CN107188608A - 一种新型墙体保温材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型墙体保温材料，包括如下重量份的原料：改性凹凸棒石粘土12～18份、膨润土10～20份、矿棉渣15～25份、闭孔膨胀珍珠岩13～21份、漂珠5～10份、聚丙烯酰胺2～5份、粉煤灰18～27份、活性氢氧化钙2～3份、硅酸铝纤维7～12份、废旧塑料袋3～6份、石墨1～3份、发泡剂1～2份、憎水剂1.5～2.3份、无机粘结剂3～15份。所述新型墙体保温材料在具有很好的保温性能的同时，还具有很好的阻燃性能，并且原料来源广泛、成本低，绿色环保。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种新型墙体保温材料及其制备方法。
背景技术
随着传统三大化石能源的日益枯竭，节能环保已成为越来越热的话题。目前，我国建筑能耗逐年大幅上升，已达全国能源总消耗量的45%，对国民经济的发展造成了巨大的负担。因此，建筑节能迫在眉睫。而保持建筑内部的温度，减少其热量散失，是提高建筑能源利用率的一种行之有效的方式。目前，国内80%以上的建筑使用的保温材料主要是以发泡聚苯板、挤塑聚苯板、喷涂聚氨酯、聚苯颗粒等有机材料为主，由于其存在可燃这一致命缺点，近年来的国内多起大型建筑物火灾事故都与这类有机保温材料有很大关系。因此，急需一种性能更加优良的保温材料来更好的满足建筑在节能、防火、保温等方面的要求。
发明内容
本发明提供了一种新型墙体保温材料及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，所述新型墙体保温材料在具有很好的保温性能的同时，还具有很好的阻燃性能，并且原料来源广泛、成本低，绿色环保。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种新型墙体保温材料，包括如下重量份的原料：改性凹凸棒石粘土12～18份、膨润土10～20份、矿棉渣15～25份、闭孔膨胀珍珠岩13～21份、漂珠5～10份、聚丙烯酰胺2～5份、粉煤灰18～27份、活性氢氧化钙2～3份、硅酸铝纤维7～12份、废旧塑料袋3～6份、石墨1～3份、发泡剂1～2份、憎水剂1.5～2.3份、无机粘结剂3～15份。
优选的，所述新型墙体保温材料，包括如下重量份的原料：改性凹凸棒石粘土14～16份、膨润土13～18份、矿棉渣17～24份、闭孔膨胀珍珠岩15～20份、漂珠6～9份、聚丙烯酰胺3～4份、粉煤灰21～25份、活性氢氧化钙2.3～2.7份、硅酸铝纤维9～11份、废旧塑料袋4～5份、石墨1.3～2.6份、发泡剂1.2～1.7份、憎水剂1.9～2.1份、无机粘结剂6～12份。
优选的，所述新型墙体保温材料，包括如下重量份的原料：改性凹凸棒石粘土15份、膨润土16份、矿棉渣22份、闭孔膨胀珍珠岩18份、漂珠7份、聚丙烯酰胺3.5份、粉煤灰24份、活性氢氧化钙2.6份、硅酸铝纤维10份、废旧塑料袋4.5份、石墨1.9份、发泡剂1.5份、憎水剂2份、无机粘结剂8份。
优选的，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：
（1）称取凹凸棒石粘土在干燥箱中100～130℃预热干燥1～2h，加入占凹凸棒石粘土质量百分比8～12%的25%氨水溶液，在65～75℃下搅拌2～3h，过滤出凹凸棒石粘土，干燥；
（2）再向干燥后的凹凸棒石粘土中加入其质量3～5%的偶联剂，在55～65℃下搅拌3～4h，过滤出凹凸棒石粘土；
