CN105777156A - 以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材及制作方法 - Google Patents

以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材及制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了以无机胶为粘接剂的轻质耐火保温蛭石板材及制作方法，属于保温材料领域。首先将磷酸、氢氧化铝、铝粉、硅酸铝、水按一定比例混合均匀，加热条件下制得无机胶，然后将无机胶加膨润土、用水稀释后，与膨胀蛭石按照一定比例进行配料，搅拌均匀，将混合物放入模具中，经预压、热压成型、脱模、修边处理后得到轻质保温板。本发明制备的板材不含甲醛、VOC等对人体有害物质，既克服了有机防火板材防火性差、易燃的缺点，又具有质量轻、保温、隔音性能好、成本低、生产周期短等特点，适用于工业、民用建筑的非承重墙，屋面、内外墙体的保温以及楼层之间的隔音。

Description

以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材及制作方法
技术领域
本发明涉及轻质保温板材的制作方法，特别涉及一种以无机胶为粘接剂的蛭石轻质保温板材及制作方法。
背景技术
蛭石是一种可膨胀的层状硅酸盐矿物，经焙烧或化学膨胀后的产物叫膨胀蛭石。由于膨胀蛭石容重小、导热系数小、吸音、吸湿效果好且耐腐蚀、熔点高，因此膨胀蛭石是一种优良的轻质保温隔热材料。
无机胶是由无机盐、无机酸、无机碱金属和金属氧化物、氢氧化物等组成的一类胶黏剂。这类胶黏剂的突出优点是耐高温性能优异，另外，它的粘接强度高、固化收缩率小、耐久性优良、价格低廉，不释放甲醛、苯等有毒物质，无污染且制备工艺简单、生产周期短、使用方便。
膨润土是建筑材料中常用的原料，在耐火材料中，有较多使用蛭石与膨润土作为建筑材料原料进行加工的技术。
发明专利“蛭石保温防火装饰板(CN1149011A)”，其公开的粘接剂采用有机的脲醛树脂，因而该板材不能长期在高温下工作，且极易释放甲醛等有害物质。发明专利“蛭石不燃板材(CN102173719A)”，其采用的无机结合剂为硅酸钠等，从而影响了该板材在高温下工作的稳定性。
发明专利“一种以蛭石为主要原料的耐高温保温材料及制造方法(CN101560087A)”与本发明材料的功能有相似之处。该发明提出了一种以蛭石为主要原料的耐高温保温材料及制造方法，获得板材的体积密度为600～1000Kg/m3，导热系数为0.15～0.20W/m*K，最高使用温度1100℃，但该专利需要将市售大、中、小三种粒径的蛭石原料按比例混合，需要大量使用产量小、售价高的大颗粒蛭石(粒径1.4～4mm)以及大量使用磷酸二氢铝粘接剂，不仅增加制作成本且未能有效降低板材密度。
除上述两项公开的技术，还有许多使用了蛭石、膨润土及其它添加材料通过一定工艺加工成耐火建筑材料的技术，但是在该类技术中，普遍存在着如下的问题：
1、成品的强度较小。在板材制作工艺上的选择不当，以及加工过程中使用的胶水技术不足，使成型后的板材强度不够，不利于使用。
2、含甲醛等有害物质。在胶水的制作与选用中，以及其它添加物料的选用过程中，选用了一些含有并释放甲铨的材料，因此在成型后的板材中，含有对人体有害的甲铨、VOC等对人体有害物质。
3、制作成本高。对蛭石原料的选用要求高，否则难以达到板材设计强度。
4、板材密度过大。为保证板材的耐火要求以及其它材料力学性能要求，必须使板材的密度非常大。这样不仅会增加板材的加工成本，还会增加板材的重量，以及材料用量。
发明内容
为解决上述各建筑防火材料的不足，本发明提供了一种制造成本更低，重要更轻以及材料性能更优的以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材以及制造方法。
本发明的以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材，由以下物质以质量比制成：
无机胶39～43％，
膨润土3～9％，
水14～20％，
膨胀蛭石33～38％。
如上所述的以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材，更进一步说明为，所述的无机胶由由以下物质以质量比制成：
磷酸27％，
氢氧化铝6％，
铝粉0.5％，
硅酸铝25％，
水41.5％。
如上所述的以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材，更进一步说明为，膨胀蛭石由粒径为0.5～1.5mm蛭石原矿，经7.5％硝酸钾溶液浸泡12小时后，于600～800℃加热5～7min后过30目筛制得，膨胀蛭石松散堆积密度为160～200kg/m3。
本发明提供的以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材制作方法，其步骤为：将无机胶39～43％、膨润土3～9％、水14～20％混合均匀后，与膨胀蛭石33～38％混合，热压成型；
在热压过程中，将高度压至原料松散堆积高度的75％；保压下于140℃加热60min，然后于常压下140℃加热60min，再于常温保压20min；然后脱模、修边处理，制得的轻质保温板材。
如上所述的以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材制作方法，更进一步说明为，所述的无机胶由磷酸27％、氢氧化铝6％、铝粉0.5％、硅酸铝25％、水41.5％混合均匀后，经100～110℃加热，加热时间15～20min制得。
如上所述的以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材，更进一步说明为，由以下物质以质量比制成：
