CN108264324A - 一种新型节能保温材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型节能保温材料的制备方法，包括以下制备步骤：a、将膨润土、矿渣、粉煤灰、石英砂和食盐水溶液混合，搅拌均匀得到浆料一；b、将纤维、聚苯乙烯发泡颗粒、水玻璃、可再分散乳胶粉、发泡剂、稳泡剂和水混合进行发泡反应，得到浆料二；c、对浆料二缓慢搅拌、消泡后进行过滤，去除固体颗粒，得到浆料三；d、将浆料一和浆料三混合，并加入碳化钙、减水剂、二氧化钛、壳聚糖和空心玻璃微珠，高温加压并高速搅拌，之后注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出，再导入模具中限位加压，养护后即可。本发明的材料来源广泛、成本低廉，且制备方法、易操作，适合工业化大规模生产制造。

Description

一种新型节能保温材料的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种新型节能保温材料的制备方法。
背景技术
我国的建筑市场越来越大，建筑能耗也是越来越高，若不采取节能措施，将给经济和能源带来巨大损失，建筑节能已成为当今能源可持续发展的重要策略之一。因此建筑节能必须与社会经济可持续发展、生态环境保护等协调发展，我们需要对建筑材料的保温隔热性能、实用价值、材料的稳定性 和使用寿命、工艺技术的可靠性、生态环保性和可循环利用等方面进行重点研究和开发。
隔热保温就在于减少热量损失，提高能源利用率，最终达到节能的目的，而隔热保温材料的发展进步有助于推动节能工程的实施，满足国民经济发展对能源的需求，对保障国家经济建设健康、稳定发展有着重大的社会和经济意义，因此，需要大力发展保温材料工业，广泛采用优质的隔热保温材料，这是对经济建设的健康、稳定发展有着重要的现实意义，就目前而言，市场上广泛应用的仍旧是传统的隔热保温材料如泡沫玻璃、硅酸钙、膨胀珍珠棉、玻璃纤维制品、聚氨酯和可发性聚苯乙烯板，而这些材料的导热系数一般都比较高，同时某些材料还存在着易燃、烟毒性等问题。
综上所述，因此需要一种更好的节能保温材料来改善现有技术的不足，从而推动建筑行业的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型节能保温材料的制备方法，本发明的材料来源广泛、成本低廉，且制备方法、易操作，适合工业化大规模生产制造。
本发明提供了如下的技术方案：
一种新型节能保温材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将膨润土、矿渣、粉煤灰、石英砂和食盐水溶液混合，高速搅拌均匀，搅拌速度为600-800r/min，搅拌30-40min，得到浆料一；
b、将纤维、聚苯乙烯发泡颗粒、水玻璃、可再分散乳胶粉、发泡剂、稳泡剂和水混合加入到发泡装置中，加热并充入惰性气体进行发泡反应，温度为70-85℃，反应25-35min，得到浆料二；
c、对浆料二缓慢搅拌、消泡后进行过滤，去除固体颗粒，得到浆料三；
d、将浆料一和浆料三混合，并加入碳化钙、减水剂、二氧化钛、壳聚糖和空心玻璃微珠，高温加压并高速搅拌，搅拌速度为1200-1500r/min，搅拌10-15min，之后注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出，再导入模具中限位加压，在持续压力下养护5-7h，即可得到成品。
优选的，所述保温材料包括以下重量份的原料：膨润土18-24份、矿渣12-20份、粉煤灰15-25份、石英砂12-18份、食盐水溶液24-30份、纤维22-28份、聚苯乙烯发泡颗粒15-18份、水玻璃20-25份、可再分散乳胶粉25-33份、发泡剂8-13份、稳泡剂6-10份、水20-28份、碳化钙12-17份、减水剂15-19份、二氧化钛22-26份、壳聚糖24-35份和空心玻璃微珠17-23份。
优选的，所述步骤a的膨润土、粉煤灰和石英砂均在60-80℃下干燥20-30min后，研磨为细度为200-500目的粉末，步骤a的矿渣为高炉粒化炉渣磨成细度为600-800目的矿渣微粉。
优选的，所述步骤b的纤维为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维中的任一种或多种的混合。
优选的，所述步骤b的水玻璃为经过改性的高活性纳水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃中的任一种或多种的混合。
优选的，所述步骤b的可再分散乳胶粉为冷溶性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯和乙烯共聚胶粉中的任一种或多种的混合。
优选的，所述步骤b的发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸异丙酯、二偶氮氨基苯和偶氮二异丁氰中的任一种。
优选的，所述步骤b的稳泡剂为三盐基硫酸铅、二盐基硬脂酸铅、硬脂酸锌和硬脂酸钙中的任一种或几种的混合。
优选的，所述步骤d的减水剂为磺化三聚氰胺甲醛树脂、萘磺酸盐、芳香族氨基磺酸盐聚合物和脂肪族羟基磺酸盐聚合物中的任一种或几种的混合。
本发明的有益效果是：
本发明的原材料来源广泛、成本低廉，且制备方法、易操作，制备的成品保温性能好、耐久性好、耐候性好，适合工业化大规模生产制造。
本发明制备的成品还要具有防水特性和环保节能特性，其成分中的粉煤灰、石英砂和矿渣均来自工业生产的废料，来源十分丰富，可大量消耗工业固废，且生产过程绿色环保，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
