CN107200532A - 一种墙体专用新型保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种墙体专用新型保温材料及其制备方法，它包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥30~60份、植物纤维10~30份、多元醇15~26份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯30~60份、微孔钙酸钠6~18份、超细玻璃棉12~24份、复合阻燃剂5~15份、硅酸钙13~19份、粘结剂3~10份、渗透剂8~18份、增滑剂2~15份。本发明采用玻璃棉和植物纤维作为保温材料的主要原料，具有导热系数低，密度小的特点，取料容易，成本低。

Description

一种墙体专用新型保温材料及其制备方法
技术领域
本发明属于新材料领域，具体涉及一种墙体专用新型保温材料及其制备方法。
背景技术
保温材料广泛应用于冰箱、冷库、冰柜、冷藏车的绝热材料，建筑物、储罐及管道等。近年来国外硬质泡沫塑料的研究发展迅速，并且得到了广泛的应用。但国内硬质泡沫塑料由于成本较高，相对发展比较缓慢，因此国内市场还有待进一步开发。并且保温材料不仅要求质轻，还要求有优良的压缩强度、模量和尺寸稳定性，随着科技发展和生活水平的不断提高，环保保温材料成为重要的研究课题。
保温材料一般是指热导系数小于或等于0.2的材料，保温材料发展的很快，在工业和建筑中采用良好的保温技术与材料，往往可以起到事半功倍的效果，建筑中每使用一吨矿物质棉绝热制品，一年可以节约一吨石油。
传统的保温材料具有体积密度大、导热系数高、潮湿空气中易吸收水分等缺陷，不适用于家居墙体。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种墙体专用新型保温材料及其制备方法，它具有密度小，导热系数低的特点。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种墙体专用新型保温材料，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥30~60份、植物纤维10~30份、多元醇15~26份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯30~60份、微孔钙酸钠6~18份、超细玻璃棉12~24份、复合阻燃剂5~15份、硅酸钙13~19份、粘结剂3~10份、渗透剂8~18份、增滑剂2~15份。
优选地，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥30份、植物纤维10份、多元醇15份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯30份、微孔钙酸钠6份、超细玻璃棉12份、复合阻燃剂5份、硅酸钙13份、粘结剂3份、渗透剂8份、增滑剂2份。
优选地，所述硅酸盐水泥为强度等级为52.5R的粉煤灰硅酸盐水泥，所述超细玻璃棉为200~300目的超细玻璃棉，所述植物纤维长度为200~400μm。
优选地，所述超细玻璃棉为由废旧碎玻璃熔融再离心喷吹制成的细、短、絮状玻璃棉，所述超细玻璃棉的热导率为0.1~0.3W/mK。
优选地，所述增滑剂选自聚二甲硅氧烷、聚苯基甲基硅氧烷、油酸酰胺、聚醚改性聚二甲基硅氧烷和聚丙烯蜡中的一种或者多种。
优选地，所述复合阻燃剂按照重量份包括膨胀珍珠岩20~40份、氢氧化铝3~15份、氢氧化镁3~12份、硅烷偶联剂6~14份。
本发明还公开了一种墙体专用新型保温材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备复合阻燃剂
取出膨胀珍珠岩，放入马弗炉中在300~400℃下煅烧30~50min，取出冷却后加入10~20倍重量份的水中，在100~300r/min条件下加热搅拌30~50min，加热温度保持为90~100℃得到悬浊液，干燥处理得到纯化后的膨胀珍珠岩；将纯化后的膨胀珍珠岩与氢氧化镁和/或氢氧化铝放入高速搅拌机，在1000~1500r/min条件下搅拌混合30~40min，然后加入硅烷偶联剂，继续混合搅拌10~30min，得到复合阻燃剂，备用；
步骤2：按照配比称取剩余原料与步骤1得到的复合阻燃剂混合加入搅拌机中，以30~50℃的温度搅拌混合均匀得到预混合物，搅拌速率为100~200r/min，搅拌时间为20~80min；
