CN107602050A - 一种轻量化建筑保温材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其质量配方如下：聚氨酯20‑25份、纳米二氧化钛10‑15份、氧化铝15‑30份、分散剂2‑5份、硅溶胶10‑15份、纳米碳化硅2‑6份、玻璃纤维4‑6份、交联剂2‑5份，并提供了具体的制备方法。本发明的保温材料导热系数低，保温效果显著，强度高，耐老化性能强。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种轻量化建筑保温材料的制备方法。
背景技术
保温材料一般是指导热系数小于或等于0.2的材料，保温材料最早应用于美国国家航天局研制的太空服隔热衬里上，具有导热系数低、密度小、柔韧性高、防火防水等特性。保温材料发展很快，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。
保温材料具有密度小、柔韧性高、防水、可收集多余热量、随意性好、无空腔、可避免负风压撕裂和脱落的特点。
随着科技的发展,建筑轻量化成为了目前的研究热点，针对建筑轻量化的要求，用于建筑的保温材料的轻量化研究也越来越热，但是实际成果还未有体现。
发明内容
本发明的目的是提供一种轻量化建筑保温材料的制备方法，本发明的保温材料导热系数低，保温效果显著，强度高，耐老化性能强。
一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其质量配方如下：
聚氨酯20-25份、纳米二氧化钛10-15份、氧化铝15-30份、分散剂2-5份、硅溶胶10-15份、纳米碳化硅2-6份、玻璃纤维4-6份、交联剂2-5份。
所述分散剂采用聚乙二醇或者十二烷基磺酸钠。
所述交联剂采用过氧化二异丙苯。
所述硅溶胶的二氧化硅浓度为2-6%。
所述保温材料的制备方法如下：
步骤1，将纳米二氧化钛加入至硅溶胶内，搅拌均匀后加入分散剂形成悬浊溶胶液；
步骤2，将氧化铝、纳米碳化硅和玻璃纤维进行球磨搅拌均匀，高温烧结2-4h，得到混合粉末；
步骤3，将混合粉末缓慢加入至悬浊溶胶液中，并搅拌均匀，形成粘稠混合液；
步骤4，将聚氨酯加入至粘稠混合液中，然后密封反应2-5h；
步骤5，将交联剂加入并超声搅拌均匀，密封超声反应2-4h，得到轻量化保温材料。
所述步骤1的搅拌速度为1000-1500r/min，所述搅拌温度为40-60℃，该步骤通过机械搅拌的方式将纳米级的二氧化钛溶解至硅溶胶中，并采用分散剂作为添加剂作用至二氧化钛表面，防止二氧化钛在水中团聚，得到二氧化钛-二氧化硅溶胶。
所述步骤2中的球磨速度为2000-4000r/min，所述高温烧结温度为800-900℃，该步骤将轻量化材料进行搅拌处理，形成均质的稳定粉末，并在高温烧结中去除材料表面的杂质以及材料粒子表面的静电，保证粒子表面的纯净。
所述步骤3中的粉末加入速度为10-15g/min，所述搅拌采用超声搅拌，搅拌频率为1.3-4.5kHz，该步骤将粉末缓慢加入的方式能够起到良好的分散悬浊作用，同时硅溶胶能够负责材料间的粘结，后续采用超声的方式搅拌能够充分保障硅溶胶在混合材料间作用，达到充分混合效果，以及均匀性；同时纳米二氧化钛的加入起到紫外线掩蔽作用和耐火改性作用，保障其内外均一的耐火效果。
所述步骤4中的密封反应温度为60-80℃，该步骤通过密封反应的方式在粉末悬浊液间掺杂聚氨酯，利用聚氨酯的粘结效果将粉末连接在一起，形成稳定均匀的材料粘结液。
所述步骤5中的密封超声反应的温度为130-160℃，所述超声频率为10-30kHz，该步骤将交联剂超声搅拌至分散均匀，能够在聚氨酯内形成稳定的交联结构，采用的交联剂在120℃下形成分解，并且在聚氨酯内法宁，能够显著的提高了聚氨酯的强度及耐老化性能，得到轻量化的建筑保温材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明方法简便，工艺条件温和，生产成本低，可重复性好，能满足工业化要求。
2、本发明减轻了建筑保温材料的质量，降低建筑整体的质量，为实现建筑物轻量化提供坚实的一步，符合当前绿色、环保、无污染和节能的现代建筑要求。
3、本发明的保温材料导热系数低，保温效果显著，强度高，耐老化性能强。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述：
