CN106801479B - 纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板，所述的真空绝热保温板包括芯材和带有防护层的高强度阻气膜，所述的带有防护层的高强度阻气膜包裹在芯材的外围，并与芯材之间通过抽真空封装；所述的带有防护层的高强度阻气膜由外侧的防护层与内侧的密封层复合而成。本发明结构合理、具有外保护层的复合真空绝热保温板，解决了施工过程中真空绝热保温板破损漏气的问题，施工安装方便，其具有优良的保温性、安全性、耐久性和轻质超薄的特点，并便于真空绝热保温板的工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑领域的外墙保温复合板，确切的说是一种加有大量纤维的增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板及其制备方法。
背景技术
目前常见的真空绝热保温板防火等级虽然能达到国家标准不燃或难燃，保温效果良好。但是，它们在施工过程中容易被刮伤，出现空鼓、漏气现象，利用率大大降低。
现有技术中已经存在真空绝热保温板外边包覆低碱粘结砂浆、发泡水泥、无机保温砂浆、改性水泥聚苯颗粒，而且上述技术本公司已经申请专利并获得保护。但是上述技术存在成本高、耐热性不高等问题。
本发明提供了一种新的上述技术的替换品，本发明结构合理、具有外保护层的复合真空绝热保温板，解决了施工过程中真空绝热保温板破损漏气的问题，施工安装方便，其具有优良的保温性、安全性、耐久性和轻质超薄的特点，并便于真空绝热保温板的工业化生产。
发明内容
为了解决STP真空板在操作中的刮伤，影响保温效果的问题，我们在STP真空板的表面覆盖一层纤维增强型聚合物水泥，能够使得STP真空板耐高温，可以有效防止STP真空板的高温损坏。
本发明采取的技术方案如下：一种纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板，其特征在于：所述的真空绝热保温板包括芯材和带有防护层的高强度阻气膜，所述的带有防护层的高强度阻气膜包裹在芯材的外围，并与芯材之间通过抽真空封装；所述的带有防护层的高强度阻气膜由外侧的防护层与内侧的密封层复合而成；其中，防护层为纤维增强型聚合物水泥，用于大幅度提高阻气膜的耐久性、耐磨性、硬度及整个保温板的保温性能；密封层由无纺布、铝箔、镀铝膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜、聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇薄膜、乙烯- 醋酸乙烯共聚物薄膜、乙烯-乙烯醇共聚物薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚丙烯的一种或一种以上复合而成，用于维持芯材的真空环境。
作为优选，所述的纤维增强型聚合物水泥的浆料组成按质量分数计为：水泥20%-50%，聚合物乳液30%-50%，短切纤维5%-20%，重钙5%-8%，胶粉4%-7%，外加剂0.1%-3%，减水剂0.2%-0.4%，缓凝剂0.4%-0.8%。
作为优选， 所述水泥采用硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、镁氧水泥、高强度石膏中的一种或几种按任意比例组成的混合物。
作为优选， 所述聚合物乳液为醋酸乙烯酯、乙烯、苯乙烯、丁二烯、丙烯酸酯中的一种或多种。
作为优选，所述短切纤维为碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、聚酯纤维中的一种或多种按比例组合后的混合物，其中纤维长度为3-12mm。
作为优选，所述的外加剂为聚丙烯纤维、酒石酸、羟丙基甲基纤维素、木质素和聚乙烯醇的一种或多种按任意比例组合后得到的混合物。
作为优选，所述的减水剂为木质素磺酸盐或磺化三聚氰胺甲醛树脂。
作为优选，所述的缓凝剂为一元醇、多元醇、聚乙烯醇、羧酸盐基有机物、酒石酸、磷酸盐或硼酸盐中的任意一种。
一种纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）平铺所述密封层，再取规格尺寸的模具压置其上，平摊一层1-20mm 厚的纤维增强型水泥砂浆的混合浆料，使混合浆料将模具内的密封层覆盖，压制8-24 h、烘干6-24 h后脱模，形成带有防护层的高强度阻气膜；
（2）所述的带有防护层的高强度阻气膜包裹在芯材的外围，并与芯材之间通过抽真空封装，形成具有防护层的复合真空绝热保温板。
本发明的有益效果在于：
1）本发明提供了一种结构合理、具有外保护层的复合真空绝热保温板，替换了目前现有技术中的保温板，解决了施工过程中真空绝热保温板因破损漏气、出现空鼓的问题，影响施工效率。复合板具有更好的耐压性、抗摔性，而且质量轻，此复合板施工安装方便，利用率大大提高；
2）将纤维增强型聚合物水泥作为保护层可以有效阻隔高温热源与STP真空板的直接接触，解决STP真空板在高温环境下壁材容易被破坏的问题；