步骤3：将步骤2得到的预混合物倒入模具中，压制成型，放置15~35min后成型脱模，在室温条件下放置1~2h得到保温材料半成品，随后，将成型脱模后的保温材料半成品放入烘干箱中在60~80℃的条件下干燥30~50min，冷却后即得用于墙体专用新型保温材料。
优选地，所述步骤3得到的用于墙体专用新型保温材料的含水量为10~20%。
优选地，所述步骤3中的压制成型的压力设定为0.60~0.80MPa。
优选地，所述步骤3进一步包括对得到的用于墙体专用新型保温材料采用真空包装的方式包装，所述真空包装采用热箱固定瞬间的加热方式。
本发明的有益效果在于：（1）本发明提供的一种墙体专用新型保温材料，克服了传统保温材料在体积密度大、导热系数高、潮湿空气中易吸收水分等缺陷；
（2）本发明所采用的的真空包装为热箱固定瞬间加热方式，可以节约能源，并且其电热排列特殊，热量分布均匀；
（3）本发明将膨胀珍珠岩作为复合阻燃剂的重要载体，膨胀珍珠岩具有多孔结构，将氢氧化镁和氢氧化铝与膨胀珍珠岩混合，充分利用了膨胀珍珠岩的多孔结构，使得氢氧化镁和氢氧化铝进入到膨胀珍珠岩的微孔中，避免了膨胀珍珠岩由于多孔结构而导致的保温材料具有吸附功能，使空气和水分自由进出。
（4）本发明制备方法简单、条件温和，制备时将复合阻燃剂单独制备，保证阻燃剂的阻燃性能，制备过程不会产生对环境及人体有害的物质，成本较低，安全环保，适合工业化推广生产。
（5）本发明采用氢氧化镁和氢氧化铝作为重要阻燃剂，阻燃机理就是通过提高聚合物的热容，使其在达到热分解温度前吸收更多的热量，从而提高其阻燃性能，氢氧化镁和氢氧化铝充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性，提高复合阻燃剂自身的阻燃能力；
（6）本发明采用玻璃棉和植物纤维作为保温材料的主要原料，具有导热系数低，密度小的特点，取料容易，成本低。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
实施例1
一种墙体专用新型保温材料，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥30份、植物纤维10份、多元醇15份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯30份、微孔钙酸钠6份、超细玻璃棉12份、复合阻燃剂5份、硅酸钙13份、粘结剂3份、渗透剂8份、增滑剂2份。
其中，所述硅酸盐水泥为强度等级为52.5R的粉煤灰硅酸盐水泥，所述超细玻璃棉为200目的超细玻璃棉，所述植物纤维长度为200μm。
其中，所述超细玻璃棉为由废旧碎玻璃熔融再离心喷吹制成的细、短、絮状玻璃棉，所述超细玻璃棉的热导率为0.1W/mK。
其中，所述增滑剂选自聚二甲硅氧烷、聚苯基甲基硅氧烷、油酸酰胺、聚醚改性聚二甲基硅氧烷和聚丙烯蜡中的一种或者多种。
其中，所述复合阻燃剂按照重量份包括膨胀珍珠岩20份、氢氧化铝3份、氢氧化镁3份、硅烷偶联剂6份。
本实施例还说明了一种墙体专用新型保温材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备复合阻燃剂
取出膨胀珍珠岩，放入马弗炉中在300℃下煅烧30min，取出冷却后加入10倍重量份的水中，在100r/min条件下加热搅拌30min，加热温度保持为90℃得到悬浊液，干燥处理得到纯化后的膨胀珍珠岩；将纯化后的膨胀珍珠岩与氢氧化镁和/或氢氧化铝放入高速搅拌机，在1000r/min条件下搅拌混合30min，然后加入硅烷偶联剂，继续混合搅拌10min，得到复合阻燃剂，备用；
步骤2：按照配比称取剩余原料与步骤1得到的复合阻燃剂混合加入搅拌机中，以30℃的温度搅拌混合均匀得到预混合物，搅拌速率为100r/min，搅拌时间为20min；
步骤3：将步骤2得到的预混合物倒入模具中，压制成型，放置15min后成型脱模，在室温条件下放置1h得到保温材料半成品，随后，将成型脱模后的保温材料半成品放入烘干箱中在60℃的条件下干燥30min，冷却后即得用于墙体专用新型保温材料。
其中，所述步骤3得到的用于墙体专用新型保温材料的含水量为10%。
其中，所述步骤3中的压制成型的压力设定为0.60MPa。
其中，所述步骤3进一步包括对得到的用于墙体专用新型保温材料采用真空包装的方式包装，所述真空包装采用热箱固定瞬间的加热方式。
实施例2
