CN108191381A - 一种墙体阻燃保温材料及其制备方法 - Google Patents

一种墙体阻燃保温材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种墙体阻燃保温材料及其制备方法，涉及保温材料技术领域，包括以下重量份计的原料：聚酚醛酯12‑20份、聚氨酯16‑25份、有机硅8‑18份、火山灰硅酸盐水泥25‑36份、有机季铵盐改性粘土10‑16份、硅酸钠8‑15份、石英砂10‑17份、电石渣7‑16份、废弃陶瓷渣10‑16份、岩棉8‑19份、陶瓷纤维10‑20份、木质纤维12‑18份、玻璃微珠5‑15份、氧化镁4‑12份、氧化铝4‑12份、发泡剂3‑6份、阻燃剂2‑5份、减水剂2.5‑4份、水35‑50份；本发明保温材料抗老化性和抗压强性能好，保温隔热效果优异，具有极高的阻燃性，使用安全性高，制备方法简易，生产成本低。

Description

一种墙体阻燃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，具体涉及一种墙体阻燃保温材料及其制备方法。
背景技术
建筑物隔热保温是节约能源、改善居住环境和使用功能的一个重要方面。建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例一般在30-40％，绝大部分是采暖和空调的能耗，故建筑节能意义重大。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，可以有效节约能源。随着社会进步和人民生活水平的提高，人们对建筑材料的要求越来越高，尤其是建筑材料中的保温材料。现有技术中的保温材料主要产品为聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料，虽然具有良好的保温性能，但防火阻燃性能不够，在建筑领域应用存在一定的安全问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种墙体阻燃保温材料及其制备方法，本发明保温材料理化性质稳定，抗老化性和抗压强性能好，保温隔热效果优异，具有极高的阻燃性，使用安全性高，制备方法简易，生产成本低。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种墙体阻燃保温材料，包括以下重量份计的原料：
聚酚醛酯12-20份、聚氨酯16-25份、有机硅8-18份、火山灰硅酸盐水泥25-36份、有机季铵盐改性粘土10-16份、硅酸钠8-15份、石英砂10-17份、电石渣7-16份、废弃陶瓷渣10-16份、岩棉8-19份、陶瓷纤维10-20份、木质纤维12-18份、玻璃微珠5-15份、氧化镁4-12份、氧化铝4-12份、发泡剂3-6份、阻燃剂2-5份、减水剂2.5-4份、水35-50份。
优选地，包括以下重量份计的原料：聚酚醛酯15份、聚氨酯20份、有机硅12份、火山灰硅酸盐水泥30份、有机季铵盐改性粘土13份、硅酸钠12份、石英砂14份、电石渣10份、废弃陶瓷渣12份、岩棉13份、陶瓷纤维15份、木质纤维16份、玻璃微珠9份、氧化镁8份、氧化铝8份、发泡剂4.5份、阻燃剂3.8份、减水剂3.2份和水42份。
优选地，所述有机季铵盐改性粘土的制备方法如下：
(a)将粘土和长碳链烷基季铵盐按照质量比8-15:1进行混合，加入一定量的稀盐酸浸没粘土，搅拌混合均匀，得到混合物；
(b)将步骤(a)中制得的混合物放入超声波分散机中，高速分散20-30分钟；
(c)步骤(b)中高速分散后的混合物进行沉降、过滤、烘干，即得所述有机季铵盐改性粘土。
优选地，所述长碳链烷基季铵盐为十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或几种结合。
优选地，所述发泡剂为碳酸铵、亚硝酸铵、硼氢化钾和硼氢化钠中的一种或几种结合。
优选地，所述阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂。
优选地，所述减水剂为密胺树脂系减水剂、聚丙烯酸系减水剂、聚羧酸酯系减水剂和木质素磺酸盐系减水剂中的一种或几种结合。
本发明中还公开了一种上述墙体阻燃保温材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照墙体阻燃保温材料的于原料配方重量份称取各原料；