（3）最后将过滤出的凹凸棒石粘土输送至真空干燥箱内，在真空度为0.05～0.1Mpa，90～100℃的条件下干燥加热2～3h后得改性凹凸棒石粘土。
优选的，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠或者十二烷基苯磺酸钠。
优选的，所述无机粘结剂为磷酸镁、磷酸铝、硼酸铝或硼酸钙中的任一种。
优选的，所述憎水剂为硬脂酸钙、硬脂酸铝或甲基硅酸钠中的任一种。
一种制备所述新型墙体保温材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取改性凹凸棒石粘土、膨润土、矿棉渣、闭孔膨胀珍珠岩、漂珠、聚丙烯酰胺、粉煤灰、活性氢氧化钙、硅酸铝纤维、废旧塑料袋、石墨、发泡剂、憎水剂、无机粘结剂，备用；
（2）将改性凹凸棒石粘土、膨润土及粉煤灰混合加水配制成固含量为30%～40%，置于球磨机中球磨1～2小时，然后加入发泡剂，放入发泡机中发泡处理，得发泡浆料；
（3）将矿棉渣粉碎放入步骤（2）得到的发泡浆料中，搅拌混合均匀，再加入闭孔膨胀珍珠岩、漂珠和聚丙烯酰胺，置于高混机中，加热至100～110℃，加水配制成固含量为40%～50%，搅拌30～50分钟，冷却至常温，得混合浆料A；
（4）将废旧塑料袋拉丝成条，加入至步骤（3）得到的混合浆料A中，再加入活性氢氧化钙、硅酸铝纤维和石墨，搅拌混合均匀，置于高速分散机中加入憎水剂、无机粘结剂，高速分散15～35分钟，制得混合浆料；
（5）将步骤（4）得到的混合浆料置于模具中，常温放置待生坯与模具边缘脱离后取出，干燥，烧结得到所述新型墙体保温材料。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述的新型墙体保温材料在具有很好的保温性能的同时，还具有很好的阻燃性能，并且原料来源广泛、成本低，绿色环保，具体如下：
（1）本发明所述的新型墙体保温材料原料中添加了改性凹凸棒石粘土、膨润土及粉煤灰，改性凹凸棒石粘土、膨润土及粉煤灰之间相互协同作用，使得所述保温材料具有很低的热导率、低膨胀系数、热稳定性、具有很好的抗蠕变性和抗侵蚀性等特点，可以使得该保温材料与建筑物同寿命；
（2）本发明所述的新型墙体保温材料原料中添加了矿棉渣、闭孔膨胀珍珠岩、漂珠，漂珠具有优异的保温绝热和防火性能，闭孔珍珠岩具有耐火、保温、持久、耐腐蚀的优点，漂珠和闭孔膨胀珍珠岩显著改善了所述保温材料的阻燃性，矿渣棉与其混合材料的结合，解决纯矿渣棉平板吸水性差的问题，提高了抗拉抗压强度，避免收缩，开裂现象，延长了其使用寿命；
（3）本发明将机械发泡和注浆成型两种工艺结合，利用机械发泡制备泡沫浆料，利用注浆成型工艺制备生坯，操作简单，烧结过程中无废弃物排放，既节约成本也保护环境，适合工业化生产。
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
本实施例涉及一种新型墙体保温材料，包括如下重量份的原料：改性凹凸棒石粘土12份、膨润土10份、矿棉渣15份、闭孔膨胀珍珠岩13份、漂珠5份、聚丙烯酰胺2份、粉煤灰18份、活性氢氧化钙2份、硅酸铝纤维7份、废旧塑料袋3份、石墨1份、发泡剂1份、憎水剂1.5份、无机粘结剂3份。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：
（1）称取凹凸棒石粘土在干燥箱中100℃预热干燥1h，加入占凹凸棒石粘土质量百分比8%的25%氨水溶液，在65℃下搅拌2h，过滤出凹凸棒石粘土，干燥；
（2）再向干燥后的凹凸棒石粘土中加入其质量3%的偶联剂，在55℃下搅拌3h，过滤出凹凸棒石粘土；