无机胶41％，
膨润土4.2％，
水20.8％，
膨胀蛭石35.9％。
如上所述的以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材制作方法，更进一步说明为，所述的无机胶由磷酸、氢氧化铝、铝粉、硅酸铝、水混合均匀；然后加热至100℃，并在17min后加热至104℃；然后停止加热，得无机胶。
有益效果：
1、采用无机胶作为粘接剂，既不含甲醛、VOC等对人体有害物质，又提高了蛭石轻质保温板材的强度和使用温度。
2、全部采用市售小颗粒蛭石原矿(粒径为0.5～1.5mm)为原料，该原矿产量大、售价低，有效降低了轻质保温板材的制作成本。
3、将稀释后的无机胶作为粘接剂，所得保温板材的密度为350～500Kg/m3，降低了板材的密度及制作成本。
4、本发明所制作的轻质保温板材重量轻，但具有一定的机械强度，可进行锯、钻、刨等加工成型操作。
5、应用范围广，适用于工业、民用建筑的非承重墙，屋面、内外墙体的保温以及楼层之间的隔音。
具体实施案例
实施例一：
1、制作膨胀蛭石：由粒径为0.5mm蛭石原矿，经7.5％硝酸钾溶液浸泡12小时后，于600℃加热5min后过30目筛制得，膨胀蛭石松散堆积密度为160～200kg/m3。
2、制作无机胶：由磷酸27％、氢氧化铝6％、铝粉0.5％、硅酸铝25％、水41.5％混合均匀后，加热至100℃，并在17min后加热至104℃；然后停止加热，得无机胶。
3、压制轻质耐火蛭石板材：将无机胶39％、膨润土3％、水20％混合均匀后，与膨胀蛭石38％混合，热压成型；在热压过程中，将高度压至原料松散堆积高度的75％；保压下于140℃加热60min，然后于常压下140℃加热60min，再于常温保压20min；然后脱模、修边处理，制得的轻质保温板材。
实施例二：
1、制作膨胀蛭石：由粒径为0.7mm蛭石原矿，经7.5％硝酸钾溶液浸泡12小时后，于700℃加热6min后过30目筛制得，膨胀蛭石松散堆积密度为160～200kg/m3。
2、制作无机胶：由磷酸27％、氢氧化铝6％、铝粉0.5％、硅酸铝25％、水41.5％混合均匀后，加热至100℃，并在17min后加热至104℃；然后停止加热，得无机胶。
3、压制轻质耐火蛭石板材：将无机胶41％、膨润土5％、水19％混合均匀后，与膨胀蛭石35％混合，热压成型；在热压过程中，将高度压至原料松散堆积高度的75％；保压下于140℃加热60min，然后于常压下140℃加热60min，再于常温保压20min；然后脱模、修边处理，制得的轻质保温板材。
实施例三：
1、制作膨胀蛭石：由粒径为1.5mm蛭石原矿，经7.5％硝酸钾溶液浸泡12小时后，于800℃加热7min后过30目筛制得，膨胀蛭石松散堆积密度为160～200kg/m3。
2、制作无机胶：由磷酸27％、氢氧化铝6％、铝粉0.5％、硅酸铝25％、水41.5％混合均匀后，加热至100℃，并在17min后加热至104℃；然后停止加热，得无机胶。
3、压制轻质耐火蛭石板材：将无机胶43％、膨润土9％、水15％混合均匀后，与膨胀蛭石33％混合，热压成型；在热压过程中，将高度压至原料松散堆积高度的75％；保压下于140℃加热60min，然后于常压下140℃加热60min，再于常温保压20min；然后脱模、修边处理，制得的轻质保温板材。
实施例四：
取市售小颗粒蛭石原矿100g，用7.5％硝酸钾溶液浸泡12h后烘干。于750℃下加热膨化6min后取出，所得膨胀蛭石松散堆积密度为160Kg/m3。称取磷酸108g，水166g，氢氧化铝24g，铝粉2g，硅酸铝100g，混合搅拌均匀后加热，100℃后计时，17min后加热至104℃，停止加热，所得无机胶的密度为1437Kg/m3。取41g无机胶，与4.2g膨润土、20.8g水混合搅拌均匀后，与35.9g膨胀蛭石混合搅拌均匀，倒入模具盒中。模具盒尺寸为112mm×51mm×50mm，原料松散堆积高度为40mm，压至30mm厚，保压下于140℃加热60min，然后于常压下140℃加热60min，再于常温保压20min，然后脱模、修边处理，制得的轻质保温板材性能如下：
实施例五：
取市售小颗粒蛭石原矿100g，用7.5％硝酸钾溶液浸泡12h后烘干。于750℃下加热膨化6min后取出，所得膨胀蛭石松散堆积密度为167Kg/m3。称取磷酸108g，水166g，氢氧化铝24g，铝粉2g，硅酸铝100g，混合搅拌均匀后加热，100℃后计时，16min后加热至109℃，停止加热，所得无机胶的密度为1519Kg/m3。取41g无机胶，与9.0g膨润土、15.6g水混合搅拌均匀后，与35.1g膨胀蛭石混合搅拌均匀，倒入模具盒中。模具盒尺寸为112mm×51mm×50mm，原料松散堆积高度为45mm，压至30mm厚，保压下于140℃加热60min，然后于常压下140℃加热60min，再于常温保压20min，然后脱模、修边处理，制得的轻质保温板材性能如下：
实施例六：
取市售小颗粒蛭石原矿100g，用7.5％硝酸钾溶液浸泡12h后烘干。于800℃下加热膨化7min后取出，所得膨胀蛭石松散堆积密度为184Kg/m3。称取磷酸108g，水166g，氢氧化铝24g，铝粉2g，硅酸铝100g，混合搅拌均匀后加热，100℃后计时，20min后加热至108℃，停止加热，所得无机胶的密度为1800Kg/m3。取54g无机胶，与4.9g膨润土、24g水混合搅拌均匀后，与44.2g膨胀蛭石混合搅拌均匀，倒入模具盒中。模具盒尺寸为112mm×51mm×50mm，原料松散堆积高度为45mm，压至30mm厚，保压下于140℃加热60min，然后于常压下140℃加热60min，再于常温保压20min，然后脱模、修边处理，制得的轻质保温板材性能如下：
通过上述方法(实施例1-6)制作的轻质耐火蛭石板材，可进行常规的板材加工操作，包括锯、钻、刨等加工成型操作。
以上为本发明实施例，不代表本发明保护的范围。

