CN107324720A - 一种新型发泡水泥保温板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型发泡水泥保温板及其制备方法,包括如下重量份数的组分:水泥60‑80份、酚醛树脂20‑40份、粉煤灰15‑35份、纳米中空微珠10‑20份、活性纳米二氧化硅5‑15份、滑石粉2‑8份、纤维增强材料4‑10份、硬脂酸钙1‑5份、微硅粉3‑8份、氮化铝1‑5份、助剂0.5‑1.5份、发泡剂1‑5份和水80‑100份。本发明制备方法包括加入水泥主材、加入添加剂、搅拌、养护、脱模、再养护直至形成发泡水泥成品。本发明制备的发泡水泥板具有较高的保温、防火、隔音、防潮以及抗压等综合性能,可广泛应用于各种需要采取保温措施的建筑外墙保温部位。

Description

一种新型发泡水泥保温板及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑用保温芯材技术领域,具体涉及一种新型发泡水泥保温板及其制备方法。
背景技术
外墙保温是建筑节能工程中的重要措施,外墙保温材料需要具备较高的防水、防潮、隔音以及耐久等性能。传统的外墙保温材料以聚苯乙烯为代表的有机保温材料为主,这些有机材料具有导热系数小、体积密度小、韧性好等优点,但是上述有机保温材料的环保、防火性能以及耐久性较差,而近年来以发泡水泥为代表的无机保温材料能够弥补上述有机保温材料的缺陷,因此迅速成为保温材料的主流。
发泡水泥具有轻质、隔热性好、耐火性好、流动性强及环保等优点,是一种绿色新型环保建材。但是现有技术的发泡水泥保温板材往往存在韧性不足、强度较低、防水性能差等质量问题,非常容易开裂、折断、破损,给运输和施工过程带来了很大的不便。研究发现,上述这些问题往往与发泡剂的选择、泡沫的制备工艺以及与水泥主材料的匹配有密切关系。因此,从这些方面着手研究是提高发泡水泥综合性能的关键。
发明内容
鉴于上述对现有技术的分析,本发明要解决的一个问题是:提供一种新型发泡水泥保温板,通过选择合适的发泡剂、纤维增强材料、水泥主材以及其之间的重量配比,从而提高发泡水泥保温板的保温、防火、隔音、防潮以及抗压等综合性能;本发明要解决的另一个问题是:提供上述新型发泡水泥保温板的制备方法,在制备过程中从组分加入顺序、搅拌速度、搅拌时间、养护时间等各方面严格控制,以保证制备出的发泡水泥具有较高的保温、防火、隔音、防潮以及抗压等综合性能。
鉴于上述第一个要解决的问题,本发明提供如下解决方案:一种新型发泡水泥保温板,包括如下重量份数的组分:水泥60-80份、酚醛树脂20-40份、粉煤灰15-35份、纳米中空微珠10-20份、活性纳米二氧化硅5-15份、滑石粉2-8份、纤维增强材料4-10份、硬脂酸钙1-5份、微硅粉3-8份、氮化铝1-5份、助剂0.5-1.5份、发泡剂1-5份和水80-100份;
所述助剂包括如下重量份数的组分:防水增稠剂3-6份、速凝剂1-5份、稳泡剂0.5-2.5份和减水剂0.4-0.8份。
优选的,所述水泥为采用42.5R硅酸盐水泥。
优选的,所述纳米中空微珠粒度为4-5nm,中空率在80%以上。
优选的,所述纤维增强材料为聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚氨酯纤维和岩棉纤维的一种或两种以上的混合物。
优选的,所述防水增稠剂为油酸钙、油酸、硬脂酸与油酸甲酯中一种或两种以上混合物,所述速凝剂为碳酸铝或者硅酸钠,所述稳泡剂为硬脂酸、聚乙烯醇、氨水和水按照质量比为2-4:3-5:2-4:40-60的混合物,所述减水剂为聚羧酸减水剂、三聚氢铵减水剂或萘系减水剂。
鉴于上述第二个要解决的问题,本发明提供如下的解决方案:一种新型发泡水泥保温板的制备方法,包括以下步骤:
(1)用计量装置将物料按照比例精确计量;
(2)开动搅拌机,将所述重量份的水加入搅拌机中;
(3)将所述重量份的水泥以及所述重量份的粉煤灰和所述酚醛树脂放入搅拌机中,搅拌30-50s;
(4)将所述重量份的纳米中空微珠、活性纳米二氧化硅、滑石粉、纤维增强材料、硬脂酸钙、微硅粉、氮化铝加入所述搅拌机中,搅拌10-20s;