3）本发明与之前发明另一个不同之处是，复合真空绝热保温板的制备步骤有所调整。之前是在制作好的真空绝热保温板的基础上，包覆外保护层。本发明则是先制备带有外保护层的高强度阻气膜，然后再制备真空绝热保温板。这样做的优势在于简化了操作步骤，使规模化生产成为可能，使纤维增强型水泥砂浆复合真空绝热保温板便于一体成型。
具体实施方式
一种纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板，其特征在于：所述的真空绝热保温板包括芯材和带有防护层的高强度阻气膜，所述的带有防护层的高强度阻气膜包裹在芯材的外围，并与芯材之间通过抽真空封装；所述的带有防护层的高强度阻气膜由外侧的防护层与内侧的密封层复合而成；其中，防护层为纤维增强型聚合物水泥，用于大幅度提高阻气膜的耐久性、耐磨性、硬度及整个保温板的保温性能；密封层由无纺布、铝箔、镀铝膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜、聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇薄膜、乙烯- 醋酸乙烯共聚物薄膜、乙烯-乙烯醇共聚物薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚丙烯的一种或一种以上复合而成，用于维持芯材的真空环境。
通过在真空绝热芯材板外部包覆纤维增强型聚合物水泥，一方面解决了真空绝热板的破损问题，同时解决了真空绝热板在高温下工作容易损坏破损的现象，节约成本，可以替换目前现有技术中的相关产品。
本发明与现有的低碱粘结砂浆、发泡水泥、无机保温砂浆、改性水泥聚苯颗粒包覆物等现有技术相比，能够提高大约11%的耐压性，而且因为防护层和密封层一体形成后再抽真空，因此使得芯材和阻气膜之间会形成一定的空间，因此相对于现有技术，具有更轻的重量，能够减少大约13%左右的重量，同时因为纤维，使得保温板具有更高的耐弯折强度，能够提高大约14%的耐弯折强度。同时本申请的保温性能相对于现有技术能提高33%左右。
作为优选，所述的纤维增强型聚合物水泥的浆料组成按质量分数计为：水泥20%-50%，聚合物乳液30%-50%，短切纤维5%-20%，重钙5%-8%，胶粉4%-7%，外加剂0.1%-3%，减水剂0.2%-0.4%，缓凝剂0.4%-0.8%。
进一步优选，水泥30%-40%，聚合物乳液38%-45%，短切纤维8%-12%，重钙6%-7%，胶粉5%-6%，外加剂1.5%-2.3%，减水剂0.25%-0.34%，缓凝剂0.6%-0.7%。
作为优选，所述的浆料中进一步添加相变蓄能剂和热反射绝热粉。
相变微胶囊直径为0.1-0.5mm，用于增加保护层的保温及微调温功能，若相变微胶囊颗粒过小，则其包覆的相变材料过少，起不到良好微调温作用，若相变微胶囊颗粒过大，则影响混合浆料的压制成型。
所述热反射绝热粉由纳米氧化钛、氧化钒、氧化铁、空心玻璃微珠、海泡石、珍珠岩的一种或多种按比例组合后的混合物，用于增加保护层的热反射功能，以提高整个保温板的保温性能。
作为优选，所述相变蓄能剂的质量是添加相变蓄能剂前的水泥质量的20-25%。
作为优选，所述热反射绝热粉的质量是添加热反射绝热粉前的水泥质量的6-10%。
作为优选，所述相变蓄能剂是以Na2SO4·10H2O、CaCl2·6H2O、Na2HPO4·12H2O中的一种或多种混合的无机水合盐为囊芯的相变微胶囊。
通过添加相变蓄能剂和热反射绝热粉，使得真空绝热板具有相变蓄能、红外反射等更好的保温功能。
作为优选，将各原料充分混合搅拌后加水，即得。
作为优选，其中水与上述各组分组成的混合物的质量比为1:（1.5-4），优选为1:2。
作为优选， 所述水泥采用硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、镁氧水泥、高强度石膏中的一种或几种按任意比例组成的混合物。
作为优选，所述水泥采用硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥，其质量比为1:1:2.25。
作为优选， 所述聚合物乳液为醋酸乙烯酯、乙烯、苯乙烯、丁二烯、丙烯酸酯中的一种或多种。
作为优选，所述短切纤维为碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、聚酯纤维中的一种或多种按比例组合后的混合物，其中纤维长度为3-12mm。
纤维用于增强防护层的柔韧性及抗折抗压性能，若纤维长度过短则会失去良好的柔韧性，若纤维长度过长则不利于浆料均匀混合，上述纤维长度是经过大量实验获得的最佳的效果。
作为优选，所述的外加剂为聚丙烯纤维、酒石酸、羟丙基甲基纤维素、木质素和聚乙烯醇的一种或多种按任意比例组合后得到的混合物。主要作用为保持水分，用于增强施工时的可操作性。
作为优选，所述的减水剂为木质素磺酸盐或磺化三聚氰胺甲醛树脂。
作为优选，所述的缓凝剂为一元醇、多元醇、聚乙烯醇、羧酸盐基有机物、酒石酸、磷酸盐或硼酸盐中的任意一种。
一种纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将混合浆料的各组分称量后，充分混合，得到混合物；