实施例1
一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其质量配方如下：
聚氨酯20份、纳米二氧化钛10份、氧化铝15份、分散剂2份、硅溶胶10份、纳米碳化硅2份、玻璃纤维4份、交联剂2份。
所述分散剂采用聚乙二醇。
所述交联剂采用过氧化二异丙苯。
所述硅溶胶的二氧化硅浓度为2%。
所述保温材料的制备方法如下：
步骤1，将纳米二氧化钛加入至硅溶胶内，搅拌均匀后加入分散剂形成悬浊溶胶液；
步骤2，将氧化铝、纳米碳化硅和玻璃纤维进行球磨搅拌均匀，高温烧结2h，得到混合粉末；
步骤3，将混合粉末缓慢加入至悬浊溶胶液中，并搅拌均匀，形成粘稠混合液；
步骤4，将聚氨酯加入至粘稠混合液中，然后密封反应2h；
步骤5，将交联剂加入并超声搅拌均匀，密封超声反应2h，得到轻量化保温材料。
所述步骤1的搅拌速度为1000r/min，所述搅拌温度为40℃。
所述步骤2中的球磨速度为2000r/min，所述高温烧结温度为800℃。
所述步骤3中的粉末加入速度为10g/min，所述搅拌采用超声搅拌，搅拌频率为1.3kHz。
所述步骤4中的密封反应温度为60℃。
所述步骤5中的密封超声反应的温度为130℃，所述超声频率为10kHz。
实施例2
一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其质量配方如下：
聚氨酯25份、纳米二氧化钛15份、氧化铝30份、分散剂5份、硅溶胶15份、纳米碳化硅6份、玻璃纤维6份、交联剂5份。
所述分散剂采用十二烷基磺酸钠。
所述交联剂采用过氧化二异丙苯。
所述硅溶胶的二氧化硅浓度为6%。
所述保温材料的制备方法如下：
步骤1，将纳米二氧化钛加入至硅溶胶内，搅拌均匀后加入分散剂形成悬浊溶胶液；
步骤2，将氧化铝、纳米碳化硅和玻璃纤维进行球磨搅拌均匀，高温烧结4h，得到混合粉末；
步骤3，将混合粉末缓慢加入至悬浊溶胶液中，并搅拌均匀，形成粘稠混合液；
步骤4，将聚氨酯加入至粘稠混合液中，然后密封反应5h；
步骤5，将交联剂加入并超声搅拌均匀，密封超声反应4h，得到轻量化保温材料。
所述步骤1的搅拌速度为1500r/min，所述搅拌温度为60℃。
所述步骤2中的球磨速度为4000r/min，所述高温烧结温度为900℃。
所述步骤3中的粉末加入速度为15g/min，所述搅拌采用超声搅拌，搅拌频率为4.5kHz。
所述步骤4中的密封反应温度为80℃。
所述步骤5中的密封超声反应的温度为160℃，所述超声频率为30kHz。
实施例3
一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其质量配方如下：
聚氨酯23份、纳米二氧化钛12份、氧化铝17份、分散剂3份、硅溶胶13份、纳米碳化硅4份、玻璃纤维5份、交联剂3份。
所述分散剂采用聚乙二醇。
所述交联剂采用过氧化二异丙苯。
所述硅溶胶的二氧化硅浓度为4%。
所述保温材料的制备方法如下：
步骤1，将纳米二氧化钛加入至硅溶胶内，搅拌均匀后加入分散剂形成悬浊溶胶液；
步骤2，将氧化铝、纳米碳化硅和玻璃纤维进行球磨搅拌均匀，高温烧结3h，得到混合粉末；
步骤3，将混合粉末缓慢加入至悬浊溶胶液中，并搅拌均匀，形成粘稠混合液；
步骤4，将聚氨酯加入至粘稠混合液中，然后密封反应3h；
步骤5，将交联剂加入并超声搅拌均匀，密封超声反应3h，得到轻量化保温材料。
所述步骤1的搅拌速度为1200r/min，所述搅拌温度为50℃。
所述步骤2中的球磨速度为3000r/min，所述高温烧结温度为850℃。
所述步骤3中的粉末加入速度为12g/min，所述搅拌采用超声搅拌，搅拌频率为2.5kHz。
所述步骤4中的密封反应温度为70℃。
所述步骤5中的密封超声反应的温度为140℃，所述超声频率为20kHz。
实施例4
一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其质量配方如下：
聚氨酯22份、纳米二氧化钛13份、氧化铝20份、分散剂4份、硅溶胶14份、纳米碳化硅3份、玻璃纤维5份、交联剂3份。
所述分散剂采用十二烷基磺酸钠。
所述交联剂采用过氧化二异丙苯。
所述硅溶胶的二氧化硅浓度为5%。
所述保温材料的制备方法如下：