（3）最后将过滤出的凹凸棒石粘土输送至真空干燥箱内，在真空度为0.05Mpa，90℃的条件下干燥加热2～3h后得改性凹凸棒石粘土。
其中，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠。
其中，所述无机粘结剂为磷酸镁。
其中，所述憎水剂为硬脂酸钙。
一种制备所述新型墙体保温材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取改性凹凸棒石粘土、膨润土、矿棉渣、闭孔膨胀珍珠岩、漂珠、聚丙烯酰胺、粉煤灰、活性氢氧化钙、硅酸铝纤维、废旧塑料袋、石墨、发泡剂、憎水剂、无机粘结剂，备用；
（2）将改性凹凸棒石粘土、膨润土及粉煤灰混合加水配制成固含量为30%，置于球磨机中球磨1小时，然后加入发泡剂，放入发泡机中发泡处理，得发泡浆料；
（3）将矿棉渣粉碎放入步骤（2）得到的发泡浆料中，搅拌混合均匀，再加入闭孔膨胀珍珠岩、漂珠和聚丙烯酰胺，置于高混机中，加热至100℃，加水配制成固含量为40%，搅拌30分钟，冷却至常温，得混合浆料A；
（4）将废旧塑料袋拉丝成条，加入至步骤（3）得到的混合浆料A中，再加入活性氢氧化钙、硅酸铝纤维和石墨，搅拌混合均匀，置于高速分散机中加入憎水剂、无机粘结剂，高速分散15分钟，制得混合浆料；
（5）将步骤（4）得到的混合浆料置于模具中，常温放置待生坯与模具边缘脱离后取出，干燥，烧结得到所述新型墙体保温材料。
实施例2
本实施例涉及一种新型墙体保温材料，包括如下重量份的原料：改性凹凸棒石粘土18份、膨润土20份、矿棉渣25份、闭孔膨胀珍珠岩21份、漂珠10份、聚丙烯酰胺5份、粉煤灰27份、活性氢氧化钙3份、硅酸铝纤维12份、废旧塑料袋6份、石墨3份、发泡剂2份、憎水剂2.3份、无机粘结剂15份。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：
（1）称取凹凸棒石粘土在干燥箱中130℃预热干燥2h，加入占凹凸棒石粘土质量百分比12%的25%氨水溶液，在75℃下搅拌3h，过滤出凹凸棒石粘土，干燥；
（2）再向干燥后的凹凸棒石粘土中加入其质量5%的偶联剂，在65℃下搅拌4h，过滤出凹凸棒石粘土；
（3）最后将过滤出的凹凸棒石粘土输送至真空干燥箱内，在真空度为0.1Mpa，100℃的条件下干燥加热3h后得改性凹凸棒石粘土。
其中，所述发泡剂为十二烷基苯磺酸钠。
其中，所述无机粘结剂为磷酸铝。
其中，所述憎水剂为硬脂酸铝。
一种制备所述新型墙体保温材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取改性凹凸棒石粘土、膨润土、矿棉渣、闭孔膨胀珍珠岩、漂珠、聚丙烯酰胺、粉煤灰、活性氢氧化钙、硅酸铝纤维、废旧塑料袋、石墨、发泡剂、憎水剂、无机粘结剂，备用；
（2）将改性凹凸棒石粘土、膨润土及粉煤灰混合加水配制成固含量为40%，置于球磨机中球磨2小时，然后加入发泡剂，放入发泡机中发泡处理，得发泡浆料；
（3）将矿棉渣粉碎放入步骤（2）得到的发泡浆料中，搅拌混合均匀，再加入闭孔膨胀珍珠岩、漂珠和聚丙烯酰胺，置于高混机中，加热至110℃，加水配制成固含量为50%，搅拌50分钟，冷却至常温，得混合浆料A；
（4）将废旧塑料袋拉丝成条，加入至步骤（3）得到的混合浆料A中，再加入活性氢氧化钙、硅酸铝纤维和石墨，搅拌混合均匀，置于高速分散机中加入憎水剂、无机粘结剂，高速分散35分钟，制得混合浆料；
（5）将步骤（4）得到的混合浆料置于模具中，常温放置待生坯与模具边缘脱离后取出，干燥，烧结得到所述新型墙体保温材料。
