CN106904889A - 一种无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板及其制备方法 - Google Patents

一种无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板及其制备方法，该保温板按重量百分比计包括如下原料：水泥30～70％、增强剂5～60％、填充剂0.5～8％、激发剂0.1～5％、早强剂0.1～4％、增稠剂0.5～7％、耐火材料1～50％及石墨聚苯乙烯5～10％；制法为称取各原料混合搅拌、模压成型后，养护7～8天即可。优点为该保温板不仅具有优越的保温效果，且其燃烧性能可达A2级，同时具有良好的抗压强度及抗拉强度，使用寿命长；此外，其制备方法简单，可操作性强。

Description

一种无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板及其制备方法
技术领域
本发明属于保温板领域，尤其涉及一种无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板及其制备方法。
背景技术
建筑节能政策和建筑防火规范的实施，推动了墙体保温材料的快速发展。目前市场上使用的保温材料有无机保温材料和有机保温材料：有机保温材料它保温性能比较好，容重比较轻，容易加工，但是稳定性差、不耐老化，易变形；无机保温材料里面涵盖珍珠岩、硅藻土、岩棉、泡沫玻璃、矿渣棉或发泡水泥板等一系列的防火功能，虽然具备防火功能，但其保温性差，本身自重重量大。
聚氨酯硬质泡沫塑料板、聚苯乙烯泡沫塑料板或酚醛泡沫塑料板等有机保温材料，因其保温隔热性能优异，在建筑保温工程中得到了较为广泛的应用。但聚氨酯泡沫致命的弱点就是燃烧性能差，易被点燃，且燃烧过程会释放有害气体，即使添加了阻燃剂也无法从根本上改变这一属性，建筑用聚氨酯泡沫板的最高燃烧级别也只能做到B1级；而发泡水泥保温板、膨胀珍珠岩保温板或无机材料包裹聚苯颗粒保温板等无机保温材料，虽然能够达到燃烧性能分级的A级不燃材料标准要求，在建筑领域也得到了较为普遍的应用，但是由于其保温隔热性能低于有机保温材料，导热系数是有机保温材料的1.5-2倍，导热系数越大，保温性能越差。且其密度大、自重大。随着我国建筑节能要求的逐步提高，往往不能满足现行建筑节能设计标准要求。
而石墨聚苯乙烯保温板是一种新型的建筑保温产品，其具备了聚苯板防火性，能达到了B1级，且绝热性能得到了良好的改善，同类保温产品中性价比最高。以无机物石墨作为阻燃剂，生产只需要蒸汽，对环境没有任何污染。目前更多的民用建筑中，房地产开发商或项目总包施工方，更多的采用这种可以达到节能减排效果好的保温板。
因此，研发适应于现行建筑节能设计标准要求和防火规范的建筑保温材料已成为当前的研究热点。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的是提供一种保温效果好、燃烧性能可达A2级且寿命长的无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板；本发明的另一目的是提供该保温板的制备方法。
技术方案：本发明的无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板，按重量百分比计包括如下原料：水泥30～70％、增强剂5～60％、填充剂0.5～8％、激发剂0.1～5％、早强剂0.1～4％、增稠剂0.5～7％、耐火材料1～50％及石墨聚苯乙烯5～10％。
本发明通过添加水泥、增强剂、填充剂及早强剂，能够有效提高用于提高保温板的强度；激发剂及增稠剂的相互作用，提高了保温板的粘结性；此外，加入耐火材料及石墨聚苯乙烯，不仅提高了保温板的防火性能，且降低产品的导热系数，增强了保温性能。
优选的，该保温板按重量百分比计可包括如下原料：水泥30～70％、增强剂5～60％、填充剂0.5～8％、激发剂0.1～5％、早强剂0.1～4％、增稠剂0.5～7％、耐火材料1～50％、石墨聚苯乙烯5～10％、催化剂0.01～1％、有机硅防水剂0.05～3％、胶凝材料1～10％及硬质酸钙1～10％。
