CN105753402A - 一种防裂耐水的保温材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防裂耐水的保温材料及制备方法，取下述重量配比的主要原料制备而成：玻化微珠3046，沸石1218，焦炭1115，狗骨612，锯末48，环氧树脂49，镁粉37，羟乙基纤维素醚49，硅酸盐水泥1317，复配渗透剂1.11.8。本发明所得防裂耐水的保温材料防裂耐水性能好，抹面无裂纹，无空鼓脱落，抗拉程度高，易施工，抗冷冻，安全防火，环保，具有优越的保温、隔热等性能，保温性能稳定，整体性良好，耐磨腐蚀、防辐射性能显著，具有良好的阻燃效果。

Description

一种防裂耐水的保温材料及制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，特别是涉及一种防裂耐水的保温材料及制备方法。
背景技术
保温材料一般是指导热系数小于或等于0.2的材料。在建筑和工业中采用良好的保温技术与材料，往往能起到事半功倍的效果。统计表明，建筑中每使用一吨矿物棉绝热制品，一年可节约一吨石油。外墙保温是一项新兴起的外墙节能技术。而外墙保温方法多样，比如外墙内保温、外墙夹心保温、外墙外保温等。我国目前主要的外墙保温技术有：苯乙烯板加薄层抹灰玻璃结合纤维加强法、挤塑聚苯乙烯为外保温材料、保温膏料用于外墙外保温。保温砂浆是以各种轻质材料为骨料，以水泥为胶凝料，掺和一些改性添加剂，经生产企业搅拌混合而制成的一种预拌干粉砂浆。用于构筑建筑表面保温层的一种建筑材料。外墙保温砂浆是一种现代主要使用的保温隔热材料。
申请公布号CN103708794A（申请号201310676590.5）的中国专利文献公开了一种建筑外墙上使用的防水保温砂浆，其是由下述重量份的原料制得：普通硅酸盐水泥80-90、熟石灰3-5、聚苯颗粒20-30、9mm长聚丙烯纤维2-4、氧化钇1-2、空心微珠5-10、尿素1-2、菜籽饼粉0.01-0.02、丁苯乳胶4-6、丁香油1-2、维生素C3-4、MNC-C防冻剂1.3-2.4，复合填料4-6。申请公布号CN104761283A（申请号201510144086.X）的中国专利文献公开了一种外墙保温材料，包括下述重量份的原料：矿渣硅酸盐水泥25-45份，粉煤
灰5-10份，发泡剂1-3份，硅酸钠0.1-0.7份，水20-40份。申请公布号CN104710154A（申请号201310671029.8）的中国专利文献公开了一种外墙保温材料，所述外墙保温材料的原料包括以下组分及重量份含量：聚苯乙烯粒子30～60份、膨胀珍珠岩20～50份、水玻璃35～85份、锂基膨润土10～40份、煅烧高岭土5～25份、碳酸钙3～10份、阻燃剂3～15份。
目前，常规的墙体保温材料易开裂龟裂，导致渗水，使外墙保温系统的保温隔热性能大幅度降低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种防裂耐水的保温材料及制备方法。本发明所得防裂耐水的保温材料防裂耐水性能好，抹面无裂纹，无空鼓脱落，抗拉程度高，易施工，抗冷冻，安全防火，环保，具有优越的保温、隔热等性能，保温性能稳定，整体性良好，耐磨腐蚀、防辐射性能显著，具有良好的阻燃效果。
本发明的技术方案是：
一种防裂耐水的保温材料，取下述重量配比的主要原料制备而成：玻化微珠30-46，沸石12-18，焦炭11-15，狗骨6-12，锯末4-8，环氧树脂4-9，镁粉3-7，羟乙基纤维素醚4-9，硅酸盐水泥13-17，复配渗透剂1.1-1.8。
一种防裂耐水的保温材料，优选的方案是，取下述重量配比的主要原料制备而成：玻化微珠34-42，沸石14-17，焦炭12-14，狗骨8-11，锯末5-7，环氧树脂5-8，镁粉4-6，羟乙基纤维素醚5-7，硅酸盐水泥14-16，复配渗透剂1.3-1.6。
一种防裂耐水的保温材料，更加优选的方案是，取下述重量配比的主要原料制备而成：玻化微珠38，沸石16，焦炭13，狗骨9，锯末6，环氧树脂7，镁粉5，羟乙基纤维素醚6，硅酸盐水泥15，复配渗透剂1.5。
所述复配渗透剂由脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T和单月桂基磷酸酯组成，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T和单月桂基磷酸酯的重量比为1：1.5：4。