步骤1，将纳米二氧化钛加入至硅溶胶内，搅拌均匀后加入分散剂形成悬浊溶胶液；
步骤2，将氧化铝、纳米碳化硅和玻璃纤维进行球磨搅拌均匀，高温烧结4h，得到混合粉末；
步骤3，将混合粉末缓慢加入至悬浊溶胶液中，并搅拌均匀，形成粘稠混合液；
步骤4，将聚氨酯加入至粘稠混合液中，然后密封反应2h；
步骤5，将交联剂加入并超声搅拌均匀，密封超声反应4h，得到轻量化保温材料。
所述步骤1的搅拌速度为1500r/min，所述搅拌温度为50℃。
所述步骤2中的球磨速度为4000r/min，所述高温烧结温度为900℃。
所述步骤3中的粉末加入速度为13g/min，所述搅拌采用超声搅拌，搅拌频率为3.5kHz。
所述步骤4中的密封反应温度为70℃。
所述步骤5中的密封超声反应的温度为150℃，所述超声频率为25kHz。
实施例5
实施例1-3的性能检测效果如下：
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 容重kg/m3 | 187 | 193 | 178 | 174 |
| 导热系数W/m·k | 0.036 | 0.036 | 0.034 | 0.035 |
| 使用温度℃ | 439 | 428 | 434 | 437 |
| 抗压强度MPa | 0.59 | 0.58 | 0.63 | 0.61 |
依据GB10303-89标准，全部符合标准规定。使用后经过两个年度冷热变化的考验保温隔热性能良好。
以上所述仅为本发明的一实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其质量配方如下：
聚氨酯20-25份、纳米二氧化钛10-15份、氧化铝15-30份、分散剂2-5份、硅溶胶10-15份、纳米碳化硅2-6份、玻璃纤维4-6份、交联剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述分散剂采用聚乙二醇或者十二烷基磺酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述交联剂采用过氧化二异丙苯。
4.根据权利要求1所述的一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述硅溶胶的二氧化硅浓度为2-6%。
5.根据权利要求1所述的一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述保温材料的制备方法如下：
步骤1，将纳米二氧化钛加入至硅溶胶内，搅拌均匀后加入分散剂形成悬浊溶胶液；
步骤2，将氧化铝、纳米碳化硅和玻璃纤维进行球磨搅拌均匀，高温烧结2-4h，得到混合粉末；
步骤3，将混合粉末缓慢加入至悬浊溶胶液中，并搅拌均匀，形成粘稠混合液；
步骤4，将聚氨酯加入至粘稠混合液中，然后密封反应2-5h；
步骤5，将交联剂加入并超声搅拌均匀，密封超声反应2-4h，得到轻量化保温材料。
6.根据权利要求5所述的一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1的搅拌速度为1000-1500r/min，所述搅拌温度为40-60℃。
7.根据权利要求5所述的一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的球磨速度为2000-4000r/min，所述高温烧结温度为800-900℃。
8.根据权利要求5所述的一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的粉末加入速度为10-15g/min，所述搅拌采用超声搅拌，搅拌频率为1.3-4.5kHz。
9.根据权利要求5所述的一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中的密封反应温度为60-80℃。
10.根据权利要求5所述的一种轻量化建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5中的密封超声反应的温度为130-160℃，所述超声频率为10-30kHz。
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