CN106673590A - 一种新型保温隔热墙体材料及其制备方法 - Google Patents

一种新型保温隔热墙体材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种新型保温隔热墙体材料，自主研发的纳米级氧化镁粉(MgO)40～80份(平均晶粒尺寸：30～100nm)、分级筛选后的秸秆粉20～30份(≤100目)、分级筛选后的粉煤灰5～10份(≤180目)、氯化镁(MgCl2·6H2O)25～35份、石灰粉10～20份、硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)3～6份、环氧树脂2～5份、憎水剂1～5份、玻璃纤维丝4～8份为原料，按重量比称取，溶解后经搅拌10～20min(转速：100～300r/min)、挤压成型(压力：60～80Mpa)、烘干20～24h工艺制得。本发明通过水热技术自主研发出纳米级氧化镁粉，并将其应用在新型保温隔热墙体材料中，大幅度提升墙体材料强度、韧性、保温隔热性能，有效节约了能源。生产工艺简单，产品轻质、低能耗且无污染，同时还具备耐火、防震的效果，可广泛应用建筑中的墙体、壁板、隔音板。

Description

一种新型保温隔热墙体材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑墙体材料技术领域，涉及一种新型保温隔热墙体材料及其制备方法。
背景技术
实心粘土砖的生产和应用已有两千多年的历史，千古华夏，秦砖汉瓦曾有过辉煌的历史。直至今天，我国墙板材料80％以上是实心粘土砖，但其烧制过程严重破坏耕地，消耗能源。与国外同类墙板材料相比，其生产能耗平均高一倍左右，且墙体保温隔热性能差，单位建筑面积的采暖能耗约为同等条件下发达国家的3倍。同时，这种传统墙体材料较重、框架负荷高，增加了建筑成本。因此，迫切需要开发低碳、坏保、保温隔热性能优越的新型墙体材料。
以氧化镁为填料的新型墙体材料因其具有轻质、强度高、保温隔热性好的优势，已获得广泛关注。早在1998年，张戈设计了一种由氯化镁、氧化镁、聚苯乙烯泡沫塑料、六聚偏磷酸钠为原料与水混合搅拌制成的新型墙体材料，该材料具有轻质、高强度的特点。但上述材料仍存在热胀冷缩不均匀，墙板韧性不够易断裂的缺点。纳米材料因其具有特异的表面效应、体积效应和量子效应，已在信息、生物、能源、环境、宇航等高科技领域广泛应用。在结构材料中，纳米技术的使用可同时增加材料的强度和韧性。纳米材料因其大量纳米晶界的存在，使其对传热介质(声子)具有强烈的散射作用，从而容易获得较低的导热率。因此，将纳米技术应用在新型墙体材料的设计中，有利于获轻质、强度高、韧性好、保温隔热性能好的材料。目前，将纳米化的氧化镁应用在新型保温隔热墙体材料的报道较少。
发明内容
本发明目的是制备一种轻质、强度高、韧性好、保温隔热性能好的新型墙体材料。
本发明提供的新型保温隔热墙体材料，其特征是：以自主研发的纳米级氧化镁粉(MgO)40～80份(平均晶粒尺寸：30～100nm)、分级筛选后的秸秆粉20～30份(≤100目)、分级筛选后的粉煤灰5～10份(≤180目)、氯化镁(MgCl2·6H2O)25～35份、石灰粉10～20份、硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)3～6份、环氧树脂2～5份、憎水剂1～5份、玻璃纤维丝4～8份为原料，按重量比称取，溶解后经搅拌10～20min(转速：100～300r/min)、挤压成型(压力：60～80Mpa)、烘干20～24h工艺制得新型保温隔热墙体材料。
本发明所制得的新型保温隔热墙体材料，与现有技术制备的保温墙体材料相比，表观密度降低至0.7～0.9g/cm3、抗弯强度提升至40～80Mpa、导热系数降低至0.01～0.02W/m·K，保温隔热性能提升30～50％。
本发明提供上述纳米级氧化镁及其制备方法包括如下步骤：
以氯化镁(MgCl2·6H2O)作为原料，以三乙醇胺作为PH调节剂，水作为溶剂，调节PH值为7.5～8.0，水热反应温度为140～180℃，保温时间为2～20h，获得混合溶液在60℃干燥后获得纳米级氧化镁粉体；
本发明的有益技术效果：
本发明制备一种新型墙体材料具有三个明显的优点：一是通过严格控制水热反应条件控制，制得均匀分布的纳米级氧化镁粉；二是将自制的纳米级氧化镁粉成功的应用在墙体材料中，大幅度增加了墙体材料的抗弯强度，克服了现有技术制备墙板材料韧性差的缺点；三是纳米级氧化镁的使用，同时还降低了墙体材料的导热系数，大幅度提升了材料的保温隔热性能。
本发明通过水热技术自主研发出纳米级氧化镁粉，并将其应用在新型保温隔热墙体材料中，大幅度提升墙体材料强度、韧性、保温隔热性能，有效节约了能源。生产工艺简单，产品轻质、低能耗且无污染，同时还具备耐火、防震的效果，可广泛应用建筑中的墙体、壁板、隔音板。
附图说明
附图是新型保温隔热墙体材料的制备工艺图；
具体实施方式
