CN106904885A - 一种环保型节能保温材料及其制备方法 - Google Patents

一种环保型节能保温材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保型节能保温材料及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制成：水泥25‑40份、硅酸铝高温棉5‑12份、云母粉8‑12份、磷石膏4‑10份、壳聚糖5‑9份、高岭土5‑10份、鲸蜡醇2‑6份、滑石粉1‑4份、磷酸二氢铝1‑3份、聚亚甲基胺酸1‑4份、三氯异氰尿酸5‑15份、1,4‑亚苯基二异氰酸酯2‑5份、空心玻璃微珠2‑5份、硅酸钠1‑3份、丙酸钙1‑2份、酒石酸钠1‑4份、琥珀酸酯1‑2份、磷酸三苯酯1‑2份、减水剂3‑8份、发泡剂1‑4份、稳定剂2‑6份。制备而成的保温材料,其质轻环保、隔热保温好、强度高、收缩性低且不易变形。同时，还公开了制备方法。

Description

一种环保型节能保温材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，特别涉及到一种环保型节能保温材料及其制备方法。
背景技术
无机保温材料以岩棉、玻璃棉和膨胀珍珠岩为主，是最先发展起来的保温材料，对建筑节能保温起到了积极的作用。无机保温材料耐酸碱、耐腐蚀、不开裂、不脱落、稳定性高，不存在老化问题，与建筑墙体同寿命。施工简便，适用范围广，适用于各种墙体基层材质和各种形状复杂墙体的保温。而且全封闭、无接缝、无空腔，没有冷热桥产生。不但可以做外墙外保温还可以做外墙内保温，或者外墙内外同时保温及屋顶的保温和地热的隔热层。防火阻燃安全性好，可广泛用于密集型住宅、公共建筑、大型公共场所、易燃易爆场所、对防火要求严格场所，还可作为防火隔离带施工，提高建筑防火标准。所以现在研制出一种环保型的节能保温材料显得尤为重要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种环保型节能保温材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的环保型节能保温材料，其质轻环保、隔热保温好、强度高、收缩性低且不易变形，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种环保型节能保温材料，由下列重量份的原料制成：水泥25-40份、硅酸铝高温棉5-12份、云母粉8-12份、磷石膏4-10份、壳聚糖5-9份、高岭土5-10份、鲸蜡醇2-6份、滑石粉1-4份、磷酸二氢铝1-3份、聚亚甲基胺酸1-4份、三氯异氰尿酸5-15份、1,4-亚苯基二异氰酸酯2-5份、空心玻璃微珠2-5份、硅酸钠1-3份、丙酸钙1-2份、酒石酸钠1-4份、琥珀酸酯1-2份、磷酸三苯酯1-2份、减水剂3-8份、发泡剂1-4份、稳定剂2-6份。
优选地，所述减水剂为磺化三聚氰胺甲醛树脂、萘磺酸盐、芳香族氨基磺酸盐聚合物、脂肪族羟基磺酸盐聚合物中的一种或几种。
优选地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸异丙酯、二偶氮氨基苯、偶氮二异丁氰中的任意一种。
优选地，所述稳定剂选自三盐基硫酸铅、二盐基硬脂酸铅、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的任意一种或几种。
所述的环保型节能保温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将水泥、硅酸铝高温棉、云母粉、磷石膏、壳聚糖、高岭土、鲸蜡醇、滑石粉、磷酸二氢铝、聚亚甲基胺酸、三氯异氰尿酸、稳定剂入高速混合机中进行常温搅拌，搅拌速度为3000-3500转/分钟，搅拌均匀以后注入高温密炼机中，加热至380-420℃，加热时间为55分钟，然后自然冷却至室温;
（3）将1,4-亚苯基二异氰酸酯、空心玻璃微珠、硅酸钠、丙酸钙、酒石酸钠、琥珀酸酯、磷酸三苯酯、减水剂、发泡剂混合加入发泡炉，加热至62-72℃，充入惰性气体进行发泡反应，反应时间为35分钟；