(5)将所述重量份的助剂加入到所述搅拌机中,搅拌10-20s;
(6)将所述重量份的发泡剂放入搅拌机,搅拌5-10s,形成发泡浆液;
(7)将搅拌好的发泡浆液放入成型胎具中,并将其移至养护区固化养护;
(8)将养护好的发泡水泥材料脱模并继续养护3-5d,然后切割,得到发泡水泥保温板材成品。
优选的,所述步骤(6)中将所述发泡浆液的温度调节为30-40℃,再放入成型胎具中。
优选的,所述步骤(7)中的固化养护时间为24-36h。
优选的,所述发泡水泥保温板制备步骤中搅拌速度控制在800-1000r/min。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明提供一种新型发泡水泥保温板,通过选择合适的发泡剂、纤维增强材料、水泥主材以及其之间的重量配比,从而提高发泡水泥保温板的保温、防火、隔音、防潮以及抗压等综合性能,同时本发明在组分加入顺序、搅拌速度、搅拌时间、养护时间等各方面严格控制,保证发泡水泥保温板保温隔音效果,同时制备方法简单,易于实现,适于工业化生产,具体情况如下:
(1)本发明的新型发泡水泥保温板的组份,是在综合考虑了可能影响发泡水泥性能因素的条件下,通过调整发泡水泥材料的原料配方,严格控制各组分的配比,提高了成品发泡水泥内部孔隙率和单孔闭孔率,本发明的发泡水泥孔隙率高大93%,闭孔率大于95%,因此使得本发明的发泡水泥与现有技术的发泡水泥相比,具有更低的导热系数和吸水率,保温隔热隔音等性能也更好;
(2)本发明的新型发泡水泥保温板的组分中特别选择纳米中空微珠、活性纳米二氧化硅等新材料,不仅降低了发泡水泥保温板自身的重量,而且还参与了水泥的水化反应,生成硅酸盐对水泥本身起到增加强度的作用,再加以防水增稠剂、速凝剂、稳泡剂和减水剂等助剂,使得生成的发泡水泥保温板轻质、防火,同时也大大提高了发泡水泥保温板的保温性能,降低了自身的重量,不仅解决了发泡水泥保温板上墙后的安全性,而且具有环保、经济等特点;
(3)本发明的新型发泡水泥保温板使用的材料由无机材料组成,对外综合表现为无机特性,克服了有机保温材料的易燃、强度低、耐老化性差、使用寿命短的缺点,能满足A级阻燃材料相关要求,可广泛应用于各种需要采取保温措施的建筑外墙保温部位,并可以形成严密无缝的完整保温层,最大幅度的减少了散热损失,极大的提高了热能利用率,提升了保温性能;
(4)本发明的发泡水泥的组分中特别添加了纤维增强材料,增强了发泡水泥成品的韧性,降低破损率,便于运输与施工,同时添加的酚醛树脂具有良好的阻燃性和低烟雾性,在火中不燃烧,不熔化,也不会有滴落物,而且有很少的毒性气体排出,对本发明的发泡水泥保温板起到很好的保温隔热作用。
具体实施方式
以下通过实施例形式,对本发明的上述内容再作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例,凡基于本发明上述内容所属实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
一种新型发泡水泥保温板,包括如下重量份数的组分:水泥70份、酚醛树脂30份、粉煤灰20份、纳米中空微珠15份、活性纳米二氧化硅10份、滑石粉5份、纤维增强材料7份、硬脂酸钙3份、微硅粉5份、氮化铝3份、助剂1份、发泡剂3份和水90份;
所述助剂包括如下重量份数的组分:防水增稠剂4.5份、速凝剂3份、稳泡剂1.5份和减水剂0.6份。
其中,所述水泥为采用42.5R硅酸盐水泥。
其中,所述纳米中空微珠粒度为4.5nm,中空率在80%以上。
其中,所述纤维增强材料为聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚氨酯纤维和岩棉纤维的一种或两种以上的混合物。
其中,所述防水增稠剂为油酸钙、油酸、硬脂酸与油酸甲酯中一种或两种以上混合物,所述速凝剂为碳酸铝或者硅酸钠,所述稳泡剂为硬脂酸、聚乙烯醇、氨水和水按照质量比为3:4:3:50的混合物,所述减水剂为聚羧酸减水剂、三聚氢铵减水剂或萘系减水剂。
一种新型发泡水泥保温板的制备方法,包括以下步骤:
(1)用计量装置将物料按照比例精确计量;
(2)开动搅拌机,将所述重量份的水加入搅拌机中;
(3)将所述重量份的水泥以及所述重量份的粉煤灰和所述酚醛树脂放入搅拌机中,搅拌40s;
(4)将所述重量份的纳米中空微珠、活性纳米二氧化硅、滑石粉、纤维增强材料、硬脂酸钙、微硅粉、氮化铝加入所述搅拌机中,搅拌15s;
(5)将所述重量份的助剂加入到所述搅拌机中,搅拌15s;
(6)将所述重量份的发泡剂放入搅拌机,搅拌7s,形成发泡浆液;
(7)将搅拌好的发泡浆液放入成型胎具中,并将其移至养护区固化养护;
(8)将养护好的发泡水泥材料脱模并继续养护4d,然后切割,得到发泡水泥保温板材成品。
其中,所述步骤(6)中将所述发泡浆液的温度调节为35℃,再放入成型胎具中。
其中,所述步骤(7)中的固化养护时间为30h。
其中,所述发泡水泥保温板制备步骤中搅拌速度控制在900r/min。
实施例2
一种新型发泡水泥保温板,包括如下重量份数的组分:水泥60份、酚醛树脂20份、粉煤灰15份、纳米中空微珠10份、活性纳米二氧化硅5份、滑石粉2份、纤维增强材料4份、硬脂酸钙1份、微硅粉3份、氮化铝1份、助剂0.5份、发泡剂1份和水80份;
所述助剂包括如下重量份数的组分:防水增稠剂3份、速凝剂1份、稳泡剂0.5份和减水剂0.4份。
其中,所述水泥为采用42.5R硅酸盐水泥。
其中,所述纳米中空微珠粒度为4nm,中空率在80%以上。
其中,所述纤维增强材料为聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚氨酯纤维和岩棉纤维的一种或两种以上的混合物。
其中,所述防水增稠剂为油酸钙、油酸、硬脂酸与油酸甲酯中一种或两种以上混合物,所述速凝剂为碳酸铝或者硅酸钠,所述稳泡剂为硬脂酸、聚乙烯醇、氨水和水按照质量比为2:3:2:40的混合物,所述减水剂为聚羧酸减水剂、三聚氢铵减水剂或萘系减水剂。
一种新型发泡水泥保温板的制备方法,包括以下步骤:
(1)用计量装置将物料按照比例精确计量;
(2)开动搅拌机,将所述重量份的水加入搅拌机中;
(3)将所述重量份的水泥以及所述重量份的粉煤灰和所述酚醛树脂放入搅拌机中,搅拌30s;
(4)将所述重量份的纳米中空微珠、活性纳米二氧化硅、滑石粉、纤维增强材料、硬脂酸钙、微硅粉、氮化铝加入所述搅拌机中,搅拌10s;
(5)将所述重量份的助剂加入到所述搅拌机中,搅拌10s;
(6)将所述重量份的发泡剂放入搅拌机,搅拌5s,形成发泡浆液;
(7)将搅拌好的发泡浆液放入成型胎具中,并将其移至养护区固化养护;
(8)将养护好的发泡水泥材料脱模并继续养护3d,然后切割,得到发泡水泥保温板材成品。
其中,所述步骤(6)中将所述发泡浆液的温度调节为30℃,再放入成型胎具中。
其中,所述步骤(7)中的固化养护时间为24h。
其中,所述发泡水泥保温板制备步骤中搅拌速度控制在800r/min。
实施例3
一种新型发泡水泥保温板,包括如下重量份数的组分:水泥80份、酚醛树脂40份、粉煤灰35份、纳米中空微珠20份、活性纳米二氧化硅15份、滑石粉8份、纤维增强材料10份、硬脂酸钙5份、微硅粉8份、氮化铝5份、助剂1.5份、发泡剂5份和水100份;
所述助剂包括如下重量份数的组分:防水增稠剂6份、速凝剂5份、稳泡剂2.5份和减水剂0.8份。
其中,所述水泥为采用42.5R硅酸盐水泥。
其中,所述纳米中空微珠粒度为5nm,中空率在80%以上。
其中,所述纤维增强材料为聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚氨酯纤维和岩棉纤维的一种或两种以上的混合物。
其中,所述防水增稠剂为油酸钙、油酸、硬脂酸与油酸甲酯中一种或两种以上混合物,所述速凝剂为碳酸铝或者硅酸钠,所述稳泡剂为硬脂酸、聚乙烯醇、氨水和水按照质量比为4:5:4:60的混合物,所述减水剂为聚羧酸减水剂、三聚氢铵减水剂或萘系减水剂。
一种新型发泡水泥保温板的制备方法,包括以下步骤:
(1)用计量装置将物料按照比例精确计量;
(2)开动搅拌机,将所述重量份的水加入搅拌机中;
(3)将所述重量份的水泥以及所述重量份的粉煤灰和所述酚醛树脂放入搅拌机中,搅拌50s;