上述防裂耐水的保温材料的制备方法是：
（1）取羟乙基纤维素醚，配制成质量分数为1.5-3%的水溶液，备用；
（2）将复配渗透剂加入到步骤（1）所得溶液中，在42-56℃的温度下，以700-1000r/min的速度搅拌1.2小时；
（3）将沸石和焦炭混合，粉碎，过200目筛，在68-80℃的温度下，搅拌1.5小时；
（4）将玻化微珠、狗骨和锯末分别粉碎，过200目筛；
（5）将步骤（4）所得、环氧树脂、镁粉和硅酸盐水泥混匀，加入到步骤（3）所得物中，搅匀，在1300-1800r/min的转速下加入步骤（2）所得，继续搅拌45分钟，即得。
优选在于步骤（1）中，配制成质量分数为1.8-2.4%的水溶液。
优选在于步骤（2）中，在45-52℃的温度下。
优选在于步骤（2）中，以800-900r/min的速度搅拌。
优选在于步骤（3）中，在72-78℃的温度下。
优选在于步骤（5）中，在1500-1700r/min的转速下加入步骤（2）所得。
更加优选的，步骤（1）中配制成质量分数为2.2%的水溶液。
更加优选的，步骤（2）中在48℃的温度下。
更加优选的，步骤（2）中以850r/min的速度搅拌。
更加优选的，步骤（3）中在75℃的温度下。
更加优选的，步骤（5）中在1600r/min的转速下加入步骤（2）所得。
本发明提供的防裂耐水的保温材料防裂耐水性能好，抹面无裂纹，无空鼓脱落。除此之外，本发明的优良效果还表现在：
1、抗拉程度高，易施工，抗冷冻，安全防火，环保；
2、具有优越的保温、隔热等性能；
3、保温性能稳定，整体性良好，耐腐蚀、防辐射性能显著，具有良好的阻燃效果。
具体实施方式
下面结合实施例和实验例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。
实施例1一种防裂耐水的保温材料，取下述重量份的主要原料制备而成（每份为1kg）：玻化微珠30份，沸石12份，焦炭11份，狗骨6份，锯末4份，环氧树脂4份，镁粉3份，羟乙基纤维素醚4份，硅酸盐水泥13份，复配渗透剂1.1份。
其中，复配渗透剂由脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T和单月桂基磷酸酯组成，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T和单月桂基磷酸酯的重量比为1：1.5：4。
上述防裂耐水的保温材料的制备方法是：
（1）取羟乙基纤维素醚，配制成质量分数为1.5%的水溶液，备用；
（2）将复配渗透剂加入到步骤（1）所得溶液中，在42℃的温度下，以700r/min的速度搅拌1.2小时；
（3）将沸石和焦炭混合，粉碎，过200目筛，在68℃的温度下，搅拌1.5小时；
（4）将玻化微珠、狗骨和锯末分别粉碎，过200目筛；
（5）将步骤（4）所得、环氧树脂、镁粉和硅酸盐水泥混匀，加入到步骤（3）所得物中，搅匀，在1300r/min的转速下加入步骤（2）所得，继续搅拌45分钟，即得。
实施例2一种防裂耐水的保温材料，取下述重量份的主要原料制备而成（每份为1kg）：玻化微珠46份，沸石18份，焦炭15份，狗骨12份，锯末8份，环氧树脂9份，镁粉7份，羟乙基纤维素醚9份，硅酸盐水泥17份，复配渗透剂1.8份。
其中，复配渗透剂由脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T和单月桂基磷酸酯组成，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T和单月桂基磷酸酯的重量比为1：1.5：4。
上述防裂耐水的保温材料的制备方法是：
（1）取羟乙基纤维素醚，配制成质量分数为3%的水溶液，备用；
（2）将复配渗透剂加入到步骤（1）所得溶液中，在56℃的温度下，以1000r/min的速度搅拌1.2小时；
（3）将沸石和焦炭混合，粉碎，过200目筛，在80℃的温度下，搅拌1.5小时；
（4）将玻化微珠、狗骨和锯末分别粉碎，过200目筛；