(2)将电石渣和陶瓷渣混合投入粉碎机中进行粉碎，粉碎至颗粒粒径小于3毫米，得到混合物S1；
(3)将聚酚醛酯、聚氨酯、有机硅和有机季铵盐改性粘土混合后，投入到超声波分散机中进行分散，分散温度130-180摄氏度，分散时间25-40分钟，得到混合物S2；
(4)将火山灰硅酸盐水泥、硅酸钠、石英砂、岩棉、陶瓷纤维、木质纤维份、玻璃微珠、氧化镁投入高速混合机中搅拌混合均匀，然后放入球磨机中研磨15-30分钟，得到混合物S3；
(5)将混合物S1、混合物S2、混合物S3和发泡剂、阻燃剂、减水剂和水混合，升温至85-100摄氏度，以1500-2000转/分钟，搅拌30-45分钟混合均匀，即得混合物S4；
(6)将混合物S4注入成型模具中，挤压成型，成型温度88-95摄氏度，即得成型料；
(7)将成型料进行烘干、切割、筛选、包装，即得所述墙体阻燃保温材料。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明保温材料理化性质稳定，抗老化性和抗压强性能好，保温隔热效果优异，具有极高的阻燃性，使用安全性高，制备方法简易，生产成本低。
(2)本发明原料中添加废弃陶瓷渣和电石渣，不仅解决废弃物对环境的污染和占用空间，而且回收利用作为保温材料，具有良好的阻燃性、抗老化性和保温性能，提高生活环境中废弃物的利用价值，绿色环保。
(3)本发明原料中添加有氧化镁和氧化铝，不仅可以增加材料的抗压强性能和可以增加保温材料的阻燃性。
(4)本发明原料中添加玻璃微珠，玻璃微珠润湿分散容易，可填充于聚氨酯和酚醛树脂中，降低树脂中的孔隙，增加材料的气密性，同时玻璃微珠的导热系数地，空间内部为稀薄的气体，具有良好的隔热保温性能。
(5)本发明原料中添加有有机季铵盐改性粘土，通过反应是有机铵阳离子进入粘土晶层空间，是粘土表面得到改性，晶层间距增加，片层表面被有机离子上的烷基长链覆盖，是粘土表面由亲水性变成亲油性，增加粘土与高分子的亲和性。
(6)本发明制备方法中将聚酚醛酯、聚氨酯、有机硅和有机季铵盐改性粘土混合，改性后粘土具有亲油性，与聚酚醛酯、聚氨酯具有极强的融合性，有机季铵盐改性粘土中的长碳链在粘土片层间以一定方式排列，使粘土晶体层间距增加，有利于聚氨酯和聚酚醛酯高聚合物大分子插层到片层，增强树脂的抗张强度、弹性模量和热变形温度性能等，从而综合提高保温材料的稳定性、抗热性和抗冲击性。
(7)本发明原料中添加的阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂，氢氧化铝阻燃剂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。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种墙体阻燃保温材料，包括以下重量份计的原料：
聚酚醛酯12份、聚氨酯16份、有机硅8份、火山灰硅酸盐水泥25份、有机季铵盐改性粘土10份、硅酸钠8份、石英砂10份、电石渣7份、废弃陶瓷渣10份、岩棉8份、陶瓷纤维10份、木质纤维12份、玻璃微珠5份、氧化镁4份、氧化铝4份、发泡剂3份、阻燃剂2份、减水剂2.5份、水35份。
有机季铵盐改性粘土的制备方法如下：
(a)将粘土和长碳链烷基季铵盐按照质量比8:1进行混合，加入一定量的稀盐酸溶液浸没粘土，搅拌混合均匀，得到混合物；
(b)将步骤(a)中制得的混合物放入超声波分散机中，高速分散20分钟；
(c)步骤(b)中高速分散后的混合物进行沉降、过滤、烘干，即得所述有机季铵盐改性粘土。
长碳链烷基季铵盐为十六烷基三甲基氯化铵。
发泡剂为亚硝酸铵。
阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂。
减水剂为密胺树脂系减水剂。
本实施例中还公开了一种上述墙体阻燃保温材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照墙体阻燃保温材料的于原料配方重量份称取各原料；
(2)将电石渣和陶瓷渣混合投入粉碎机中进行粉碎，粉碎至颗粒粒径小于3毫米，得到混合物S1；
(3)将聚酚醛酯、聚氨酯、有机硅和有机季铵盐改性粘土混合后，投入到超声波分散机中进行分散，分散温度130摄氏度，分散时间25分钟，得到混合物S2；