实施例3
本实施例涉及一种新型墙体保温材料，包括如下重量份的原料：改性凹凸棒石粘土14份、膨润土13份、矿棉渣17份、闭孔膨胀珍珠岩15份、漂珠6份、聚丙烯酰胺3份、粉煤灰21份、活性氢氧化钙2.3份、硅酸铝纤维9份、废旧塑料袋4份、石墨1.3份、发泡剂1.2份、憎水剂1.9份、无机粘结剂6份。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：
（1）称取凹凸棒石粘土在干燥箱中108℃预热干燥1.2h，加入占凹凸棒石粘土质量百分比9%的25%氨水溶液，在68℃下搅拌2.3h，过滤出凹凸棒石粘土，干燥；
（2）再向干燥后的凹凸棒石粘土中加入其质量4%的偶联剂，在57℃下搅拌3.2h，过滤出凹凸棒石粘土；
（3）最后将过滤出的凹凸棒石粘土输送至真空干燥箱内，在真空度为0.06Mpa，92℃的条件下干燥加热2.3h后得改性凹凸棒石粘土。
其中，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠。
其中，所述无机粘结剂为硼酸铝。
其中，所述憎水剂为甲基硅酸钠。
一种制备所述新型墙体保温材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取改性凹凸棒石粘土、膨润土、矿棉渣、闭孔膨胀珍珠岩、漂珠、聚丙烯酰胺、粉煤灰、活性氢氧化钙、硅酸铝纤维、废旧塑料袋、石墨、发泡剂、憎水剂、无机粘结剂，备用；
（2）将改性凹凸棒石粘土、膨润土及粉煤灰混合加水配制成固含量为32%，置于球磨机中球磨1.2小时，然后加入发泡剂，放入发泡机中发泡处理，得发泡浆料；
（3）将矿棉渣粉碎放入步骤（2）得到的发泡浆料中，搅拌混合均匀，再加入闭孔膨胀珍珠岩、漂珠和聚丙烯酰胺，置于高混机中，加热至102℃，加水配制成固含量为43%，搅拌35分钟，冷却至常温，得混合浆料A；
（4）将废旧塑料袋拉丝成条，加入至步骤（3）得到的混合浆料A中，再加入活性氢氧化钙、硅酸铝纤维和石墨，搅拌混合均匀，置于高速分散机中加入憎水剂、无机粘结剂，高速分散20分钟，制得混合浆料；
（5）将步骤（4）得到的混合浆料置于模具中，常温放置待生坯与模具边缘脱离后取出，干燥，烧结得到所述新型墙体保温材料。
实施例4
本实施例涉及一种新型墙体保温材料，包括如下重量份的原料：改性凹凸棒石粘土16份、膨润土18份、矿棉渣24份、闭孔膨胀珍珠岩20份、漂珠9份、聚丙烯酰胺4份、粉煤灰25份、活性氢氧化钙2.7份、硅酸铝纤维11份、废旧塑料袋5份、石墨2.6份、发泡剂1.7份、憎水剂2.1份、无机粘结剂12份。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：
（1）称取凹凸棒石粘土在干燥箱中115℃预热干燥1.5h，加入占凹凸棒石粘土质量百分比10%的25%氨水溶液，在70℃下搅拌2.5h，过滤出凹凸棒石粘土，干燥；
（2）再向干燥后的凹凸棒石粘土中加入其质量4%的偶联剂，在60℃下搅拌3.5h，过滤出凹凸棒石粘土；
（3）最后将过滤出的凹凸棒石粘土输送至真空干燥箱内，在真空度为0.07Mpa，95℃的条件下干燥加热2.5h后得改性凹凸棒石粘土。
其中，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠。
其中，所述无机粘结剂为硼酸钙。
其中，所述憎水剂为硬脂酸钙。
