CN107032697A - 一种防火保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防火保温材料其制备方法，涉及保温材料技术领域，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥30~60份、耐高温颗粒40~50份、植物纤维20~30份、凹凸棒土阻燃剂10~20份、补强填料10~15份、防水剂2~8份、稳定剂1~6份、消泡剂1~4份和去离子水50~60份；制备方法包括：（1）、处理耐高温颗粒；（2）、制备凹凸棒土木材阻燃剂；（3）、制备预混料；（4）、高压成型。本发明无毒无味、环保、容重轻、防火不燃、导热系数小、贮存稳定性好，可用作建筑外墙保温材料，具有良好的应用前景。

Description

一种防火保温材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温材料技术领域，具体涉及一种防火保温材料及其制备方法。
背景技术
随着城市人口的增加，住宅用地的减少，高层建筑越来越多，外墙的保温和防火得到了人们更多的关注，目前国内建筑外墙材料的使用中，90％以上的外墙材料是聚氨酯、挤塑板和聚苯板等有机材料，这些材料具有轻质、保温效果好等优点，但耐热性差，易燃烧，燃烧时释放大量热量和有毒烟气，且能够加速火势蔓延；同时，有机材料在火灾时会发生熔缩，产生燃烧滴落物，引起瓷砖脱落，造成二次火灾和二次伤害；另外，外保温材料发生火灾时还可能对建筑主体结构产生破坏。一旦发生火灾，这些建筑外墙材料会很快融化，同时产生的烟雾毒性大，难以扑救，危害严重。据统计，火灾事故中70％的人员伤亡都是由于人们吸入了有害的烟尘和有毒的气体导致的。
发明内容
本发明的目的是提供一种防火保温材料及其制备方法，无毒无味、环保、容重轻、防火不燃、导热系数小、贮存稳定性好，可用作建筑外墙保温材料，具有良好的应用前景。
本发明提供了如下的技术方案：一种防火保温材料，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥30~60份、耐高温颗粒40~50份、植物纤维20~30份、凹凸棒土阻燃剂10~20份、补强填料10~15份、防水剂2~8份、稳定剂1~6份、消泡剂1~4份和去离子水50~60份；
所述耐高温颗粒按重量份计包括颗粒硅藻土20~30份、二氧化硅10~15份和白炭黑10~15份；
所述植物纤维按重量份计包括木屑10~18份、棕榈6~15份、椰壳2~10份和麦秆1~4份；
所述凹凸棒土阻燃剂按重量份计包括凹凸棒土10~15份、磷酸氢二铵1~3份、尿素1~3份、硼砂1~3份、硝酸铝1~2份、吐温-80 1~2份、三氧化二锑1~2份和二氧化硅溶胶1~2份。
优选地，所述补强填料包括以下重量份的原料：滑石粉2~10份、黏土1~6份和玻璃纤维1~3份。
优选地，所述消泡剂为乙烯基聚合物、矿物油或硅氧烷中的一种或多种。
优选地，所述稳定剂为乙二醇或丙二醇。
优选地，所述植物纤维进行杀菌处理，且纤维长度为6~10cm。
优选地，所述耐高温颗粒为多孔结构，粒径为7μm～10mm。
优选地，所述防水剂为有机硅乳液。
本发明提供一种防火保温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按照配比取出耐高温颗粒，放入马弗炉在700~800℃条件下高温煅烧处理1~2h，取出自然冷却后备用；
（2）、制备凹凸棒土木材阻燃剂
首先，称取凹凸棒土，对凹凸棒土进行研磨粉碎得凹凸棒土粉末，加入10~15重量倍清水，在转速1000~1200r/min条件下高速搅拌5~10min得到的混合液，静置50~60min后进行加热，加热温度为60~85℃，加热时间为20~30min，加热后进行干燥处理得到提纯后的凹凸棒土粉末；
其次，按照配比称磷酸氢二铵、尿素、硼砂、硝酸铝、吐温-80、三氧化二锑和二氧化硅溶胶，加入到上述凹凸棒土粉末中，混合均匀得混合物料，向混合物料中加入3~5倍重量的清水，在转速200~300r/min条件下搅拌50~60min，静置后得到凹凸棒土阻燃剂溶液；
