CN106746999A - 一种温湿度自调节型建筑用防护板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种温湿度自调节型建筑用防护板及其制备方法，该防护板包括保温层和温湿度调节层，其中保温层的原料包括以下组分：丙烯酸2‑苯氧基乙基酯，过硫酸铵，水泥，EPS颗粒，羟丙甲纤维素和聚乳酸；温湿度调节层的原料包括以下组分：石膏粉，淀粉，秸秆粉，聚丙烯酸钠，甲醛次硫酸钠，丙烯酸，五甲基二亚乙基三胺，聚乙烯醇，聚己二酸乙二醇和三羟甲基丙烷。制备过程中分别制备保温层与温湿度调节层，然后将二者复合干燥固化后得到。本发明提供的温湿度自调节型建筑用防护板具有优良的保温和调节温湿度的性能。

Description

一种温湿度自调节型建筑用防护板及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料制备领域，具体涉及一种温湿度自调节型建筑用防护板及其制备方法。
背景技术
目前，建筑领域所使用的粘土类和以水泥为胶凝剂的墙体建筑材料，尽管它有着强度高、耐久性好等优点，但其容重大，隔音、隔热性能差，使其应用范围受到限制。现有建筑墙体保温材料包括有机类(如苯板、聚苯板、挤塑板、聚苯乙烯泡沫板、硬质泡沫聚氨酯、聚碳酸酯及酚醛等)、无机类(如珍珠岩水泥板、泡沫水泥板、复合硅酸盐、岩棉、蒸压砂加气混凝土砌块、传统保温砂浆等)和复合材料类(如金属夹芯板、芯材为聚苯、玻化微珠、聚苯颗粒等)，保温防裂材料：(电焊网、热镀锌钢丝网、网格布)。同时建筑室内外结构和装饰面层上潮湿问题普遍存在，主要是空气中水汽冷凝结露形成，其次是外部渗透造成的。
目前使用的建筑材料中，能够保温与防潮兼顾的材料并不多，且性能不能完全满足实际使用的需要。
发明内容
本发明的目的在于为了解决以上现有技术的不足而提供一种温湿度自调节型建筑用防护板及其制备方法，利用防护板内部的特殊结构达到保温调湿的效果。
本发明的技术方案如下：
一种温湿度自调节型建筑用防护板，该防护板包括保温层和温湿度调节层，其中保温层的原料以重量份计包括以下组分：丙烯酸2-苯氧基乙基酯1-3份，过硫酸铵0.5-1份，水泥10-20份，EPS颗粒5-10份，羟丙甲纤维素2-6份，聚乳酸5-10份；
温湿度调节层的原料以重量份计包括以下组分：石膏粉20-30份，淀粉20-30份，秸秆粉20-30份，聚丙烯酸钠4-8份，甲醛次硫酸钠2-6份，丙烯酸3-6份，五甲基二亚乙基三胺3-8份，聚乙烯醇3-7份，聚己二酸乙二醇3-8份，三羟甲基丙烷0.5-1份。
进一步地，所述的温湿度自调节型建筑用防护板，EPS颗粒粒径为2-5mm。
进一步地，所述的温湿度自调节型建筑用防护板，石膏粉的粒径为300-800μm。
进一步地，所述的温湿度自调节型建筑用防护板，秸秆粉的粒径为400-600μm。
一种以上所述的温湿度自调节型建筑用防护板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将水泥、EPS颗粒、羟丙甲纤维素混合，得到混合料一；
步骤二，在混合料一中加入重量份为200-250份的水，搅拌混合均匀，然后加入丙烯酸2-苯氧基乙基酯和聚乳酸，升温至50-60℃，搅拌20-30分钟，再加入过硫酸铵，保持40-60分钟，得到保温层物料；
步骤三，将淀粉、石膏粉和秸秆粉加入到重量份为300-400份的水中，加热至60-70℃，加入聚丙烯酸钠和甲醛次硫酸钠，搅拌30-40分钟，然后加入三羟甲基丙烷，继续搅拌20-30分钟，得到混合料二；