（4）将步骤（3）的发泡混合液加压抽虑过筛，消泡并去除固体颗粒;
（5）将步骤（2）的高温反应物和步骤（4）的发泡滤液同时注入强力搅拌机，加热至55-65℃，搅拌速度为1500转/分钟，功率为200-250KW,搅拌时间为30-40分钟；
（6）将步骤（5）的搅拌混合液注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出、塑成片材，即得成品。
优选地，所述惰性气体为二氧化碳气体。
优选地，所述压强为5-10MPa。
优选地，所述过筛孔径为100-150目。
优选地，所述双螺杆挤出机螺杆温度为220-260℃，螺杆转速为250-300转/分钟。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的环保型节能保温材料，以水泥、硅酸铝高温棉、云母粉、磷石膏、壳聚糖、高岭土、鲸蜡醇、滑石粉、磷酸二氢铝、聚亚甲基胺酸、三氯异氰尿酸为主要成分，通过加入1,4-亚苯基二异氰酸酯、空心玻璃微珠、硅酸钠、丙酸钙、酒石酸钠、琥珀酸酯、磷酸三苯酯、减水剂、发泡剂、稳定剂，辅以高速混合、加热密炼、混合发泡、加压过滤、强力搅拌、挤出塑形等工艺，使得制备而成的环保型节能保温材料，其质轻环保、隔热保温好、强度高、收缩性低且不易变形，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
（2）本发明的环保型节能保温材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）按照重量份称取水泥2份、硅酸铝高温棉5份、云母粉8份、磷石膏4份、壳聚糖5份、高岭土5份、鲸蜡醇2份、滑石粉1份、磷酸二氢铝1份、聚亚甲基胺酸1份、三氯异氰尿酸5份、1,4-亚苯基二异氰酸酯2份、空心玻璃微珠2份、硅酸钠1份、丙酸钙1份、酒石酸钠1份、琥珀酸酯1份、磷酸三苯酯1份、磺化三聚氰胺甲醛树脂3份、偶氮二甲酰胺1份、三盐基硫酸铅2份；
（2）将水泥、硅酸铝高温棉、云母粉、磷石膏、壳聚糖、高岭土、鲸蜡醇、滑石粉、磷酸二氢铝、聚亚甲基胺酸、三氯异氰尿酸、三盐基硫酸铅入高速混合机中进行常温搅拌，搅拌速度为3000转/分钟，搅拌均匀以后注入高温密炼机中，加热至380℃，加热时间为55分钟，然后自然冷却至室温;
（3）将1,4-亚苯基二异氰酸酯、空心玻璃微珠、硅酸钠、丙酸钙、酒石酸钠、琥珀酸酯、磷酸三苯酯、磺化三聚氰胺甲醛树脂、偶氮二甲酰胺混合加入发泡炉，加热至62℃，充入二氧化碳气体进行发泡反应，反应时间为35分钟；
（4）将步骤（3）的发泡混合液加压抽虑过筛，消泡并去除固体颗粒，加压压强为5MPa，过筛孔径为100目;
（5）将步骤（2）的高温反应物和步骤（4）的发泡滤液同时注入强力搅拌机，加热至55℃，搅拌速度为1500转/分钟，功率为200KW,搅拌时间为30分钟；
（6）将步骤（5）的搅拌混合液注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出、塑成片材，即得成品，螺杆温度为2200℃，螺杆转速为250转/分钟。
制得的环保型节能保温材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）按照重量份称取水泥30份、硅酸铝高温棉7份、云母粉10份、磷石膏6份、壳聚糖7份、高岭土7份、鲸蜡醇3份、滑石粉2份、磷酸二氢铝1份、聚亚甲基胺酸2份、三氯异氰尿酸9份、1,4-亚苯基二异氰酸酯3份、空心玻璃微珠3份、硅酸钠2份、丙酸钙1份、酒石酸钠2份、琥珀酸酯1份、磷酸三苯酯1份、萘磺酸盐5份、偶氮二甲酸异丙酯2份、二盐基硬脂酸铅3份；
（2）将水泥、硅酸铝高温棉、云母粉、磷石膏、壳聚糖、高岭土、鲸蜡醇、滑石粉、磷酸二氢铝、聚亚甲基胺酸、三氯异氰尿酸、二盐基硬脂酸铅入高速混合机中进行常温搅拌，搅拌速度为3200转/分钟，搅拌均匀以后注入高温密炼机中，加热至400℃，加热时间为55分钟，然后自然冷却至室温;