最后，向上述凹凸棒土阻燃剂溶液通入50~60℃的热空气使其翻腾，时间为20~30min，静置后进行干燥处理，并将物料研磨成60~80μm的颗粒，得到所述凹凸棒土木材阻燃剂，备用；
（3）、按照配比称取剩余原料与步骤（1）的耐高温颗粒和步骤（2）的凹凸棒土木材阻燃剂混合后加入搅拌釜，常温搅拌混合均匀得到预混料，搅拌速率为100~250r/min，搅拌时间为20~30min；
（4）、将步骤（3）得到的预混料倒入模具中，高压成型，干燥得所述防火保温材料。
优选地，所述步骤（2）中干燥处理在真空干燥箱中进行，温度为25℃~28℃，真空度为-0.085MPa~-0.095MPa，干燥时间为24~30h。
本发明的有益效果：无毒无味、环保、容重轻、防火不燃、导热系数小、贮存稳定性好，可用作建筑外墙保温材料，具有良好的应用前景，具体如下：
（1）、本发明的保温材料具有防火性能：材料绝大部分由无机材料组成，且对外综合表现为无机特性，本发明能满足A级阻燃材料相关要求；
（2）、本发明中添加的凹凸棒土阻燃剂中含有较高的磷、氮、硼、铝元素含量，为复合而成的高效无卤阻燃体系，进一步提高防火性能；
（3）、本发明中添加的硅酸盐水泥、耐高温颗粒、补强填料等，不仅增强抗压强度，而且增强了整体的防火保温等物理性能，确保该保温材料的保温以及安全特性；
（4）、本发明中添加的添加有机硅乳液，使保温材料具有防水功能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种防火保温材料，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥 30份；
耐高温颗粒 40份；
植物纤维 30份；
凹凸棒土阻燃剂 20份；
补强填料 15份；
防水剂 2份；
稳定剂 1份；
消泡剂 1份；
去离子水 50份；
所述耐高温颗粒按重量份计包括颗粒硅藻土20份、二氧化硅10份和白炭黑10份；
所述植物纤维按重量份计包括木屑10份、棕榈6份、椰壳2份和麦秆1份；
所述凹凸棒土阻燃剂按重量份计包括凹凸棒土10份、磷酸氢二铵1份、尿素1份、硼砂1份、硝酸铝1份、吐温-80 1份、三氧化二锑1份和二氧化硅溶胶1份。
其中，所述补强填料包括以下重量份的原料：滑石粉2份、黏土1份和玻璃纤维1份。
其中，所述消泡剂为乙烯基聚合物，所述稳定剂为乙二醇，所述植物纤维进行杀菌处理，且纤维长度为6cm。
其中，所述耐高温颗粒为多孔结构，粒径为7μm，所述防水剂为有机硅乳液。
本实施例1中提供一种防火保温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按照配比取出耐高温颗粒，放入马弗炉在7000℃条件下高温煅烧处理1h，取出自然冷却后备用；
（2）、制备凹凸棒土木材阻燃剂
首先，称取凹凸棒土，对凹凸棒土进行研磨粉碎得凹凸棒土粉末，加入10重量倍清水，在转速1000r/min条件下高速搅拌5min得到的混合液，静置50min后进行加热，加热温度为60℃，加热时间为20min，加热后进行干燥处理得到提纯后的凹凸棒土粉末；
其次，按照配比称磷酸氢二铵、尿素、硼砂、硝酸铝、吐温-80、三氧化二锑和二氧化硅溶胶，加入到上述凹凸棒土粉末中，混合均匀得混合物料，向混合物料中加入3倍重量的清水，在转速200r/min条件下搅拌50min，静置后得到凹凸棒土阻燃剂溶液；
最后，向上述凹凸棒土阻燃剂溶液通入50℃的热空气使其翻腾，时间为20min，静置后进行干燥处理，并将物料研磨成60μm的颗粒，得到所述凹凸棒土木材阻燃剂，备用；
（3）、按照配比称取剩余原料与步骤（1）的耐高温颗粒和步骤（2）的凹凸棒土木材阻燃剂混合后加入搅拌釜，常温搅拌混合均匀得到预混料，搅拌速率为100r/min，搅拌时间为20min；
（4）、将步骤（3）得到的预混料倒入模具中，高压成型，干燥得所述防火保温材料。
其中，所述步骤（2）中干燥处理在真空干燥箱中进行，温度为25℃，真空度为-0.085MPa，干燥时间为24h。
实施例2
一种防火保温材料，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥 60份；
耐高温颗粒 50份；
植物纤维 30份；
凹凸棒土阻燃剂 20份；
补强填料 15份；