（5）将步骤（4）所得、环氧树脂、镁粉和硅酸盐水泥混匀，加入到步骤（3）所得物中，搅匀，在1800r/min的转速下加入步骤（2）所得，继续搅拌45分钟，即得。
实施例3一种防裂耐水的保温材料，取下述重量份的主要原料制备而成（每份为1kg）：玻化微珠34份，沸石14份，焦炭12份，狗骨8份，锯末5份，环氧树脂5份，镁粉4份，羟乙基纤维素醚5份，硅酸盐水泥14份，复配渗透剂1.3份。
其中，复配渗透剂由脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T和单月桂基磷酸酯组成，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T和单月桂基磷酸酯的重量比为1：1.5：4。
上述防裂耐水的保温材料的制备方法是：
（1）取羟乙基纤维素醚，配制成质量分数为1.8%的水溶液，备用；
（2）将复配渗透剂加入到步骤（1）所得溶液中，在45℃的温度下，以800r/min的速度搅拌1.2小时；
（3）将沸石和焦炭混合，粉碎，过200目筛，在72℃的温度下，搅拌1.5小时；
（4）将玻化微珠、狗骨和锯末分别粉碎，过200目筛；
（5）将步骤（4）所得、环氧树脂、镁粉和硅酸盐水泥混匀，加入到步骤（3）所得物中，搅匀，在1500r/min的转速下加入步骤（2）所得，继续搅拌45分钟，即得。
实施例4一种防裂耐水的保温材料，取下述重量份的主要原料制备而成（每份为1kg）：玻化微珠42份，沸石17份，焦炭14份，狗骨11份，锯末7份，环氧树脂8份，镁粉6份，羟乙基纤维素醚7份，硅酸盐水泥16份，复配渗透剂1.6份。
其中，复配渗透剂由脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T和单月桂基磷酸酯组成，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T和单月桂基磷酸酯的重量比为1：1.5：4。
上述防裂耐水的保温材料的制备方法是：
（1）取羟乙基纤维素醚，配制成质量分数为2.4%的水溶液，备用；
（2）将复配渗透剂加入到步骤（1）所得溶液中，在52℃的温度下，以900r/min的速度搅拌1.2小时；
（3）将沸石和焦炭混合，粉碎，过200目筛，在78℃的温度下，搅拌1.5小时；
（4）将玻化微珠、狗骨和锯末分别粉碎，过200目筛；
（5）将步骤（4）所得、环氧树脂、镁粉和硅酸盐水泥混匀，加入到步骤（3）所得物中，搅匀，在1700r/min的转速下加入步骤（2）所得，继续搅拌45分钟，即得。
实施例5一种防裂耐水的保温材料，取下述重量份的主要原料制备而成（每份为1kg）：玻化微珠38份，沸石16份，焦炭13份，狗骨9份，锯末6份，环氧树脂7份，镁粉5份，羟乙基纤维素醚6份，硅酸盐水泥15份，复配渗透剂1.5份。
其中，复配渗透剂由脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T和单月桂基磷酸酯组成，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T和单月桂基磷酸酯的重量比为1：1.5：4。
上述防裂耐水的保温材料的制备方法是：
（1）取羟乙基纤维素醚，配制成质量分数为2.2%的水溶液，备用；
（2）将复配渗透剂加入到步骤（1）所得溶液中，在48℃的温度下，以850r/min的速度搅拌1.2小时；
（3）将沸石和焦炭混合，粉碎，过200目筛，在75℃的温度下，搅拌1.5小时；
（4）将玻化微珠、狗骨和锯末分别粉碎，过200目筛；
（5）将步骤（4）所得、环氧树脂、镁粉和硅酸盐水泥混匀，加入到步骤（3）所得物中，搅匀，在1600r/min的转速下加入步骤（2）所得，继续搅拌45分钟，即得。
本发明所用主要原料：
玻化微珠：玻化微珠是一种环保型新型无机轻质绝热材料，除具有质轻、保温、绝热、防火的优异性能外，还具有不燃烧，强度高，吸水率低，易和性好、使用寿命长的优点。产品由精选特殊粒径的矿砂，在电炉加热方式下膨化，通过对温度和原料滞空时间的精确控制，使产品表面溶融，气孔封闭，呈不规则球状颗粒，内部多孔空腔结构，表面玻化封闭，光泽平滑，理化性能十分稳定，该产品可作为新型建材行业的轻质骨料；作为轻质耐火材料行业漂珠的部分替代品；作为乳化炸药行业中玻璃微珠的替代品，具有极为广阔的应用前景，可广泛用于工业、农业、建材、化工、冶炼、轻工等诸多领域。
