
2.如权利要求1所述的一种高强度复合型水泥基保温板的制备方法，其特征在于，所述负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒由以下方法制备而成：将50份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与50份乙醇混合均匀后得到混合溶液，将30-40份埃洛石纳米管添加到所述混合溶液中并将混合溶液进行超声波震荡，1-2h后经过滤、干燥得到改性埃洛石纳米管；再将改性埃洛石纳米管与200-300份乙醇混合均匀后得到悬浮液；然后将15-25份硬脂酸添加到悬浮液中搅拌并以25℃/h的升温速度加热至80-85℃，直至乙醇完全蒸发后，制得负载有硬脂酸的埃洛石纳米管颗粒，上述各物质的份数均为重量份数。
3.如权利要求2所述的一种高强度复合型水泥基保温板的制备方法，其特征在于，所述埃洛石纳米管的粒度为300-400目。
4.如权利要求1所述的一种高强度复合型水泥基保温板的制备方法，其特征在于，所述贝壳粉的粒径为100-200微米，所述空心玻璃微珠的粒径为50-100微米，所述硅藻土粒径为20-50微米，所述海泡石的粒径为10-30微米。
5.如权利要求1所述的一种高强度复合型水泥基保温板的制备方法，其特征在于，所述甘蔗渣纤维由以下方法制备而成：将甘蔗渣切碎并选取长度在3-5mm、直径不大于0.2mm的甘蔗渣纤维，将选取的甘蔗渣纤维在80-120℃的烘箱中干燥处理4-6h。
6.如权利要求5所述的一种高强度复合型水泥基保温板的制备方法，其特征在于，所述羧甲基纤维素由以下方法制备而成：将剩余的切碎的甘蔗渣添加到浓度为1-3wt％的硫酸溶液中并在90-100℃下蒸煮30-40min，蒸煮后将甘蔗渣洗净，其中甘蔗渣与硫酸溶液的固液比为3-5g/100mL；再将甘蔗渣在浓度为6-8wt％的氢氧化钾溶液中在90-100℃下蒸煮20-30min，蒸煮后经洗净制得甘蔗渣纤维素，其中甘蔗渣与氢氧化钾溶液的固液比为2-4g/100mL；将10-12份氢氧化钠、10份甘蔗渣纤维素、0.5-1份三偏磷酸钠先后添加到300份浓度为60-70wt％的乙醇溶液中，在常温下反应3-4h；然后再向乙醇溶液中添加2-4份氯乙酸，升温至80℃继续反应2-4h；最后将反应液调至中性后经过滤、洗净、干燥制得羧甲基纤维素，上述各物质的份数均为重量份数。
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Jin Tiantian Inventor after: Cui Yang Inventor after: Song Peng Inventor after: Xiang Dong Inventor after: He Kebo Inventor after: Yuan Xuelin Inventor before: He Jiebin |
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Effective date of registration: 20180517 Address after: 311100 502C-110 2, Taiji Road, Yuhang Economic Development Zone, Yuhang District, Hangzhou, Zhejiang, China, 2 Applicant after: China Green Construction Polytron Technologies Inc Address before: 362103 Po Chi 222, Feng Qi Village, Chuan Chuan Town, Huian County, Quanzhou, Fujian Applicant before: He Jiebin |
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Granted publication date: 20180622 Termination date: 20190118 |