防水剂 8份；
稳定剂 6份；
消泡剂 4份；
去离子水 60份；
所述耐高温颗粒按重量份计包括颗粒硅藻土30份、二氧化硅15份和白炭黑15份；
所述植物纤维按重量份计包括木屑18份、棕榈15份、椰壳10份和麦秆4份；
所述凹凸棒土阻燃剂按重量份计包括凹凸棒土15份、磷酸氢二铵3份、尿素3份、硼砂3份、硝酸铝2份、吐温-80 2份、三氧化二锑2份和二氧化硅溶胶2份。
其中，所述补强填料包括以下重量份的原料：滑石粉10份、黏土6份和玻璃纤维3份。
其中，所述消泡剂为矿物油，所述稳定剂为丙二醇，所述植物纤维进行杀菌处理，且纤维长度为10cm。
其中，所述耐高温颗粒为多孔结构，粒径为10mm，所述防水剂为有机硅乳液。
本实施例2中提供一种防火保温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按照配比取出耐高温颗粒，放入马弗炉在800℃条件下高温煅烧处理2h，取出自然冷却后备用；
（2）、制备凹凸棒土木材阻燃剂
首先，称取凹凸棒土，对凹凸棒土进行研磨粉碎得凹凸棒土粉末，加入15重量倍清水，在转速1200r/min条件下高速搅拌10min得到的混合液，静置60min后进行加热，加热温度为85℃，加热时间为30min，加热后进行干燥处理得到提纯后的凹凸棒土粉末；
其次，按照配比称磷酸氢二铵、尿素、硼砂、硝酸铝、吐温-80、三氧化二锑和二氧化硅溶胶，加入到上述凹凸棒土粉末中，混合均匀得混合物料，向混合物料中加入5倍重量的清水，在转速300r/min条件下搅拌60min，静置后得到凹凸棒土阻燃剂溶液；
最后，向上述凹凸棒土阻燃剂溶液通入60℃的热空气使其翻腾，时间为30min，静置后进行干燥处理，并将物料研磨成80μm的颗粒，得到所述凹凸棒土木材阻燃剂，备用；
（3）、按照配比称取剩余原料与步骤（1）的耐高温颗粒和步骤（2）的凹凸棒土木材阻燃剂混合后加入搅拌釜，常温搅拌混合均匀得到预混料，搅拌速率为250r/min，搅拌时间为30min；
（4）、将步骤（3）得到的预混料倒入模具中，高压成型，干燥得所述防火保温材料。
其中，所述步骤（2）中干燥处理在真空干燥箱中进行，温度为28℃，真空度为-0.095MPa，干燥时间为30h。
实施例3
一种防火保温材料，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥 45份；
耐高温颗粒 45份；
植物纤维 25份；
凹凸棒土阻燃剂 15份；
补强填料 12.5份；
防水剂 5份；
稳定剂 3.5份；
消泡剂 2.5份；
去离子水 55份；
所述耐高温颗粒按重量份计包括颗粒硅藻土25份、二氧化硅12.5份和白炭黑12.5份；
所述植物纤维按重量份计包括木屑14份、棕榈10份、椰壳6份和麦秆2.5份；
所述凹凸棒土阻燃剂按重量份计包括凹凸棒土12.5份、磷酸氢二铵2份、尿素2份、硼砂2份、硝酸铝1.5份、吐温-80 1.5份、三氧化二锑1.5份和二氧化硅溶胶1.5份。
其中，所述补强填料包括以下重量份的原料：滑石粉6份、黏土3.5份和玻璃纤维2份。
其中，所述消泡剂为硅氧烷，所述稳定剂为乙二醇。
其中，所述植物纤维进行杀菌处理，且纤维长度为8cm。
其中，所述耐高温颗粒为多孔结构，粒径为9mm，所述防水剂为有机硅乳液。
本实施例3中提供一种防火保温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按照配比取出耐高温颗粒，放入马弗炉在750℃条件下高温煅烧处理1.5h，取出自然冷却后备用；
（2）、制备凹凸棒土木材阻燃剂
首先，称取凹凸棒土，对凹凸棒土进行研磨粉碎得凹凸棒土粉末，加入12重量倍清水，在转速1100r/min条件下高速搅拌7min得到的混合液，静置55min后进行加热，加热温度为70℃，加热时间为25min，加热后进行干燥处理得到提纯后的凹凸棒土粉末；
其次，按照配比称磷酸氢二铵、尿素、硼砂、硝酸铝、吐温-80、三氧化二锑和二氧化硅溶胶，加入到上述凹凸棒土粉末中，混合均匀得混合物料，向混合物料中加入4倍重量的清水，在转速250r/min条件下搅拌55min，静置后得到凹凸棒土阻燃剂溶液；