步骤四，在混合料二中加入聚己二酸乙二醇、丙烯酸、五甲基二亚乙基三胺和聚乙烯醇，混合均匀后在密闭条件下加热至70-80℃，保持120-150分钟，得到温湿度调节层物料；
步骤五，在垫板上铺设网格布，将保温层物料平铺于网格布上，然后再将温湿度调节层物料平铺于保温层物料上，最后在温湿度调节层表面铺设网格布，通过切割形成预成型防护板；
步骤六，将预成型防护板干燥固化，得到温湿度自调节型建筑用防护板。
进一步地，所述的温湿度自调节型建筑用防护板的制备方法，步骤二中搅拌20-30分钟的搅拌速度为120-150转/分钟。
进一步地，所述的温湿度自调节型建筑用防护板的制备方法，步骤三中搅拌30-40分钟的搅拌速度为100-120转/分钟，继续搅拌20-30分钟的搅拌速度为70-80转/分钟。
进一步地，所述的温湿度自调节型建筑用防护板的制备方法，步骤六中干燥固化的干燥温度为室温。
本发明提供的温湿度自调节型建筑用防护板，分别设置保温层和温湿度调节层，其中保温层利用水泥作为固化材料，通过EPS颗粒作为主要保温材质，羟丙甲纤维素与聚乳酸结合增强了保温层的致孔性，提高了保温层内部结构的致孔率，同时增加了气体的透过性。过硫酸铵起到了调节作用，进一步强化了以上的致孔效果。温湿度调节层利用淀粉溶液的胶体特性将秸秆粉与石膏粉进一步混合填充，同时利用聚丙烯酸钠和甲醛次硫酸钠将整个体系进一步固化，能够使得淀粉胶体内部网状纤维化，再加入丙烯酸和聚乙烯醇进行加热自吸收固化，五甲基二亚乙基三胺产生微发泡效果，形成具有微细孔结构的结构，其中在制备过程中加入三羟甲基丙烷和聚己二酸乙二醇的作用在于防止温湿度调节层后期固化后的开裂。温湿度调节层具有淀粉、秸秆粉与石膏粉相互契合的复合空隙结构，淀粉与石膏在潮湿条件下具有一定的吸湿锁水功能，在高温或干燥条件下可以释放部分湿度，同时由于保温层的气体透过性能保证了温湿度调节层的正常温湿度调节作用，保温层与温湿度调节层协同作用共同保证了防护板的保温调湿作用。
本发明提供的温湿度自调节型建筑用防护板导热系数达到了0.05W/(m·K)以下，吸水率达到了12.5％左右，具有较好的调节湿度的作用，抗压强度达到了1.2MPa以上，干燥收缩性达到了0.003％以下，燃烧等级达到了B1级。
具体实施方式：
实施例1
一种温湿度自调节型建筑用防护板，该防护板包括保温层和温湿度调节层，其中保温层的原料以重量份计包括以下组分：丙烯酸2-苯氧基乙基酯1份，过硫酸铵0.5份，水泥10份，EPS颗粒5份，羟丙甲纤维素2份，聚乳酸5份；
温湿度调节层的原料以重量份计包括以下组分：石膏粉20份，淀粉20份，秸秆粉20份，聚丙烯酸钠4份，甲醛次硫酸钠2份，丙烯酸3份，五甲基二亚乙基三胺3份，聚乙烯醇3份，聚己二酸乙二醇3份，三羟甲基丙烷0.5份。
以上所述的温湿度自调节型建筑用防护板的制备方法，步骤如下：
步骤一，将水泥、EPS颗粒、羟丙甲纤维素混合，得到混合料一；
步骤二，在混合料一中加入重量份为200份的水，搅拌混合均匀，然后加入丙烯酸2-苯氧基乙基酯和聚乳酸，升温至50℃，以120转/分钟的搅拌速度搅拌20分钟，再加入过硫酸铵，保持40分钟，得到保温层物料；
步骤三，将淀粉、石膏粉和秸秆粉加入到重量份为300份的水中，加热至60℃，加入聚丙烯酸钠和甲醛次硫酸钠，搅拌30分钟，搅拌速度为100转/分钟，然后加入三羟甲基丙烷，继续搅拌20分钟，搅拌速度为70转/分钟，得到混合料二；
步骤四，在混合料二中加入聚己二酸乙二醇、丙烯酸、五甲基二亚乙基三胺和聚乙烯醇，混合均匀后在密闭条件下加热至70℃，保持120分钟，得到温湿度调节层物料；