进一步说，本发明采用的增强剂可为琉璃水泥；填充剂至少可包括二氧化硅、微硅灰、碳酸钙、硅石或硅藻土中的一种；激发剂至少可包括聚羧酸、奈系、密胺系或SM碱水剂中的一种；早强剂至少可包括甲酸钙、三乙醇胺或尿素中的一种；增稠剂至少可包括羟丙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素或羧甲基纤维素中的一种；耐火材料至少可包括绢云母、白云母、蛭石、轻质碳酸钙或氢氧化铝中的一种；催化剂可包括碳酸锂或/和铝溶胶；胶凝材料至少可包括膨润土、树脂或石膏中的一种。
本发明制备无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板的方法，包括如下步骤：按重量百分比称取各原料混合搅拌、模压成型后，养护7～8天即可。
有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该保温板不仅具有优越的保温效果，且其燃烧性能可达A2级，同时具有良好的抗压强度及抗拉强度，使用寿命长；此外，其制备方法简单，可操作性强。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明的无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板，按重量百分比计包括如下原料：水泥30～70％、增强剂5～60％、填充剂0.5～8％、激发剂0.1～5％、早强剂0.1～4％、增稠剂0.5～7％、耐火材料1～50％及石墨聚苯乙烯5～10％。
为进一步增加保温板后期的综合性能，提高其使用寿命，该保温板按重量百分比计还可包括如下原料：水泥30～70％、增强剂5～60％、填充剂0.5～8％、激发剂0.1～5％、早强剂0.1～4％、增稠剂0.5～7％、耐火材料1～50％、石墨聚苯乙烯5～10％、催化剂0.01～1％、有机硅防水剂0.05～3％、胶凝材料1～10％及硬质酸钙1～10％。
为使得本发明的保温板具有装饰美观效果，可添加一定比例的颜料作为辅助原料，该保温板具体可包括如下原料：水泥30～70％、增强剂5～60％、填充剂0.5～8％、激发剂0.1～5％、早强剂0.1～4％、增稠剂0.5～7％、耐火材料1～50％、石墨聚苯乙烯5～10％、催化剂0.01～1％、有机硅防水剂0.05～3％、胶凝材料1～10％、硬质酸钙1～10％及0.74～5％颜料。其中，该颜料可包括氧化铁黑或碳黑。
本发明采用的原料均可从市场上购买得到。
实施例1
本发明无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板的原料包括：
水泥50％、琉璃水泥31％、二氧化硅2％、聚羧酸3％、甲酸钙2％、羟丙基纤维素4％、绢云母粉3％及石墨聚苯乙烯5％。
制备方法：称取上述原料混合搅拌、模压成型后，养护7～8天即可。
实施例2
本发明无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板的原料包括：
水泥60％、琉璃水泥15％、微硅粉4％、奈系3％、三乙醇胺3％、甲基纤维素5％、白云母4％及石墨聚苯乙烯6％。
制备方法：称取上述原料混合搅拌、模压成型后，养护7～8天即可。
实施例3
本发明无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板的原料包括：
水泥35％、琉璃水泥10％、碳酸钙7％、密胺系3％、尿素2％、羟乙基纤维素4％、蛭石20％、石墨聚苯乙烯7％、碳酸锂0.5％、有机硅防水剂1.5％、膨润土5％及硬脂酸钙5％。
制备方法：称取上述原料混合搅拌、模压成型后，养护7～8天即可。
实施例4
本发明无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板的原料包括：
水泥45％、琉璃水泥35％、硅石2％、SM减水剂2％、甲酸钙1％、羧甲基纤维素2.8％、轻质碳酸钙5％、石墨聚苯乙烯5％、铝溶胶0.05％、有机硅防水剂0.15％、树脂1％及硬脂酸钙1％。
制备方法：称取上述原料混合搅拌、模压成型后，养护7～8天即可。
实施例5
本发明无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板的原料包括：