（3）将1,4-亚苯基二异氰酸酯、空心玻璃微珠、硅酸钠、丙酸钙、酒石酸钠、琥珀酸酯、磷酸三苯酯、萘磺酸盐、偶氮二甲酸异丙酯混合加入发泡炉，加热至65℃，充入二氧化碳气体进行发泡反应，反应时间为35分钟；
（4）将步骤（3）的发泡混合液加压抽虑过筛，消泡并去除固体颗粒，加压压强为7MPa，过筛孔径为120目;
（5）将步骤（2）的高温反应物和步骤（4）的发泡滤液同时注入强力搅拌机，加热至58℃，搅拌速度为1500转/分钟，功率为220KW,搅拌时间为33分钟；
（6）将步骤（5）的搅拌混合液注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出、塑成片材，即得成品，螺杆温度为230℃，螺杆转速为270转/分钟。
制得的环保型节能保温材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）按照重量份称取水泥35份、硅酸铝高温棉10份、云母粉11份、磷石膏8份、壳聚糖8份、高岭土9份、鲸蜡醇5份、滑石粉3份、磷酸二氢铝2份、聚亚甲基胺酸3份、三氯异氰尿酸12份、1,4-亚苯基二异氰酸酯4份、空心玻璃微珠4份、硅酸钠3份、丙酸钙2份、酒石酸钠3份、琥珀酸酯2份、磷酸三苯酯2份、芳香族氨基磺酸盐聚合物7份、二偶氮氨基苯3份、硬脂酸锌5份；
（2）将水泥、硅酸铝高温棉、云母粉、磷石膏、壳聚糖、高岭土、鲸蜡醇、滑石粉、磷酸二氢铝、聚亚甲基胺酸、三氯异氰尿酸、硬脂酸锌入高速混合机中进行常温搅拌，搅拌速度为3400转/分钟，搅拌均匀以后注入高温密炼机中，加热至410℃，加热时间为55分钟，然后自然冷却至室温;
（3）将1,4-亚苯基二异氰酸酯、空心玻璃微珠、硅酸钠、丙酸钙、酒石酸钠、琥珀酸酯、磷酸三苯酯、芳香族氨基磺酸盐聚合物、二偶氮氨基苯混合加入发泡炉，加热至70℃，充入二氧化碳气体进行发泡反应，反应时间为35分钟；
（4）将步骤（3）的发泡混合液加压抽虑过筛，消泡并去除固体颗粒，加压压强为9MPa，过筛孔径为130目;
（5）将步骤（2）的高温反应物和步骤（4）的发泡滤液同时注入强力搅拌机，加热至62℃，搅拌速度为1500转/分钟，功率为240KW,搅拌时间为37分钟；
（6）将步骤（5）的搅拌混合液注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出、塑成片材，即得成品，螺杆温度为250℃，螺杆转速为280转/分钟。
制得的环保型节能保温材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）按照重量份称取水泥40份、硅酸铝高温棉12份、云母粉12份、磷石膏10份、壳聚糖9份、高岭土10份、鲸蜡醇6份、滑石粉4份、磷酸二氢铝3份、聚亚甲基胺酸4份、三氯异氰尿酸15份、1,4-亚苯基二异氰酸酯5份、空心玻璃微珠5份、硅酸钠3份、丙酸钙2份、酒石酸钠4份、琥珀酸酯2份、磷酸三苯酯2份、脂肪族羟基磺酸盐聚合物8份、偶氮二异丁氰4份、硬脂酸钙6份；
（2）将水泥、硅酸铝高温棉、云母粉、磷石膏、壳聚糖、高岭土、鲸蜡醇、滑石粉、磷酸二氢铝、聚亚甲基胺酸、三氯异氰尿酸、硬脂酸钙入高速混合机中进行常温搅拌，搅拌速度为3500转/分钟，搅拌均匀以后注入高温密炼机中，加热至420℃，加热时间为55分钟，然后自然冷却至室温;
（3）将1,4-亚苯基二异氰酸酯、空心玻璃微珠、硅酸钠、丙酸钙、酒石酸钠、琥珀酸酯、磷酸三苯酯、脂肪族羟基磺酸盐聚合物、偶氮二异丁氰混合加入发泡炉，加热至72℃，充入二氧化碳气体进行发泡反应，反应时间为35分钟；
（4）将步骤（3）的发泡混合液加压抽虑过筛，消泡并去除固体颗粒，加压压强为10MPa，过筛孔径为150目;
（5）将步骤（2）的高温反应物和步骤（4）的发泡滤液同时注入强力搅拌机，加热至65℃，搅拌速度为1500转/分钟，功率为250KW,搅拌时间为40分钟；
（6）将步骤（5）的搅拌混合液注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出、塑成片材，即得成品，螺杆温度为260℃，螺杆转速为300转/分钟。