步骤五，在垫板上铺设网格布，将保温层物料平铺于网格布上，然后再将温湿度调节层物料平铺于保温层物料上，最后在温湿度调节层表面铺设网格布，通过切割形成预成型防护板；
步骤六，将预成型防护板室温下干燥固化，得到温湿度自调节型建筑用防护板。
实施例2
一种温湿度自调节型建筑用防护板，该防护板包括保温层和温湿度调节层，其中保温层的原料以重量份计包括以下组分：丙烯酸2-苯氧基乙基酯2份，过硫酸铵0.6份，水泥13份，EPS颗粒6份，羟丙甲纤维素3份，聚乳酸6份；
温湿度调节层的原料以重量份计包括以下组分：石膏粉25份，淀粉24份，秸秆粉25份，聚丙烯酸钠6份，甲醛次硫酸钠4份，丙烯酸4份，五甲基二亚乙基三胺6份，聚乙烯醇5份，聚己二酸乙二醇4份，三羟甲基丙烷0.7份。
以上所述的温湿度自调节型建筑用防护板的制备方法，步骤如下：
步骤一，将水泥、EPS颗粒、羟丙甲纤维素混合，得到混合料一；
步骤二，在混合料一中加入重量份为220份的水，搅拌混合均匀，然后加入丙烯酸2-苯氧基乙基酯和聚乳酸，升温至53℃，以130转/分钟的搅拌速度搅拌25分钟，再加入过硫酸铵，保持46分钟，得到保温层物料；
步骤三，将淀粉、石膏粉和秸秆粉加入到重量份为360份的水中，加热至65℃，加入聚丙烯酸钠和甲醛次硫酸钠，搅拌35分钟，搅拌速度为105转/分钟，然后加入三羟甲基丙烷，继续搅拌26分钟，搅拌速度为75转/分钟，得到混合料二；
步骤四，在混合料二中加入聚己二酸乙二醇、丙烯酸、五甲基二亚乙基三胺和聚乙烯醇，混合均匀后在密闭条件下加热至73℃，保持130分钟，得到温湿度调节层物料；
步骤五，在垫板上铺设网格布，将保温层物料平铺于网格布上，然后再将温湿度调节层物料平铺于保温层物料上，最后在温湿度调节层表面铺设网格布，通过切割形成预成型防护板；
步骤六，将预成型防护板室温下干燥固化，得到温湿度自调节型建筑用防护板。
实施例3
一种温湿度自调节型建筑用防护板，该防护板包括保温层和温湿度调节层，其中保温层的原料以重量份计包括以下组分：丙烯酸2-苯氧基乙基酯3份，过硫酸铵0.8份，水泥17份，EPS颗粒8份，羟丙甲纤维素5份，聚乳酸8份；
温湿度调节层的原料以重量份计包括以下组分：石膏粉28份，淀粉27份，秸秆粉27份，聚丙烯酸钠6份，甲醛次硫酸钠5份，丙烯酸5份，五甲基二亚乙基三胺7份，聚乙烯醇6份，聚己二酸乙二醇6份，三羟甲基丙烷0.8份。
以上所述的温湿度自调节型建筑用防护板的制备方法，步骤如下：
步骤一，将水泥、EPS颗粒、羟丙甲纤维素混合，得到混合料一；
步骤二，在混合料一中加入重量份为240份的水，搅拌混合均匀，然后加入丙烯酸2-苯氧基乙基酯和聚乳酸，升温至58℃，以140转/分钟的搅拌速度搅拌28分钟，再加入过硫酸铵，保持50分钟，得到保温层物料；
步骤三，将淀粉、石膏粉和秸秆粉加入到重量份为370份的水中，加热至68℃，加入聚丙烯酸钠和甲醛次硫酸钠，搅拌36分钟，搅拌速度为110转/分钟，然后加入三羟甲基丙烷，继续搅拌27分钟，搅拌速度为75转/分钟，得到混合料二；
步骤四，在混合料二中加入聚己二酸乙二醇、丙烯酸、五甲基二亚乙基三胺和聚乙烯醇，混合均匀后在密闭条件下加热至78℃，保持140分钟，得到温湿度调节层物料；
步骤五，在垫板上铺设网格布，将保温层物料平铺于网格布上，然后再将温湿度调节层物料平铺于保温层物料上，最后在温湿度调节层表面铺设网格布，通过切割形成预成型防护板；
步骤六，将预成型防护板室温下干燥固化，得到温湿度自调节型建筑用防护板。
实施例4
一种温湿度自调节型建筑用防护板，该防护板包括保温层和温湿度调节层，其中保温层的原料以重量份计包括以下组分：丙烯酸2-苯氧基乙基酯3份，过硫酸铵1份，水泥20份，EPS颗粒10份，羟丙甲纤维素6份，聚乳酸10份；