(4)将火山灰硅酸盐水泥、硅酸钠、石英砂、岩棉、陶瓷纤维、木质纤维份、玻璃微珠、氧化镁投入高速混合机中搅拌混合均匀，然后放入球磨机中研磨15分钟，得到混合物S3；
(5)将混合物S1、混合物S2、混合物S3和发泡剂、阻燃剂、减水剂和水混合，升温至85摄氏度，以1500转/分钟，搅拌30分钟混合均匀，即得混合物S4；
(6)将混合物S4注入成型模具中，挤压成型，成型温度88摄氏度，即得成型料；
(7)将成型料进行烘干、切割、筛选、包装，即得所述墙体阻燃保温材料。
实施例2
一种墙体阻燃保温材料，包括以下重量份计的原料：
聚酚醛酯20份、聚氨酯25份、有机硅18份、火山灰硅酸盐水泥36份、有机季铵盐改性粘土16份、硅酸钠15份、石英砂17份、电石渣16份、废弃陶瓷渣16份、岩棉19份、陶瓷纤维20份、木质纤维18份、玻璃微珠15份、氧化镁12份、氧化铝12份、发泡剂6份、阻燃剂5份、减水剂4份、水50份。
有机季铵盐改性粘土的制备方法如下：
(a)将粘土和长碳链烷基季铵盐按照质量比15:1进行混合，加入一定量的稀盐酸溶液浸没粘土，搅拌混合均匀，得到混合物；
(b)将步骤(a)中制得的混合物放入超声波分散机中，高速分散30分钟；
(c)步骤(b)中高速分散后的混合物进行沉降、过滤、烘干，即得所述有机季铵盐改性粘土。
长碳链烷基季铵盐为十八烷基三甲基氯化铵和十八烷基三甲基溴化铵按照质量比1:1混合组成。
发泡剂为硼氢化钾。
述阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂。
减水剂为木质素磺酸钠和木质素磺酸钾的混合物。
本实施例中还公开了一种上述墙体阻燃保温材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照墙体阻燃保温材料的于原料配方重量份称取各原料；
(2)将电石渣和陶瓷渣混合投入粉碎机中进行粉碎，粉碎至颗粒粒径小于3毫米，得到混合物S1；
(3)将聚酚醛酯、聚氨酯、有机硅和有机季铵盐改性粘土混合后，投入到超声波分散机中进行分散，分散温度180摄氏度，分散时间40分钟，得到混合物S2；
(4)将火山灰硅酸盐水泥、硅酸钠、石英砂、岩棉、陶瓷纤维、木质纤维份、玻璃微珠、氧化镁投入高速混合机中搅拌混合均匀，然后放入球磨机中研磨30分钟，得到混合物S3；
(5)将混合物S1、混合物S2、混合物S3和发泡剂、阻燃剂、减水剂和水混合，升温至100摄氏度，以2000转/分钟，搅拌45分钟混合均匀，即得混合物S4；
(6)将混合物S4注入成型模具中，挤压成型，成型温度95摄氏度，即得成型料；
(7)将成型料进行烘干、切割、筛选、包装，即得所述墙体阻燃保温材料。
实施例3
一种墙体阻燃保温材料，包括以下重量份计的原料：
聚酚醛酯15份、聚氨酯20份、有机硅12份、火山灰硅酸盐水泥30份、有机季铵盐改性粘土13份、硅酸钠12份、石英砂14份、电石渣10份、废弃陶瓷渣12份、岩棉13份、陶瓷纤维15份、木质纤维16份、玻璃微珠9份、氧化镁8份、氧化铝8份、发泡剂4.5份、阻燃剂3.8份、减水剂3.2份和水42份。
有机季铵盐改性粘土的制备方法如下：
(a)将粘土和长碳链烷基季铵盐按照质量比10:1进行混合，加入一定量的稀盐酸溶液浸没粘土，搅拌混合均匀，得到混合物；
(b)将步骤(a)中制得的混合物放入超声波分散机中，高速分散28分钟；
(c)步骤(b)中高速分散后的混合物进行沉降、过滤、烘干，即得所述有机季铵盐改性粘土。
长碳链烷基季铵盐为十六烷基三甲基氯化铵和十八烷基三甲基氯化铵按照质量比3:2混合组成。
发泡剂为碳酸铵和硼氢化钠按照质量比1:1混合组成。
阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂。
减水剂为聚羧酸酯系减水剂。
本实施例中还公开了一种上述墙体阻燃保温材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照墙体阻燃保温材料的于原料配方重量份称取各原料；
(2)将电石渣和陶瓷渣混合投入粉碎机中进行粉碎，粉碎至颗粒粒径小于3毫米，得到混合物S1；
(3)将聚酚醛酯、聚氨酯、有机硅和有机季铵盐改性粘土混合后，投入到超声波分散机中进行分散，分散温度150摄氏度，分散时间35分钟，得到混合物S2；