一种墙体专用新型保温材料，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥50份、植物纤维20份、多元醇20份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯50份、微孔钙酸钠12份、超细玻璃棉18份、复合阻燃剂10份、硅酸钙15份、粘结剂7份、渗透剂10份、增滑剂8份。
其中，所述硅酸盐水泥为强度等级为52.5R的粉煤灰硅酸盐水泥，所述超细玻璃棉为200~300目的超细玻璃棉，所述植物纤维长度为300μm。
其中，所述超细玻璃棉为由废旧碎玻璃熔融再离心喷吹制成的细、短、絮状玻璃棉，所述超细玻璃棉的热导率为0.2W/mK。
其中，所述增滑剂选自聚二甲硅氧烷、聚苯基甲基硅氧烷、油酸酰胺、聚醚改性聚二甲基硅氧烷和聚丙烯蜡中的一种或者多种。
其中，所述复合阻燃剂按照重量份包括膨胀珍珠岩30份、氢氧化铝10份、氢氧化镁8份、硅烷偶联剂10份。
本实施例还说明了一种墙体专用新型保温材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备复合阻燃剂
取出膨胀珍珠岩，放入马弗炉中在350℃下煅烧40min，取出冷却后加入15倍重量份的水中，在200r/min条件下加热搅拌40min，加热温度保持为100℃得到悬浊液，干燥处理得到纯化后的膨胀珍珠岩；将纯化后的膨胀珍珠岩与氢氧化镁和/或氢氧化铝放入高速搅拌机，在1200r/min条件下搅拌混合35min，然后加入硅烷偶联剂，继续混合搅拌20min，得到复合阻燃剂，备用；
步骤2：按照配比称取剩余原料与步骤1得到的复合阻燃剂混合加入搅拌机中，以40℃的温度搅拌混合均匀得到预混合物，搅拌速率为150r/min，搅拌时间为40min；
步骤3：将步骤2得到的预混合物倒入模具中，压制成型，放置25min后成型脱模，在室温条件下放置1h得到保温材料半成品，随后，将成型脱模后的保温材料半成品放入烘干箱中在70℃的条件下干燥40min，冷却后即得用于墙体专用新型保温材料。
其中，所述步骤3得到的用于墙体专用新型保温材料的含水量为15%。
其中，所述步骤3中的压制成型的压力设定为0.70MPa。
其中，所述步骤3进一步包括对得到的用于墙体专用新型保温材料采用真空包装的方式包装，所述真空包装采用热箱固定瞬间的加热方式。
实施例3
一种墙体专用新型保温材料，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥60份、植物纤维30份、多元醇26份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯60份、微孔钙酸钠18份、超细玻璃棉24份、复合阻燃剂15份、硅酸钙19份、粘结剂10份、渗透剂18份、增滑剂15份。
其中，所述硅酸盐水泥为强度等级为52.5R的粉煤灰硅酸盐水泥，所述超细玻璃棉为300目的超细玻璃棉，所述植物纤维长度为400μm。
其中，所述超细玻璃棉为由废旧碎玻璃熔融再离心喷吹制成的细、短、絮状玻璃棉，所述超细玻璃棉的热导率为0.3W/mK。
其中，所述增滑剂选自聚二甲硅氧烷、聚苯基甲基硅氧烷、油酸酰胺、聚醚改性聚二甲基硅氧烷和聚丙烯蜡中的一种或者多种。
其中，所述复合阻燃剂按照重量份包括膨胀珍珠岩40份、氢氧化铝15份、氢氧化镁12份、硅烷偶联剂14份。
本实施例还说明了一种墙体专用新型保温材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备复合阻燃剂
取出膨胀珍珠岩，放入马弗炉中在400℃下煅烧50min，取出冷却后加入20倍重量份的水中，在300r/min条件下加热搅拌50min，加热温度保持为100℃得到悬浊液，干燥处理得到纯化后的膨胀珍珠岩；将纯化后的膨胀珍珠岩与氢氧化镁和/或氢氧化铝放入高速搅拌机，在1500r/min条件下搅拌混合40min，然后加入硅烷偶联剂，继续混合搅拌30min，得到复合阻燃剂，备用；
步骤2：按照配比称取剩余原料与步骤1得到的复合阻燃剂混合加入搅拌机中，以50℃的温度搅拌混合均匀得到预混合物，搅拌速率为200r/min，搅拌时间为80min；
步骤3：将步骤2得到的预混合物倒入模具中，压制成型，放置35min后成型脱模，在室温条件下放置2h得到保温材料半成品，随后，将成型脱模后的保温材料半成品放入烘干箱中在80℃的条件下干燥50min，冷却后即得用于墙体专用新型保温材料。
其中，所述步骤3得到的用于墙体专用新型保温材料的含水量为20%。