温湿度调节层的原料以重量份计包括以下组分：石膏粉30份，淀粉30份，秸秆粉30份，聚丙烯酸钠8份，甲醛次硫酸钠6份，丙烯酸6份，五甲基二亚乙基三胺8份，聚乙烯醇7份，聚己二酸乙二醇8份，三羟甲基丙烷1份。
以上所述的温湿度自调节型建筑用防护板的制备方法，步骤如下：
步骤一，将水泥、EPS颗粒、羟丙甲纤维素混合，得到混合料一；
步骤二，在混合料一中加入重量份为250份的水，搅拌混合均匀，然后加入丙烯酸2-苯氧基乙基酯和聚乳酸，升温至60℃，以150转/分钟的搅拌速度搅拌30分钟，再加入过硫酸铵，保持60分钟，得到保温层物料；
步骤三，将淀粉、石膏粉和秸秆粉加入到重量份为400份的水中，加热至70℃，加入聚丙烯酸钠和甲醛次硫酸钠，搅拌40分钟，搅拌速度为120转/分钟，然后加入三羟甲基丙烷，继续搅拌30分钟，搅拌速度为80转/分钟，得到混合料二；
步骤四，在混合料二中加入聚己二酸乙二醇、丙烯酸、五甲基二亚乙基三胺和聚乙烯醇，混合均匀后在密闭条件下加热至80℃，保持150分钟，得到温湿度调节层物料；
步骤五，在垫板上铺设网格布，将保温层物料平铺于网格布上，然后再将温湿度调节层物料平铺于保温层物料上，最后在温湿度调节层表面铺设网格布，通过切割形成预成型防护板；
步骤六，将预成型防护板室温下干燥固化，得到温湿度自调节型建筑用防护板。
以上实施例采用的EPS颗粒粒径为2-5mm，石膏粉的粒径为300-800μm，秸秆粉的粒径为400-600μm，保证了防护板的优良性能。
对以上实施例制备得到的温湿度自调节型建筑用防护板进行性能测试，结果如下：
本发明提供的温湿度自调节型建筑用防护板，在使用过程中，可以作为建筑内墙的保温防护板，温湿度调节层紧贴建筑墙体，作为内层，保温层作为外层与环境直接接触。保温层利用水泥作为固化材料，通过EPS颗粒作为主要保温材质，羟丙甲纤维素与聚乳酸结合增强了保温层的致孔性，提高了保温层内部结构的致孔率，同时增加了气体的透过性。过硫酸铵起到了调节作用，进一步强化了以上的致孔效果。温湿度调节层利用淀粉溶液的胶体特性将秸秆粉与石膏粉进一步混合填充，同时利用聚丙烯酸钠和甲醛次硫酸钠将整个体系进一步固化，能够使得淀粉胶体内部网状纤维化，再加入丙烯酸和聚乙烯醇进行加热自吸收固化，五甲基二亚乙基三胺产生微发泡效果，形成具有微细孔结构的结构，其中在制备过程中加入三羟甲基丙烷和聚己二酸乙二醇的作用在于防止温湿度调节层后期固化后的开裂。温湿度调节层具有淀粉、秸秆粉与石膏粉相互契合的复合空隙结构，淀粉与石膏在潮湿条件下具有一定的吸湿锁水功能，在高温或干燥条件下可以释放部分湿度，同时由于保温层的气体透过性能保证了温湿度调节层的正常温湿度调节作用，保温层与温湿度调节层协同作用共同保证了防护板的保温调湿作用。
本发明下试验过程中进行了不同条件的对比试验，现选取几个典型事例说明本发明的优越性。
对比例1
本发明在制备过程中进行了不同的对照试验，其中按照实施例2中的方法进行制备，其中没有加入羟丙甲纤维素与聚乳酸，其他不变，结果显示保温层的致孔率由实施例2的68％下降到了46％，下降显著，因此说明了以上两种组分能够增强致孔性，同时对于过硫酸铵进行了验证试验，表明在没有加入过硫酸铵的情况下，保温层的致孔率下降了8％，进一步说明了过硫酸铵的加入达到了强化致孔效果的作用。
对比例2
本发明在制备温湿度调节层的过程中以淀粉、石膏粉与秸秆粉作为主体，通过固化与微发泡的形式形成调节层，其中淀粉用量不能低于三种组分总量的25％，否则不能带来很好的调节作用，这是由于淀粉会遇水溶胀，该作用能够很好的起到保湿又防湿的作用，使用量太低会使得整体调湿效果变差。在对照试验中，当淀粉用量为三种组分总量的20％时，保湿效果下降了30％。