(4)将火山灰硅酸盐水泥、硅酸钠、石英砂、岩棉、陶瓷纤维、木质纤维份、玻璃微珠、氧化镁投入高速混合机中搅拌混合均匀，然后放入球磨机中研磨25分钟，得到混合物S3；
(5)将混合物S1、混合物S2、混合物S3和发泡剂、阻燃剂、减水剂和水混合，升温至95摄氏度，以1700转/分钟，搅拌40分钟混合均匀，即得混合物S4；
(6)将混合物S4注入成型模具中，挤压成型，成型温度92摄氏度，即得成型料；
(7)将成型料进行烘干、切割、筛选、包装，即得所述墙体阻燃保温材料。
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 (8)

1.一种墙体阻燃保温材料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：聚酚醛酯12-20份、聚氨酯16-25份、有机硅8-18份、火山灰硅酸盐水泥25-36份、有机季铵盐改性粘土10-16份、硅酸钠8-15份、石英砂10-17份、电石渣7-16份、废弃陶瓷渣10-16份、岩棉8-19份、陶瓷纤维10-20份、木质纤维12-18份、玻璃微珠5-15份、氧化镁4-12份、氧化铝4-12份、发泡剂3-6份、阻燃剂2-5份、减水剂2.5-4份、水35-50份。
2.根据权利要求1所述的墙体阻燃保温材料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：聚酚醛酯15份、聚氨酯20份、有机硅12份、火山灰硅酸盐水泥30份、有机季铵盐改性粘土13份、硅酸钠12份、石英砂14份、电石渣10份、废弃陶瓷渣12份、岩棉13份、陶瓷纤维15份、木质纤维16份、玻璃微珠9份、氧化镁8份、氧化铝8份、发泡剂4.5份、阻燃剂3.8份、减水剂3.2份和水42份。
3.根据权利要求1所述的墙体阻燃保温材料，其特征在于，所述有机季铵盐改性粘土的制备方法如下：
(a)将粘土和长碳链烷基季铵盐按照质量比8-15:1进行混合，加入一定量的稀盐酸溶液浸没粘土，搅拌混合均匀，得到混合物；
(b)将步骤(a)中制得的混合物放入超声波分散机中，高速分散20-30分钟；
(c)步骤(b)中高速分散后的混合物进行沉降、过滤、烘干，即得所述有机季铵盐改性粘土。
4.根据权利要求3所述的墙体阻燃保温材料，其特征在于，所述长碳链烷基季铵盐为十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或几种结合。
5.根据权利要求1所述的墙体阻燃保温材料，其特征在于，所述发泡剂为碳酸铵、亚硝酸铵、硼氢化钾和硼氢化钠中的一种或几种结合。
6.根据权利要求1所述的墙体阻燃保温材料，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂。
7.根据权利要求1所述的墙体阻燃保温材料，其特征在于，所述减水剂为密胺树脂系减水剂、聚丙烯酸系减水剂、聚羧酸酯系减水剂和木质素磺酸盐系减水剂中的一种或几种结合。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的墙体阻燃保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照墙体阻燃保温材料的于原料配方重量份称取各原料；
(2)将电石渣和陶瓷渣混合投入粉碎机中进行粉碎，粉碎至颗粒粒径小于3毫米，得到混合物S1；
(3)将聚酚醛酯、聚氨酯、有机硅和有机季铵盐改性粘土混合后，投入到超声波分散机中进行分散，分散温度130-180摄氏度，分散时间25-40分钟，得到混合物S2；
(4)将火山灰硅酸盐水泥、硅酸钠、石英砂、岩棉、陶瓷纤维、木质纤维份、玻璃微珠、氧化镁投入高速混合机中搅拌混合均匀，然后放入球磨机中研磨15-30分钟，得到混合物S3；
(5)将混合物S1、混合物S2、混合物S3和发泡剂、阻燃剂、减水剂和水混合，升温至85-100摄氏度，以1500-2000转/分钟，搅拌30-45分钟混合均匀，即得混合物S4；
(6)将混合物S4注入成型模具中，挤压成型，成型温度88-95摄氏度，即得成型料；
(7)将成型料进行烘干、切割、筛选、包装，即得所述墙体阻燃保温材料。
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