（2）将步骤（1）中得到的混合物与水混合以后投入到搅拌机中搅拌10min，保证充分混合，其中水与上述各组分组成的混合物的质量比为1: 2 ；
（3）平铺所述密封层，再取规格尺寸的模具压置其上，平摊一层1-20mm 厚的纤维增强型聚合物水泥的混合浆料，使混合浆料将模具内的密封层覆盖，压制8-24 h、烘干6-24h后脱模，形成带有防护层的高强度阻气膜；
（4）所述的带有防护层的高强度阻气膜包裹在芯材的外围，并与芯材之间通过抽真空封装，形成具有防护层的复合真空绝热保温板。
下面通过具体实施例来进一步说明。
实施例1
一种纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板，所述混合浆料包括如下的质量分数的组分：水泥20%，聚合物乳液50%，短切纤维20%，重钙5%，胶粉4%，外加剂0.1%，减水剂0.2%，缓凝剂0.7%。
将上述原材料精确计量后，投入无重力干粉砂浆混合机中，经机械混合均匀后，与水混合继续搅拌10min，保证充分混合，其中水与上述各组分组成的混合物的质量比为1: 2 。
平铺所述密封层，再取规格尺寸的模具压置其上，平摊一层1-20mm 厚的纤维增强型聚合物水泥的混合浆料，使混合浆料将模具内的密封层覆盖，压制8-24 h、烘干6-24 h后脱模，形成带有防护层的高强度阻气膜。
所述的带有防护层的高强度阻气膜包裹在芯材的外围，并与芯材之间通过抽真空封装，形成300×300×30mm规格的具有防护层的复合真空绝热保温板。
此工艺条件下，复合真空绝热保温板抗压强度为0.30MPa，密度为417kg/m3，抗折强度为0.31MPa，导热系数0.025 W/(m·K)。有效的改善了复合保温板的保温性能。
作为改进，石英砂的粒径为30目。经过测试，抗压强度为0.32MPa，抗压性能进一步提高。
实施例2
一种纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板，所述混合浆料包括如下的质量分数的组分：水泥30%，聚合物乳液45%，短切纤维9 %，重钙7%，胶粉6.5%，外加剂1.5%，减水剂0.3%，缓凝剂0.7%。
将上述原材料精确计量后，投入无重力干粉砂浆混合机中，经机械混合均匀后，与水混合继续搅拌10min，保证充分混合，其中水与上述各组分组成的混合物的质量比为1: 2 。
平铺所述密封层，再取规格尺寸的模具压置其上，平摊一层1-20mm 厚的纤维增强型聚合物水泥的混合浆料，使混合浆料将模具内的密封层覆盖，压制8-24 h、烘干6-24 h后脱模，形成带有防护层的高强度阻气膜。
所述的带有防护层的高强度阻气膜包裹在芯材的外围，并与芯材之间通过抽真空封装，形成300×300×30mm规格的具有防护层的复合真空绝热保温板。
此工艺条件下，复合真空绝热保温板抗压强度为0.35MPa，密度为405kg/m3，抗折强度为0.34MPa，导热系数0.021 W/(m·K)。有效的改善了复合保温板的保温性能。
实施例3
一种纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板，所述混合浆料包括如下的质量分数的组分：水泥50%，聚合物乳液30%，短切纤维5%，重钙6%，胶粉6.5%，外加剂1.5%，减水剂0.3%，缓凝剂0.7%。
将上述原材料精确计量后，投入无重力干粉砂浆混合机中，经机械混合均匀后，与水混合继续搅拌10min，保证充分混合，其中水与上述各组分组成的混合物的质量比为1: 2 。
平铺所述密封层，再取规格尺寸的模具压置其上，平摊一层1-20mm 厚的纤维增强型聚合物水泥的混合浆料，使混合浆料将模具内的密封层覆盖，压制8-24 h、烘干6-24 h后脱模，形成带有防护层的高强度阻气膜。
所述的带有防护层的高强度阻气膜包裹在芯材的外围，并与芯材之间通过抽真空封装，形成300×300×30mm规格的具有防护层的复合真空绝热保温板。
此工艺条件下，复合真空绝热保温板抗压强度为0.34MPa，密度为411kg/m3，抗折强度为0.32MPa，导热系数0.024 W/(m·K)。有效的改善了复合保温板的保温性能。
本发明实施例2与现有的发泡水泥、无机保温砂浆、改性水泥聚苯颗粒包覆物等现有技术相比，抗压性能提高11%以上，而且因为防护层和密封层一体形成后再抽真空，因此使得芯材和阻气膜之间会形成一定的空间，因此相对于现有技术，具有更轻的重量，能够减少13%以上的重量，同时因为纤维水泥毡，使得保温板具有较高的耐弯折强度，与现有的发泡水泥、无机保温砂浆、改性水泥聚苯颗粒包覆物等现有技术相比，能够提高大约14%以上的耐弯折强度。最重要的是，本申请的保温性能相对于现有技术有大幅提高，约33%以上。
表1列出了正反两面各包覆10mm厚度保护层的300×300×30mm规格的复合真空绝热保温板相关性能的实验数据。
表 1 300×300×30mm规格的复合真空绝热保温板性能比较