制得的环保型节能保温材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）按照重量份称取水泥2份、硅酸铝高温棉5份、云母粉8份、磷石膏4份、壳聚糖5份、高岭土5份、鲸蜡醇2份、滑石粉1份、磷酸二氢铝1份、聚亚甲基胺酸1份、1,4-亚苯基二异氰酸酯2份、空心玻璃微珠2份、硅酸钠1份、丙酸钙1份、琥珀酸酯1份、磷酸三苯酯1份、磺化三聚氰胺甲醛树脂3份、偶氮二甲酰胺1份、三盐基硫酸铅2份；
（2）将水泥、硅酸铝高温棉、云母粉、磷石膏、壳聚糖、高岭土、鲸蜡醇、滑石粉、磷酸二氢铝、聚亚甲基胺酸、三盐基硫酸铅入高速混合机中进行常温搅拌，搅拌速度为3000转/分钟，搅拌均匀以后注入高温密炼机中，加热至380℃，加热时间为55分钟，然后自然冷却至室温;
（3）将1,4-亚苯基二异氰酸酯、空心玻璃微珠、硅酸钠、丙酸钙、琥珀酸酯、磷酸三苯酯、磺化三聚氰胺甲醛树脂、偶氮二甲酰胺混合加入发泡炉，加热至62℃，充入二氧化碳气体进行发泡反应，反应时间为35分钟；
（4）将步骤（3）的发泡混合液加压抽虑过筛，消泡并去除固体颗粒，加压压强为5MPa，过筛孔径为100目;
（5）将步骤（2）的高温反应物和步骤（4）的发泡滤液同时注入强力搅拌机，加热至55℃，搅拌速度为1500转/分钟，功率为200KW,搅拌时间为30分钟；
（6）将步骤（5）的搅拌混合液注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出、塑成片材，即得成品，螺杆温度为2200℃，螺杆转速为250转/分钟。
制得的环保型节能保温材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）按照重量份称取水泥40份、硅酸铝高温棉12份、云母粉12份、磷石膏10份、壳聚糖9份、高岭土10份、鲸蜡醇6份、滑石粉4份、聚亚甲基胺酸4份、三氯异氰尿酸15份、1,4-亚苯基二异氰酸酯5份、空心玻璃微珠5份、硅酸钠3份、酒石酸钠4份、琥珀酸酯2份、磷酸三苯酯2份、脂肪族羟基磺酸盐聚合物8份、偶氮二异丁氰4份、硬脂酸钙6份；
（2）将水泥、硅酸铝高温棉、云母粉、磷石膏、壳聚糖、高岭土、鲸蜡醇、滑石粉、聚亚甲基胺酸、三氯异氰尿酸、硬脂酸钙入高速混合机中进行常温搅拌，搅拌速度为3500转/分钟，搅拌均匀以后注入高温密炼机中，加热至420℃，加热时间为55分钟，然后自然冷却至室温;
（3）将1,4-亚苯基二异氰酸酯、空心玻璃微珠、硅酸钠、酒石酸钠、琥珀酸酯、磷酸三苯酯、脂肪族羟基磺酸盐聚合物、偶氮二异丁氰混合加入发泡炉，加热至72℃，充入二氧化碳气体进行发泡反应，反应时间为35分钟；
（4）将步骤（3）的发泡混合液加压抽虑过筛，消泡并去除固体颗粒，加压压强为10MPa，过筛孔径为150目;
（5）将步骤（2）的高温反应物和步骤（4）的发泡滤液同时注入强力搅拌机，加热至65℃，搅拌速度为1500转/分钟，功率为250KW,搅拌时间为40分钟；
（6）将步骤（5）的搅拌混合液注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出、塑成片材，即得成品，螺杆温度为260℃，螺杆转速为300转/分钟。
制得的环保型节能保温材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的制得的环保型节能保温材料进行导热系数、体积收缩率、干密度和压缩强度这几项性能测试。
表1
导热系数（W/m.K,22℃） 体积收缩率% 压缩强度Mpa
实施例1 0.059 2.1 27.5 0.21
实施例2 0.056 2.2 28.4 0.23
实施例3 0.057 2.0 28.1 0.22
实施例4 0.058 2.1 27.6 0.21
对比例1 0.082 5.1 41.9 0.11
对比例2 0.077 3.8 40.3 0.17