沸石：沸石是一种矿石。沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂，也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。沸石还具有“营养”价值。在饲料中添加5%的沸石粉，能使禽畜生长加快，体壮肉鲜，产蛋率高。
焦炭：烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。用途：焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。
狗骨：基原：犬科动物犬的骨骼。药性：辛、咸，温。功用主治：祛风湿，强筋骨。用于风湿关节痛，腰腿酸软。
锯末：锯末，是指在进行木材加工时，因为切割而从树木上散落下来的树木本身的沫状木屑。用途：（1）培在花木根部能保暖，使花木安全过冬。（2）锯末与人粪尿混合拌匀，用塑料袋盛装，束紧袋口，置于30～35℃的温度下，经1～2月即可发酵腐烂。然后晾至半干，与土各半相混，用它作盆土培养花木，能长得枝繁叶翠，花艳香浓；用它作花卉育苗的营养土，则具有促花苗健旺生长的奇妙功能。（3）经发酵腐烂后的锯末，营养全面，无偏氮缺磷钾之虞，且质地疏松，干湿适中，是一种简便的无土栽培材料，尤其适宜盆栽文竹、兰花等。（4）做发酵床垫料。锯末是最佳的发酵床垫料，在所有垫料中锯末的碳氮比最高，最耐发酵。同时锯末疏松多孔，保水性最好，透气性也比较好。
环氧树脂：环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶的具有三向网状结构的高聚物。凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于国防、国民经济各部门，作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。
镁粉：通常指单质镁的粉末状态，主要由电解熔融的氯化镁和电解熔融的去水光卤石制取。应用：用于火箭冲压发动机和去除推进剂燃气中氯化氢。用作还原剂，制闪光粉、铅合金，冶金中作去硫剂，此外用于有机合成、照明剂等。
羟乙基纤维素醚：羟乙基纤维素醚，简称HEC，是以天然高分子材料纤维素为原料，经过一系列化学反应而制得的非离子型纤维素醚。是一种无嗅、无味、无毒的白色至类白色的粉末或颗粒，能溶于冷水或热水，形成透明的粘稠溶液，具有增稠、粘合、保水、分散、乳化、成膜、悬浮、吸附、胶体保护等作用。
脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯：脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯具有优良的润湿、渗透、洗净、乳化、分散、柔软、抗静电、阻燃、消泡和螯合等多种优良特性，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯还具有低毒，低刺激性和较好的生物降解性能，肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯耐酸碱、耐热和耐电解质，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯尤其是在碱性溶液中易溶解，且稳定不分层，不沉淀。肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯与其他阴离子、非离子和两性离子有很好的配伍性。因此使其得到广泛的应用。
快速渗透剂T：快速渗透剂T是一种阴离子型表面活性剂，具有渗透快速、均匀、润湿性、乳化性、起泡性均佳等特点。快速渗透剂T可溶于水、低级醇等亲水性溶剂；亦可溶于苯、四氯化碳、煤油、石油系列溶剂等。主要用于织物渗透、印染、农药乳化、制革、选矿等。
单月桂基磷酸酯：单月桂基磷酸酯是非常温和的阴离子表面活性剂。产品特性：（1）优良的乳化性和增溶性。对动植物油脂、脂肪酸酯、硅油、矿物油均有优良的乳化能力；（2）在低浓度下具有良好的表面活性，显现优良的润湿洗涤性能和协同增效作用；（3）无毒、无刺激，类似天然磷脂，与皮肤亲和性好，高效低泡易冲洗；（4）抗静电、抗腐蚀；耐酸、耐碱、耐高温。