Claims (7)

1.以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材，其特征在于，由以下物质以质量比制成：
无机胶39～43％，
膨润土3～9％，
水14～20％，
膨胀蛭石33～38％。
2.根据权利要求1所述的以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材，其特征在于，所述的无机胶由由以下物质以质量比制成：
磷酸27％，
氢氧化铝6％，
铝粉0.5％，
硅酸铝25％，
水41.5％。
3.根据权利要求1所述的以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材，其特征在于，膨胀蛭石由粒径为0.5～1.5mm蛭石原矿，经7.5％硝酸钾溶液浸泡12小时后，于600～800℃加热5～7min后过30目筛制得，膨胀蛭石松散堆积密度为160～200kg/m3。
4.以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材制作方法，将无机胶39～43％、膨润土3～9％、水14～20％混合均匀后，与膨胀蛭石33～38％混合，热压成型；
在热压过程中，将高度压至原料松散堆积高度的75％；保压下于140℃加热60min，然后于常压下140℃加热60min，再于常温保压20min；然后脱模、修边处理，制得的轻质保温板材。
5.根据权利要求4所述的以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材制作方法，其特征在于，所述的无机胶由磷酸27％、氢氧化铝6％、铝粉0.5％、硅酸铝25％、水41.5％混合均匀后，经100～110℃加热，加热时间15～20min制得。
6.根据权利要求1所述的以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材，其特征在于，由以下物质以质量比制成：
无机胶41％，
膨润土4.2％，
水20.8％，
膨胀蛭石35.9％。
7.根据权利要求4所述的以无机胶为粘接剂的轻质耐火蛭石板材制作方法，其特征在于，所述的无机胶由磷酸、氢氧化铝、铝粉、硅酸铝、水混合均匀；然后加热至100℃，并在17min后加热至104℃；然后停止加热，得无机胶。
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