以上所述，仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于此发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的任何改进也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板，其特征在于：所述的真空绝热保温板包括芯材和带有防护层的高强度阻气膜，所述的带有防护层的高强度阻气膜包裹在芯材的外围，并与芯材之间通过抽真空封装；所述的带有防护层的高强度阻气膜由外侧的防护层与内侧的密封层复合而成；其中，防护层为纤维增强型聚合物水泥；密封层由无纺布、铝箔、镀铝膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜、聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇薄膜、乙烯- 醋酸乙烯共聚物薄膜、乙烯-乙烯醇共聚物薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚丙烯的一种或一种以上复合而成;所述的纤维增强型聚合物水泥的浆料组成按质量分数计为：水泥20%-50%，聚合物乳液30%-50%，短切纤维5%-20%，重钙5%-8%，胶粉4%-7%，外加剂0.1%-3%，减水剂0.2%-0.4%，缓凝剂0.4%-0.8%；所述短切纤维为碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、聚酯纤维中的一种或多种按比例组合后的混合物，其中纤维长度为3-12mm；所述的浆料中进一步添加相变蓄能剂和热反射绝热粉，所述热反射绝热粉由纳米氧化钛、氧化钒、氧化铁、空心玻璃微珠、海泡石、珍珠岩的一种或多种按比例组合后的混合物，相变微胶囊直径为0.1-0.5mm，所述相变蓄能剂的质量是添加相变蓄能剂前的水泥质量的20-25%，所述热反射绝热粉的质量是添加热反射绝热粉前的水泥质量的6-10%，所述相变蓄能剂是以Na2SO4·10H2O、CaCl2·6H2O、Na2HPO4·12H2O中的一种或多种混合的无机水合盐为囊芯的相变微胶囊。
2.根据权利要求1所述的纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板，其特征在于，所述水泥采用硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、镁氧水泥、高强度石膏中的一种或几种按任意比例组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板，其特征在于，所述聚合物乳液为醋酸乙烯酯、乙烯、苯乙烯、丁二烯、丙烯酸酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板，其特征在于，所述的外加剂为聚丙烯纤维、酒石酸、羟丙基甲基纤维素、木质素和聚乙烯醇的一种或多种按任意比例组合后得到的混合物。
5.根据权利要求1所述的纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板，其特征在于，所述的减水剂为木质素磺酸盐或磺化三聚氰胺甲醛树脂。
6.根据权利要求1所述的纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板，其特征在于，所述的缓凝剂为一元醇、多元醇、聚乙烯醇、羧酸盐基有机物、酒石酸、磷酸盐或硼酸盐中的任意一种。
7.一种根据权利要求1-6之一所述的纤维增强型聚合物水泥复合真空绝热保温板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）平铺所述密封层，再取规格尺寸的模具压置其上，平摊一层1-20mm厚的纤维增强型水泥砂浆的混合浆料，使混合浆料将模具内的密封层覆盖，压制8-24 h、烘干6-24 h后脱模，形成带有防护层的高强度阻气膜；
（2）所述的带有防护层的高强度阻气膜包裹在芯材的外围，并与芯材之间通过抽真空封装，形成具有防护层的复合真空绝热保温板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Fiber reinforced polymer cement composite vacuum insulation board and its preparation method Effective date of registration: 20201012 Granted publication date: 20190222 Pledgee: Qingdao Huiquan Private Capital Management Co., Ltd Pledgor: QINGDAO KERUI NEW ENVIRONMENTAL MATERIALS GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2020370010043 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20210330 Granted publication date: 20190222 |
|
| PP01 | Preservation of patent right |