一种制备所述新型墙体保温材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取改性凹凸棒石粘土、膨润土、矿棉渣、闭孔膨胀珍珠岩、漂珠、聚丙烯酰胺、粉煤灰、活性氢氧化钙、硅酸铝纤维、废旧塑料袋、石墨、发泡剂、憎水剂、无机粘结剂，备用；
（2）将改性凹凸棒石粘土、膨润土及粉煤灰混合加水配制成固含量为35%，置于球磨机中球磨1.5小时，然后加入发泡剂，放入发泡机中发泡处理，得发泡浆料；
（3）将矿棉渣粉碎放入步骤（2）得到的发泡浆料中，搅拌混合均匀，再加入闭孔膨胀珍珠岩、漂珠和聚丙烯酰胺，置于高混机中，加热至105℃，加水配制成固含量为45%，搅拌40分钟，冷却至常温，得混合浆料A；
（4）将废旧塑料袋拉丝成条，加入至步骤（3）得到的混合浆料A中，再加入活性氢氧化钙、硅酸铝纤维和石墨，搅拌混合均匀，置于高速分散机中加入憎水剂、无机粘结剂，高速分散25分钟，制得混合浆料；
（5）将步骤（4）得到的混合浆料置于模具中，常温放置待生坯与模具边缘脱离后取出，干燥，烧结得到所述新型墙体保温材料。
实施例5
本实施例涉及一种新型墙体保温材料，包括如下重量份的原料：改性凹凸棒石粘土15份、膨润土16份、矿棉渣22份、闭孔膨胀珍珠岩18份、漂珠7份、聚丙烯酰胺3.5份、粉煤灰24份、活性氢氧化钙2.6份、硅酸铝纤维10份、废旧塑料袋4.5份、石墨1.9份、发泡剂1.5份、憎水剂2份、无机粘结剂8份。
其中，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：
（1）称取凹凸棒石粘土在干燥箱中122℃预热干燥1.7h，加入占凹凸棒石粘土质量百分比11%的25%氨水溶液，在72℃下搅拌2.7h，过滤出凹凸棒石粘土，干燥；
（2）再向干燥后的凹凸棒石粘土中加入其质量4%的偶联剂，在63℃下搅拌3.8h，过滤出凹凸棒石粘土；
（3）最后将过滤出的凹凸棒石粘土输送至真空干燥箱内，在真空度为0.09Mpa，98℃的条件下干燥加热2.8h后得改性凹凸棒石粘土。
其中，所述发泡剂为十二烷基苯磺酸钠。
其中，所述无机粘结剂为磷酸镁。
其中，所述憎水剂为硬脂酸钙。
一种制备所述新型墙体保温材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取改性凹凸棒石粘土、膨润土、矿棉渣、闭孔膨胀珍珠岩、漂珠、聚丙烯酰胺、粉煤灰、活性氢氧化钙、硅酸铝纤维、废旧塑料袋、石墨、发泡剂、憎水剂、无机粘结剂，备用；
（2）将改性凹凸棒石粘土、膨润土及粉煤灰混合加水配制成固含量为38%，置于球磨机中球磨1.9小时，然后加入发泡剂，放入发泡机中发泡处理，得发泡浆料；
（3）将矿棉渣粉碎放入步骤（2）得到的发泡浆料中，搅拌混合均匀，再加入闭孔膨胀珍珠岩、漂珠和聚丙烯酰胺，置于高混机中，加热至109℃，加水配制成固含量为47%，搅拌45分钟，冷却至常温，得混合浆料A；
（4）将废旧塑料袋拉丝成条，加入至步骤（3）得到的混合浆料A中，再加入活性氢氧化钙、硅酸铝纤维和石墨，搅拌混合均匀，置于高速分散机中加入憎水剂、无机粘结剂，高速分散30分钟，制得混合浆料；
（5）将步骤（4）得到的混合浆料置于模具中，常温放置待生坯与模具边缘脱离后取出，干燥，烧结得到所述新型墙体保温材料。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种新型墙体保温材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：改性凹凸棒石粘土12～18份、膨润土10～20份、矿棉渣15～25份、闭孔膨胀珍珠岩13～21份、漂珠5～10份、聚丙烯酰胺2～5份、粉煤灰18～27份、活性氢氧化钙2～3份、硅酸铝纤维7～12份、废旧塑料袋3～6份、石墨1～3份、发泡剂1～2份、憎水剂1.5～2.3份、无机粘结剂3～15份。