最后，向上述凹凸棒土阻燃剂溶液通入55℃的热空气使其翻腾，时间为25min，静置后进行干燥处理，并将物料研磨成70μm的颗粒，得到所述凹凸棒土木材阻燃剂，备用；
（3）、按照配比称取剩余原料与步骤（1）的耐高温颗粒和步骤（2）的凹凸棒土木材阻燃剂混合后加入搅拌釜，常温搅拌混合均匀得到预混料，搅拌速率为175r/min，搅拌时间为25min；
（4）、将步骤（3）得到的预混料倒入模具中，高压成型，干燥得所述防火保温材料。
其中，所述步骤（2）中干燥处理在真空干燥箱中进行，温度为27℃，真空度为-0.09MPa，干燥时间为27h。
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防火保温材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥30~60份、耐高温颗粒40~50份、植物纤维20~30份、凹凸棒土阻燃剂10~20份、补强填料10~15份、防水剂2~8份、稳定剂1~6份、消泡剂1~4份和去离子水50~60份；
所述耐高温颗粒按重量份计包括颗粒硅藻土20~30份、二氧化硅10~15份和白炭黑10~15份；
所述植物纤维按重量份计包括木屑10~18份、棕榈6~15份、椰壳2~10份和麦秆1~4份；
所述凹凸棒土阻燃剂按重量份计包括凹凸棒土10~15份、磷酸氢二铵1~3份、尿素1~3份、硼砂1~3份、硝酸铝1~2份、吐温-80 1~2份、三氧化二锑1~2份和二氧化硅溶胶1~2份。
2.根据权利要求1所述的防火保温材料，其特征在于，所述补强填料包括以下重量份的原料：滑石粉2~10份、黏土1~6份和玻璃纤维1~3份。
3.根据权利要求1所述的防火保温材料，其特征在于，所述消泡剂为乙烯基聚合物、矿物油或硅氧烷中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的防火保温材料，其特征在于，所述稳定剂为乙二醇或丙二醇。
5.根据权利要求1所述的防火保温材料，其特征在于，所述植物纤维进行杀菌处理，且纤维长度为6~10cm。
6.根据权利要求1所述的防火保温材料，其特征在于，所述耐高温颗粒为多孔结构，粒径为7μm～10mm。
7.根据权利要求1所述的防火保温材料，其特征在于，所述防水剂为有机硅乳液。
8.一种根据权利要求1~7任一项所述的防火保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、按照配比取出耐高温颗粒，放入马弗炉在700~800℃条件下高温煅烧处理1~2h，取出自然冷却后备用；
（2）、制备凹凸棒土木材阻燃剂
首先，称取凹凸棒土，对凹凸棒土进行研磨粉碎得凹凸棒土粉末，加入10~15重量倍清水，在转速1000~1200r/min条件下高速搅拌5~10min得到的混合液，静置50~60min后进行加热，加热温度为60~85℃，加热时间为20~30min，加热后进行干燥处理得到提纯后的凹凸棒土粉末；
其次，按照配比称磷酸氢二铵、尿素、硼砂、硝酸铝、吐温-80、三氧化二锑和二氧化硅溶胶，加入到上述凹凸棒土粉末中，混合均匀得混合物料，向混合物料中加入3~5倍重量的清水，在转速200~300r/min条件下搅拌50~60min，静置后得到凹凸棒土阻燃剂溶液；
最后，向上述凹凸棒土阻燃剂溶液通入50~60℃的热空气使其翻腾，时间为20~30min，静置后进行干燥处理，并将物料研磨成60~80μm的颗粒，得到所述凹凸棒土木材阻燃剂，备用；
（3）、按照配比称取剩余原料与步骤（1）的耐高温颗粒和步骤（2）的凹凸棒土木材阻燃剂混合后加入搅拌釜，常温搅拌混合均匀得到预混料，搅拌速率为100~250r/min，搅拌时间为20~30min；
（4）、将步骤（3）得到的预混料倒入模具中，高压成型，干燥得所述防火保温材料。
9.根据权利要求8所述的防火保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中干燥处理在真空干燥箱中进行，温度为25℃~28℃，真空度为-0.085MPa~-0.095MPa，干燥时间为24~30h。
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