水泥30％、琉璃水泥60％、硅藻土0.5％、SM减水剂0.1％、甲酸钙0.1％、羧甲基纤维素0.5％、氢氧化铝1％、石墨聚苯乙烯5％、铝溶胶0.01％、有机硅防水剂0.05％、石膏1％、硬脂酸钙1％及颜料(氧化铁黑或碳黑)0.74％。
制备方法：称取上述原料混合搅拌、模压成型后，养护7～8天即可。
将实施例1-5制备的保温板进行性能检测，获得的结果如表1所示。
表1：
保温板的性能检测标准如表2所示。
表2：
结合表1及表2可知，采用本发明的原料及相应的原料含量制备的保温板不仅达到了建筑标注要求，且其具有良好的保温效果及阻燃效果，燃烧性能达到A2级，同时，该保温板的导热系低，抗压强度及抗拉强度高，综合性能强，使用寿命长。
实施例6
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于各原料的含量，具体包括：
水泥30％、琉璃水泥60％、二氧化硅0.5％、聚羧酸2.9％、甲酸钙0.1％、羟丙基纤维素0.5％、绢云母粉1％及石墨聚苯乙烯5％。
实施例7
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于各原料的含量，具体包括：
水泥70％、琉璃水泥5％、二氧化硅8％、聚羧酸5％、甲酸钙4％、羟丙基纤维素1％、绢云母粉2％及石墨聚苯乙烯5％。
实施例8
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于各原料的含量，具体包括：
水泥30％、琉璃水泥5％、二氧化硅2.8％、聚羧酸0.1％、甲酸钙0.1％、羟丙基纤维素7％、绢云母粉50％及石墨聚苯乙烯5％。
实施例9
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于各原料的含量，具体包括：
水泥43％、琉璃水泥5％、二氧化硅1％、聚羧酸2％、甲酸钙1％、羟丙基纤维素3％、绢云母粉35％及石墨聚苯乙烯10％。
对比例1
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于各原料的含量落于本发明的组分含量范围之外，具体为：
水泥28％、琉璃水泥65％、二氧化硅0.4％、聚羧酸0.05％、甲酸钙1.15％、羟丙基纤维素0.4％、绢云母粉0.5％及石墨聚苯乙烯4.5％。
将实施例6-9及对比例1制备的保温板进行性能检测，获得的结果如表3所示。
表3：
通过表3可知，采用本发明组分范围内的原料，各组分材料之间的相互作用，制备的保温板不仅达到了标准要求，且其性能明显优于采用本发明含量发明范围外的原料制备的保温板。
实施例10
基本步骤与实施例3相同，不同之处在于各原料的加入量，具体包括：
水泥30％、琉璃水泥60％、碳酸钙0.5％、密胺系0.1％、尿素0.1％、羟乙基纤维素0.5％、蛭石1％、石墨聚苯乙烯5％、碳酸锂0.01％、有机硅防水剂0.05％、膨润土1％及硬脂酸钙1.74％。
实施例11
基本步骤与实施例3相同，不同之处在于各原料的加入量，具体包括：
水泥70％、琉璃水泥5％、碳酸钙8％、密胺系5％、尿素1％、羟乙基纤维素1％、蛭石1％、石墨聚苯乙烯5％、碳酸锂1％、有机硅防水剂1％、膨润土1％及硬脂酸钙1％。
实施例12
基本步骤与实施例3相同，不同之处在于各原料的加入量，具体包括：
水泥30％、琉璃水泥5％、碳酸钙0.5％、密胺系0.1％、尿素4％、羟乙基纤维素1％、蛭石50％、石墨聚苯乙烯5％、碳酸锂1％、有机硅防水剂1％、膨润土1％及硬脂酸钙1.4％。
实施例13
基本步骤与实施例3相同，不同之处在于各原料的加入量，具体包括：
水泥35％、琉璃水泥5％、碳酸钙0.5％、密胺系0.1％、尿素0.1％、羟乙基纤维素7％、蛭石18.3％、石墨聚苯乙烯10％、碳酸锂1％、有机硅防水剂3％、膨润土10％及硬脂酸钙10％。
对比例2
基本步骤与实施例3相同，不同之处在于各原料的含量落于本发明的组分含量范围之外，具体为：
水泥23.1％、琉璃水泥65％、碳酸钙0.4％、密胺系0.05％、尿素0.05％、羟乙基纤维素0.4％、蛭石0.5％、石墨聚苯乙烯4.5％、碳酸锂1.5％、有机硅防水剂3.5％、膨润土0.5％及硬脂酸钙0.5％。
将实施例10-13及对比例2制备的保温板进行性能检测，获得的结果如表4所示。
表4：
通过表4可知，采用本发明组分范围内的原料，各组分材料之间的相互作用，制备的保温板不仅达到了标准要求，且其性能明显优于采用本发明含量发明范围外的原料制备的保温板。