试验例为了测试本发明所得防裂耐水的保温材料（实施例5）的性能，对其各指标进行了测定，结果如表1所示。
表1：本发明所得防裂耐水的保温材料的主要性能指标
由表1可以看出，本发明所得防裂耐水的保温材料压剪粘结强度高，抗压强度高，导热系数低，软化系数高，线收缩率低，具有良好优越的保温、隔热性能，抗裂性好，耐水性能好。
本发明所得防裂耐水的保温材料防裂耐水性能好，抹面无裂纹，无空鼓脱落，抗拉程度高，易施工，抗冷冻，安全防火，环保，具有优越的保温、隔热等性能，保温性能稳定，整体性良好，耐磨腐蚀、防辐射性能显著，具有良好的阻燃效果。
最后应说明的是，实施例只是本发明最优的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防裂耐水的保温材料，其特征在于，取下述重量配比的主要原料制备而成：玻化微珠30-46，沸石12-18，焦炭11-15，狗骨6-12，锯末4-8，环氧树脂4-9，镁粉3-7，羟乙基纤维素醚4-9，硅酸盐水泥13-17，复配渗透剂1.1-1.8。
2.如权利要求1所述的防裂耐水的保温材料，其特征在于，取下述重量配比的主要原料制备而成：玻化微珠34-42，沸石14-17，焦炭12-14，狗骨8-11，锯末5-7，环氧树脂5-8，镁粉4-6，羟乙基纤维素醚5-7，硅酸盐水泥14-16，复配渗透剂1.3-1.6。
3.如权利要求1所述的防裂耐水的保温材料，其特征在于，取下述重量配比的主要原料制备而成：玻化微珠38，沸石16，焦炭13，狗骨9，锯末6，环氧树脂7，镁粉5，羟乙基纤维素醚6，硅酸盐水泥15，复配渗透剂1.5。
4.如权利要求1～3任一所述的防裂耐水的保温材料，其特征在于，所述复配渗透剂由脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T和单月桂基磷酸酯组成，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T和单月桂基磷酸酯的重量比为1：1.5：4。
5.如权利要求1～4任一所述的防裂耐水的保温材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）取羟乙基纤维素醚，配制成质量分数为1.5-3%的水溶液，备用；
（2）将复配渗透剂加入到步骤（1）所得溶液中，在42-56℃的温度下，以700-1000r/min的速度搅拌1.2小时；
（3）将沸石和焦炭混合，粉碎，过200目筛，在68-80℃的温度下，搅拌1.5小时；
（4）将玻化微珠、狗骨和锯末分别粉碎，过200目筛；
（5）将步骤（4）所得、环氧树脂、镁粉和硅酸盐水泥混匀，加入到步骤（3）所得物中，搅匀，在1300-1800r/min的转速下加入步骤（2）所得，继续搅拌45分钟，即得。
6.如权利要求5所述的防裂耐水的保温材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中配制成质量分数为1.8-2.4%的水溶液（优选配制成质量分数为2.2%的水溶液）。
7.如权利要求5所述的防裂耐水的保温材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中在45-52℃的温度下（优选在48℃的温度下）。
8.如权利要求5所述的防裂耐水的保温材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中以800-900r/min的速度搅拌（优选以850r/min的速度搅拌）。
9.如权利要求5所述的防裂耐水的保温材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中在72-78℃的温度下（优选在75℃的温度下）。
10.如权利要求5所述的防裂耐水的保温材料的制备方法，其特征在于，步骤（5）中在1500-1700r/min的转速下加入步骤（2）所得（优选在1600r/min的转速下加入步骤（2）所得）。
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