1.以自主研发的纳米级氧化镁粉(MgO)40份(平均晶粒尺寸：100nm)、分级筛选后的秸秆粉30份(≤100目)、分级筛选后的粉煤灰10份(≤180目)、氯化镁(MgCl2·6H2O)25份、石灰粉20份、硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)6份、环氧树脂5份、憎水剂2份、玻璃纤维丝4份为原料，按重量比称取，后溶解、搅拌20min(转速：150r/min)、挤压成型(压力：60Mpa)、烘干20h工艺制得表观密度为0.9g/cm3、抗弯强度为40Mpa、导热系数为0.02W/m·K的新型墙体材料。
2.以自主研发的纳米级氧化镁粉(MgO)60份(平均晶粒尺寸：50nm)、分级筛选后的秸秆粉20份(≤100目)、分级筛选后的粉煤灰8份(≤180目)、氯化镁(MgCl2·6H2O)25份、石灰粉20份、硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)6份、环氧树脂5份、憎水剂2份、玻璃纤维丝4份为原料，按重量比称取，后溶解、搅拌20min(转速：150r/min)、挤压成型(压力：60Mpa)、烘干20h工艺制得表观密度为0.85g/cm3、抗弯强度为45Mpa、导热系数为0.015W/m·K的新型墙体材料。
3.以自主研发的纳米级氧化镁粉(MgO)80份(平均晶粒尺寸：50nm)、分级筛选后的秸秆粉20份(≤100目)、分级筛选后的粉煤灰8份(≤180目)、氯化镁(MgCl2·6H2O)25份、石灰粉20份、硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)6份、环氧树脂5份、憎水剂2份、玻璃纤维丝4份为原料，按重量比称取，后溶解、搅拌20min(转速：150r/min)、挤压成型(压力：60Mpa)、烘干20h工艺制得表观密度为0.82g/cm3、抗弯强度为45Mpa、导热系数为0.015W/m·K的新型墙体材料。
4.以自主研发的纳米级氧化镁粉(MgO)80份(平均晶粒尺寸：30nm)、分级筛选后的秸秆粉25份(≤100目)、分级筛选后的粉煤灰10份(≤180目)、氯化镁(MgCl2·6H2O)25份、石灰粉20份、硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)6份、环氧树脂5份、憎水剂2份、玻璃纤维丝4份为原料，按重量比称取，后溶解、搅拌20min(转速：300r/min)、挤压成型(压力：80Mpa)、烘干20h工艺制得表观密度为0.7g/cm3、抗弯强度为80Mpa、导热系数为0.01W/m·K的新型墙体材料。
5.以自主研发的纳米级氧化镁粉(MgO)70份(平均晶粒尺寸：30nm)、分级筛选后的秸秆粉25份(≤100目)、分级筛选后的粉煤灰10份(≤180目)、氯化镁(MgCl2·6H2O)25份、石灰粉20份、硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)3份、环氧树脂4份、憎水剂3份、玻璃纤维丝5份为原料，按重量比称取，后溶解、搅拌10min(转速：250r/min)、挤压成型(压力：60Mpa)、烘干20h工艺制得表观密度为0.75g/cm3、抗弯强度为75Mpa、导热系数为0.018W/m·K的新型墙体材料。
6.以自主研发的纳米级氧化镁粉(MgO)75份(平均晶粒尺寸：30nm)、分级筛选后的秸秆粉30份(≤100目)、分级筛选后的粉煤灰10份(≤180目)、氯化镁(MgCl2·6H2O)35份、石灰粉20份、硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)3份、环氧树脂4份、憎水剂3份、玻璃纤维丝5份为原料，按重量比称取，后溶解、搅拌10min(转速：250r/min)、挤压成型(压力：80Mpa)、烘干20h工艺制得表观密度为0.69g/cm3、抗弯强度为72Mpa、导热系数为0.014W/m·K的新型墙体材料。
表1：本发明与市场产品参数对比

Claims (1)

1.一种新型保温隔热墙体材料，其特征在于由以下重量份数的原料及工艺制成：
以氯化镁(MgCl2·6H2O)作为原料，以三乙醇胺作为PH调节剂，水作为溶剂，调节PH值为7.5～8.0，水热反应温度为140～180℃，保温时间为2～20h，获得混合溶液在60℃干燥后制得纳米级氧化镁粉(平均晶粒尺寸：30～100nm)；将制得的纳米级氧化镁粉(MgO)40～80份、分级筛选后的秸秆粉20～30份(≤100目)、分级筛选后的粉煤灰5～10份(≤180目)、氯化镁(MgCl2·6H2O)25～35份、石灰粉10～20份、硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)3～6份、环氧树脂2～5份、憎水剂1～5份、玻璃纤维丝4～8份为原料，按重量比称取，溶解后经搅拌10～20min(转速：100～300r/min)、挤压成型(压力：60～80Mpa)、烘干20～24h工艺制得新型保温隔热墙体材料；该材料具有低表观密度0.7～0.9g/cm3、高抗弯强度40～80Mpa、低导热系数0.01～0.02W/m·K及优异的保温隔热性能。
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