对比例3
在试验过程中按照实施例2的制备方法没有加入三羟甲基丙烷和聚己二酸乙二醇，结果在防护板固化后使用过程中，由于温度与湿度的变化，防护板的温湿度调节层出现了开裂现象，而在研究过程中发现，开裂现象的产生是由于在温湿度调节过程中反复的涨缩导致开裂，加入三羟甲基丙烷和聚己二酸乙二醇后会产生粘连与降低内部应力作用，防止了开裂。
本发明提供的温湿度自调节型建筑用防护板能够很好地起到保温与温湿度调节作用，经实际测量表明，本发明提供的防护板形成的密闭空间内，能够起到密闭空间8％的湿度吸收与调节作用以及±2℃的温度调节作用。

Claims (8)

1.一种温湿度自调节型建筑用防护板，其特征在于，该防护板包括保温层和温湿度调节层，其中保温层的原料以重量份计包括以下组分：丙烯酸2-苯氧基乙基酯1-3份，过硫酸铵0.5-1份，水泥10-20份，EPS颗粒5-10份，羟丙甲纤维素2-6份，聚乳酸5-10份；
温湿度调节层的原料以重量份计包括以下组分：石膏粉20-30份，淀粉20-30份，秸秆粉20-30份，聚丙烯酸钠4-8份，甲醛次硫酸钠2-6份，丙烯酸3-6份，五甲基二亚乙基三胺3-8份，聚乙烯醇3-7份，聚己二酸乙二醇3-8份，三羟甲基丙烷0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的温湿度自调节型建筑用防护板，其特征在于，EPS颗粒粒径为2-5mm。
3.根据权利要求1所述的温湿度自调节型建筑用防护板，其特征在于，石膏粉的粒径为300-800μm。
4.根据权利要求1所述的温湿度自调节型建筑用防护板，其特征在于，秸秆粉的粒径为400-600μm。
5.一种权利要求1所述的温湿度自调节型建筑用防护板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将水泥、EPS颗粒、羟丙甲纤维素混合，得到混合料一；
步骤二，在混合料一中加入重量份为200-250份的水，搅拌混合均匀，然后加入丙烯酸2-苯氧基乙基酯和聚乳酸，升温至50-60℃，搅拌20-30分钟，再加入过硫酸铵，保持40-60分钟，得到保温层物料；
步骤三，将淀粉、石膏粉和秸秆粉加入到重量份为300-400份的水中，加热至60-70℃，加入聚丙烯酸钠和甲醛次硫酸钠，搅拌30-40分钟，然后加入三羟甲基丙烷，继续搅拌20-30分钟，得到混合料二；
步骤四，在混合料二中加入聚己二酸乙二醇、丙烯酸、五甲基二亚乙基三胺和聚乙烯醇，混合均匀后在密闭条件下加热至70-80℃，保持120-150分钟，得到温湿度调节层物料；
步骤五，在垫板上铺设网格布，将保温层物料平铺于网格布上，然后再将温湿度调节层物料平铺于保温层物料上，最后在温湿度调节层表面铺设网格布，通过切割形成预成型防护板；
步骤六，将预成型防护板干燥固化，得到温湿度自调节型建筑用防护板。
6.根据权利要求5所述的温湿度自调节型建筑用防护板的制备方法，其特征在于，步骤二中搅拌20-30分钟的搅拌速度为120-150转/分钟。
7.根据权利要求5所述的温湿度自调节型建筑用防护板的制备方法，其特征在于，步骤三中搅拌30-40分钟的搅拌速度为100-120转/分钟，继续搅拌20-30分钟的搅拌速度为70-80转/分钟。
8.根据权利要求5所述的温湿度自调节型建筑用防护板的制备方法，其特征在于，步骤六中干燥固化的干燥温度为室温。
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