本发明的环保型节能保温材料，以水泥、硅酸铝高温棉、云母粉、磷石膏、壳聚糖、高岭土、鲸蜡醇、滑石粉、磷酸二氢铝、聚亚甲基胺酸、三氯异氰尿酸为主要成分，通过加入1,4-亚苯基二异氰酸酯、空心玻璃微珠、硅酸钠、丙酸钙、酒石酸钠、琥珀酸酯、磷酸三苯酯、减水剂、发泡剂、稳定剂，辅以高速混合、加热密炼、混合发泡、加压过滤、强力搅拌、挤出塑形等工艺，使得制备而成的环保型节能保温材料，其质轻环保、隔热保温好、强度高、收缩性低且不易变形，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的环保型节能保温材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种环保型节能保温材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：水泥25-40份、硅酸铝高温棉5-12份、云母粉8-12份、磷石膏4-10份、壳聚糖5-9份、高岭土5-10份、鲸蜡醇2-6份、滑石粉1-4份、磷酸二氢铝1-3份、聚亚甲基胺酸1-4份、三氯异氰尿酸5-15份、1,4-亚苯基二异氰酸酯2-5份、空心玻璃微珠2-5份、硅酸钠1-3份、丙酸钙1-2份、酒石酸钠1-4份、琥珀酸酯1-2份、磷酸三苯酯1-2份、减水剂3-8份、发泡剂1-4份、稳定剂2-6份。
2.根据权利要求1所述的环保型节能保温材料，其特征在于：所述减水剂为磺化三聚氰胺甲醛树脂、萘磺酸盐、芳香族氨基磺酸盐聚合物、脂肪族羟基磺酸盐聚合物中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的环保型节能保温材料,其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸异丙酯、二偶氮氨基苯、偶氮二异丁氰中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的环保型节能保温材料，其特征在于：所述稳定剂选自三盐基硫酸铅、二盐基硬脂酸铅、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1～4任一所述的环保型节能保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将水泥、硅酸铝高温棉、云母粉、磷石膏、壳聚糖、高岭土、鲸蜡醇、滑石粉、磷酸二氢铝、聚亚甲基胺酸、三氯异氰尿酸、稳定剂入高速混合机中进行常温搅拌，搅拌速度为3000-3500转/分钟，搅拌均匀以后注入高温密炼机中，加热至380-420℃，加热时间为55分钟，然后自然冷却至室温;
（3）将1,4-亚苯基二异氰酸酯、空心玻璃微珠、硅酸钠、丙酸钙、酒石酸钠、琥珀酸酯、磷酸三苯酯、减水剂、发泡剂混合加入发泡炉，加热至62-72℃，充入惰性气体进行发泡反应，反应时间为35分钟；
（4）将步骤（3）的发泡混合液加压抽虑过筛，消泡并去除固体颗粒;
（5）将步骤（2）的高温反应物和步骤（4）的发泡滤液同时注入强力搅拌机，加热至55-65℃，搅拌速度为1500转/分钟，功率为200-250KW,搅拌时间为30-40分钟；
（6）将步骤（5）的搅拌混合液注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出、塑成片材，即得成品。
6.根据权利要求5所述的环保型节能保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，惰性气体为二氧化碳气体。
7.根据权利要求5所述的环保型节能保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，加压压强为5-10MPa。
8.根据权利要求5所述的环保型节能保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，过筛孔径为100-150目。
9.根据权利要求5所述的环保型节能保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中，双螺杆挤出机螺杆温度为220-260℃，螺杆转速为250-300转/分钟。
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