2.根据权利要求1所述的新型墙体保温材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：改性凹凸棒石粘土14～16份、膨润土13～18份、矿棉渣17～24份、闭孔膨胀珍珠岩15～20份、漂珠6～9份、聚丙烯酰胺3～4份、粉煤灰21～25份、活性氢氧化钙2.3～2.7份、硅酸铝纤维9～11份、废旧塑料袋4～5份、石墨1.3～2.6份、发泡剂1.2～1.7份、憎水剂1.9～2.1份、无机粘结剂6～12份。
3.根据权利要求1所述的新型墙体保温材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：改性凹凸棒石粘土15份、膨润土16份、矿棉渣22份、闭孔膨胀珍珠岩18份、漂珠7份、聚丙烯酰胺3.5份、粉煤灰24份、活性氢氧化钙2.6份、硅酸铝纤维10份、废旧塑料袋4.5份、石墨1.9份、发泡剂1.5份、憎水剂2份、无机粘结剂8份。
4.根据权利要求1所述的新型墙体保温材料，其特征在于，所述改性凹凸棒石粘土由以下方法制得：
（1）称取凹凸棒石粘土在干燥箱中100～130℃预热干燥1～2h，加入占凹凸棒石粘土质量百分比8～12%的25%氨水溶液，在65～75℃下搅拌2～3h，过滤出凹凸棒石粘土，干燥；
（2）再向干燥后的凹凸棒石粘土中加入其质量3～5%的偶联剂，在55～65℃下搅拌3～4h，过滤出凹凸棒石粘土；
（3）最后将过滤出的凹凸棒石粘土输送至真空干燥箱内，在真空度为0.05～0.1Mpa，90～100℃的条件下干燥加热2～3h后得改性凹凸棒石粘土。
5.根据权利要求1所述的新型墙体保温材料，其特征在于，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠或者十二烷基苯磺酸钠。
6.根据权利要求1所述的新型墙体保温材料，其特征在于，所述无机粘结剂为磷酸镁、磷酸铝、硼酸铝或硼酸钙中的任一种。
7.根据权利要求1所述的新型墙体保温材料，其特征在于，所述憎水剂为硬脂酸钙、硬脂酸铝或甲基硅酸钠中的任一种。
8.一种制备权利要求1～7任一项所述新型墙体保温材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取改性凹凸棒石粘土、膨润土、矿棉渣、闭孔膨胀珍珠岩、漂珠、聚丙烯酰胺、粉煤灰、活性氢氧化钙、硅酸铝纤维、废旧塑料袋、石墨、发泡剂、憎水剂、无机粘结剂，备用；
（2）将改性凹凸棒石粘土、膨润土及粉煤灰混合加水配制成固含量为30%～40%，置于球磨机中球磨1～2小时，然后加入发泡剂，放入发泡机中发泡处理，得发泡浆料；
（3）将矿棉渣粉碎放入步骤（2）得到的发泡浆料中，搅拌混合均匀，再加入闭孔膨胀珍珠岩、漂珠和聚丙烯酰胺，置于高混机中，加热至100～110℃，加水配制成固含量为40%～50%，搅拌30～50分钟，冷却至常温，得混合浆料A；
（4）将废旧塑料袋拉丝成条，加入至步骤（3）得到的混合浆料A中，再加入活性氢氧化钙、硅酸铝纤维和石墨，搅拌混合均匀，置于高速分散机中加入憎水剂、无机粘结剂，高速分散15～35分钟，制得混合浆料；
（5）将步骤（4）得到的混合浆料置于模具中，常温放置待生坯与模具边缘脱离后取出，干燥，烧结得到所述新型墙体保温材料。
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