实施例14
本发明无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板的原料包括：
水泥50％、琉璃水泥31％、填充剂(二氧化硅、微硅灰及碳酸钙)2％、激发剂(聚羧酸及密胺系)3％、早强剂(甲酸钙及三乙醇胺)2％、增稠剂(羟丙基纤维素、羟乙基纤维素及羧甲基纤维素)4％、耐火材料(绢云母粉、白云母及蛭石)3％及石墨聚苯乙烯5％。
制备方法：称取上述原料混合搅拌、模压成型后，养护7～8天即可。
实施例15
本发明无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板的原料包括：
水泥35％、琉璃水泥10％、填充剂(二氧化硅、硅石及硅藻土)7％、激发剂(奈系、密胺系及密胺系)3％、早强剂(甲酸钙、三乙醇胺及尿素)2％增稠剂(甲基纤维素及羟乙基纤维素)4％、耐火材料(轻质碳酸钙及氢氧化铝)20％、石墨聚苯乙烯7％、催化剂(碳酸锂或/和铝溶胶)0.5％、有机硅防水剂1.5％、胶凝材料(膨润土及树脂)5％及硬脂酸钙5％。
制备方法：称取上述原料混合搅拌、模压成型后，养护7～8天即可。

Claims (10)

1.一种无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板，其特征在于该保温板按重量百分比计包括如下原料：水泥30～70％、增强剂5～60％、填充剂0.5～8％、激发剂0.1～5％、早强剂0.1～4％、增稠剂0.5～7％、耐火材料1～50％及石墨聚苯乙烯5～10％。
2.根据权利要求1所述的无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板，其特征在于该保温板按重量百分比计包括如下原料：水泥30～70％、增强剂5～60％、填充剂0.5～8％、激发剂0.1～5％、早强剂0.1～4％、增稠剂0.5～7％、耐火材料1～50％、石墨聚苯乙烯5～10％、催化剂0.01～1％、有机硅防水剂0.05～3％、胶凝材料1～10％及硬质酸钙1～10％。
3.根据权利要求1或2所述的无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板，其特征在于：所述增强剂为琉璃水泥。
4.根据权利要求1或2所述的无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板，其特征在于：所述填充剂至少包括二氧化硅、微硅灰、碳酸钙、硅石或硅藻土中的一种。
5.根据权利要求1或2所述的无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板，其特征在于：所述激发剂至少包括聚羧酸、奈系、密胺系或SM碱水剂中的一种。
6.根据权利要求1或2所述的无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板，其特征在于：所述早强剂至少包括甲酸钙、三乙醇胺或尿素中的一种。
7.根据权利要求1或2所述的无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板，其特征在于：所述增稠剂至少包括羟丙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素或羧甲基纤维素中的一种。
8.根据权利要求1或2所述的无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板，其特征在于：所述耐火材料至少包括绢云母、白云母、蛭石、轻质碳酸钙或氢氧化铝中的一种。
9.根据权利要求2所述的无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板，其特征在于：所述催化剂包括碳酸锂或/和铝溶胶；胶凝材料至少包括膨润土、树脂或石膏中的一种。
10.一种制备权利要求1或2所述的无机改性石墨聚苯乙烯阻燃保温板的方法，其特征在于包括如下步骤：按重量百分比称取各原料混合搅拌、模压成型后，养护7～8天即可。
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