(4)将所述重量份的纳米中空微珠、活性纳米二氧化硅、滑石粉、纤维增强材料、硬脂酸钙、微硅粉、氮化铝加入所述搅拌机中,搅拌20s;
(5)将所述重量份的助剂加入到所述搅拌机中,搅拌20s;
(6)将所述重量份的发泡剂放入搅拌机,搅拌10s,形成发泡浆液;
(7)将搅拌好的发泡浆液放入成型胎具中,并将其移至养护区固化养护;
(8)将养护好的发泡水泥材料脱模并继续养护5d,然后切割,得到发泡水泥保温板材成品。
其中,所述步骤(6)中将所述发泡浆液的温度调节为40℃,再放入成型胎具中。
其中,所述步骤(7)中的固化养护时间为36h。
其中,所述发泡水泥保温板制备步骤中搅拌速度控制在1000r/min。
上述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多变化和改变。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种新型发泡水泥保温板,其特征在于,包括如下重量份数的组分:水泥60-80份、酚醛树脂20-40份、粉煤灰15-35份、纳米中空微珠10-20份、活性纳米二氧化硅5-15份、滑石粉2-8份、纤维增强材料4-10份、硬脂酸钙1-5份、微硅粉3-8份、氮化铝1-5份、助剂0.5-1.5份、发泡剂1-5份和水80-100份;
所述助剂包括如下重量份数的组分:防水增稠剂3-6份、速凝剂1-5份、稳泡剂0.5-2.5份和减水剂0.4-0.8份。
2.根据权利要求1所述的新型发泡水泥保温板,其特征在于,所述水泥为采用42.5R硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的新型发泡水泥保温板,其特征在于,所述纳米中空微珠粒度为4-5nm,中空率在80%以上。
4.根据权利要求1所述的新型发泡水泥保温板,其特征在于,所述纤维增强材料为聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚氨酯纤维和岩棉纤维的一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的新型发泡水泥保温板,其特征在于,所述防水增稠剂为油酸钙、油酸、硬脂酸与油酸甲酯中一种或两种以上混合物,所述速凝剂为碳酸铝或者硅酸钠,所述稳泡剂为硬脂酸、聚乙烯醇、氨水和水按照质量比为2-4:3-5:2-4:40-60的混合物,所述减水剂为聚羧酸减水剂、三聚氢铵减水剂或萘系减水剂。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的新型发泡水泥保温板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)用计量装置将物料按照比例精确计量;
(2)开动搅拌机,将所述重量份的水加入搅拌机中;
(3)将所述重量份的水泥以及所述重量份的粉煤灰和所述酚醛树脂放入搅拌机中,搅拌30-50s;
(4)将所述重量份的纳米中空微珠、活性纳米二氧化硅、滑石粉、纤维增强材料、硬脂酸钙、微硅粉、氮化铝加入所述搅拌机中,搅拌10-20s;
(5)将所述重量份的助剂加入到所述搅拌机中,搅拌10-20s;
(6)将所述重量份的发泡剂放入搅拌机,搅拌5-10s,形成发泡浆液;
(7)将搅拌好的发泡浆液放入成型胎具中,并将其移至养护区固化养护;
(8)将养护好的发泡水泥材料脱模并继续养护3-5d,然后切割,得到发泡水泥保温板材成品。
7.根据权利要求6所述的新型发泡水泥保温板的制备方法,其特征在于,所述步骤(6)中将所述发泡浆液的温度调节为30-40℃,再放入成型胎具中。
8.根据权利要求6所述的新型发泡水泥保温板的制备方法,其特征在于,所述步骤(7)中的固化养护时间为24-36h。
9.根据权利要求6所述的新型发泡水泥保温板的制备方法,其特征在于,所述发泡水泥保温板制备步骤中搅拌速度控制在800-1000r/min。
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