其中，所述步骤3中的压制成型的压力设定为0.80MPa。
其中，所述步骤3进一步包括对得到的用于墙体专用新型保温材料采用真空包装的方式包装，所述真空包装采用热箱固定瞬间的加热方式。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管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 (10)

1.一种墙体专用新型保温材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥30~60份、植物纤维10~30份、多元醇15~26份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯30~60份、微孔钙酸钠6~18份、超细玻璃棉12~24份、复合阻燃剂5~15份、硅酸钙13~19份、粘结剂3~10份、渗透剂8~18份、增滑剂2~15份。
2.根据权利要求1所述的一种墙体专用新型保温材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥30份、植物纤维10份、多元醇15份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯30份、微孔钙酸钠6份、超细玻璃棉12份、复合阻燃剂5份、硅酸钙13份、粘结剂3份、渗透剂8份、增滑剂2份。
3.根据权利要求1所述的一种墙体专用新型保温材料，其特征在于：所述硅酸盐水泥为强度等级为52.5R的粉煤灰硅酸盐水泥，所述超细玻璃棉为200~300目的超细玻璃棉，所述植物纤维长度为200~400μm。
4.根据权利要求3所述的一种墙体专用新型保温材料，其特征在于：所述超细玻璃棉为由废旧碎玻璃熔融再离心喷吹制成的细、短、絮状玻璃棉，所述超细玻璃棉的热导率为0.1~0.3W/mK。
5.根据权利要求1所述的一种墙体专用新型保温材料，其特征在于：所述增滑剂选自聚二甲硅氧烷、聚苯基甲基硅氧烷、油酸酰胺、聚醚改性聚二甲基硅氧烷和聚丙烯蜡中的一种或者多种。
6.根据权利要求1所述的一种墙体专用新型保温材料，其特征在于：所述复合阻燃剂按照重量份包括膨胀珍珠岩20~40份、氢氧化铝3~15份、氢氧化镁3~12份、硅烷偶联剂6~14份。
7.一种如权利要求1~6任一项所述的墙体专用新型保温材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：制备复合阻燃剂
取出膨胀珍珠岩，放入马弗炉中在300~400℃下煅烧30~50min，取出冷却后加入10~20倍重量份的水中，在100~300r/min条件下加热搅拌30~50min，加热温度保持为90~100℃得到悬浊液，干燥处理得到纯化后的膨胀珍珠岩；将纯化后的膨胀珍珠岩与氢氧化镁和/或氢氧化铝放入高速搅拌机，在1000~1500r/min条件下搅拌混合30~40min，然后加入硅烷偶联剂，继续混合搅拌10~30min，得到复合阻燃剂，备用；
步骤2：按照配比称取剩余原料与步骤1得到的复合阻燃剂混合加入搅拌机中，以30~50℃的温度搅拌混合均匀得到预混合物，搅拌速率为100~200r/min，搅拌时间为20~80min；
步骤3：将步骤2得到的预混合物倒入模具中，压制成型，放置15~35min后成型脱模，在室温条件下放置1~2h得到保温材料半成品，随后，将成型脱模后的保温材料半成品放入烘干箱中在60~80℃的条件下干燥30~50min，冷却后即得用于墙体专用新型保温材料。
8.根据权利要求7所述的一种墙体专用新型保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3得到的用于墙体专用新型保温材料的含水量为10~20%。
9.根据权利要求7所述的一种墙体专用新型保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的压制成型的压力设定为0.60~0.80MPa。
10.根据权利要求7所述的一种墙体专用新型保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3进一步包括对得到的用于墙体专用新型保温材料采用真空包装的方式包装，所述真空包装采用热箱固定瞬间的加热方式。
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