本发明制备方法中通过高速混合、加热加压、混合发泡、过滤、挤出塑形等工艺，将材料的结构充分的扩张再收缩，使得制备的材料结构更为紧密，保温性能更好。
具体实施方式
实施例1
一种新型节能保温材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将膨润土、矿渣、粉煤灰、石英砂和食盐水溶液混合，高速搅拌均匀，搅拌速度为600r/min，搅拌40min，得到浆料一；
b、将纤维、聚苯乙烯发泡颗粒、水玻璃、可再分散乳胶粉、发泡剂、稳泡剂和水混合加入到发泡装置中，加热并充入惰性气体进行发泡反应，温度为70℃，反应25min，得到浆料二；
c、对浆料二缓慢搅拌、消泡后进行过滤，去除固体颗粒，得到浆料三；
d、将浆料一和浆料三混合，并加入碳化钙、减水剂、二氧化钛、壳聚糖和空心玻璃微珠，高温加压并高速搅拌，搅拌速度为1500r/min，搅拌15min，之后注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出，再导入模具中限位加压，在持续压力下养护7h，即可得到成品。
保温材料包括以下重量份的原料：膨润土24份、矿渣12份、粉煤灰25份、石英砂12份、食盐水溶液30份、纤维22份、聚苯乙烯发泡颗粒15份、水玻璃20份、可再分散乳胶粉25份、发泡剂8份、稳泡剂6份、水28份、碳化钙17份、减水剂15份、二氧化钛26份、壳聚糖24份和空心玻璃微珠23份。
步骤a的膨润土、粉煤灰和石英砂均在60℃下干燥30min后，研磨为细度为500目的粉末，步骤a的矿渣为高炉粒化炉渣磨成细度为600目的矿渣微粉。
步骤b的纤维为聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维的混合。
步骤b的水玻璃为经过改性的高活性纳水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃的混合。
步骤b的可再分散乳胶粉为冷溶性聚乙烯醇粉末和乙烯共聚胶粉的混合。
步骤b的发泡剂为二偶氮氨基苯。
步骤b的稳泡剂为三盐基硫酸铅、二盐基硬脂酸铅和硬脂酸钙的混合。
步骤d的减水剂为磺化三聚氰胺甲醛树脂、萘磺酸盐和脂肪族羟基磺酸盐聚合物的混合。
实施例2
一种新型节能保温材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将膨润土、矿渣、粉煤灰、石英砂和食盐水溶液混合，高速搅拌均匀，搅拌速度为600r/min，搅拌30min，得到浆料一；
b、将纤维、聚苯乙烯发泡颗粒、水玻璃、可再分散乳胶粉、发泡剂、稳泡剂和水混合加入到发泡装置中，加热并充入惰性气体进行发泡反应，温度为75℃，反应25min，得到浆料二；
c、对浆料二缓慢搅拌、消泡后进行过滤，去除固体颗粒，得到浆料三；
d、将浆料一和浆料三混合，并加入碳化钙、减水剂、二氧化钛、壳聚糖和空心玻璃微珠，高温加压并高速搅拌，搅拌速度为1200r/min，搅拌10min，之后注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出，再导入模具中限位加压，在持续压力下养护7h，即可得到成品。
保温材料包括以下重量份的原料：膨润土18份、矿渣12份、粉煤灰15份、石英砂12份、食盐水溶液24份、纤维22份、聚苯乙烯发泡颗粒15份、水玻璃20份、可再分散乳胶粉25份、发泡剂8份、稳泡剂6份、水20份、碳化钙12份、减水剂15份、二氧化钛22份、壳聚糖24份和空心玻璃微珠17份。
步骤a的膨润土、粉煤灰和石英砂均在60℃下干燥20min后，研磨为细度为200目的粉末，步骤a的矿渣为高炉粒化炉渣磨成细度为600目的矿渣微粉。
步骤b的纤维为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维的混合。
步骤b的水玻璃为经过改性的高活性纳水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃的混合。
步骤b的可再分散乳胶粉为冷溶性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯和乙烯共聚胶粉的混合。
步骤b的发泡剂为二偶氮氨基苯。
步骤b的稳泡剂为三盐基硫酸铅、二盐基硬脂酸铅、硬脂酸锌和硬脂酸钙的混合。
步骤d的减水剂为磺化三聚氰胺甲醛树脂、芳香族氨基磺酸盐聚合物和脂肪族羟基磺酸盐聚合物的混合。
实施例3
一种新型节能保温材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将膨润土、矿渣、粉煤灰、石英砂和食盐水溶液混合，高速搅拌均匀，搅拌速度为800r/min，搅拌40min，得到浆料一；
b、将纤维、聚苯乙烯发泡颗粒、水玻璃、可再分散乳胶粉、发泡剂、稳泡剂和水混合加入到发泡装置中，加热并充入惰性气体进行发泡反应，温度为85℃，反应35min，得到浆料二；
c、对浆料二缓慢搅拌、消泡后进行过滤，去除固体颗粒，得到浆料三；
d、将浆料一和浆料三混合，并加入碳化钙、减水剂、二氧化钛、壳聚糖和空心玻璃微珠，高温加压并高速搅拌，搅拌速度为1200r/min，搅拌15min，之后注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出，再导入模具中限位加压，在持续压力下养护7h，即可得到成品。
保温材料包括以下重量份的原料：膨润土24份、矿渣20份、粉煤灰25份、石英砂18份、食盐水溶液30份、纤维28份、聚苯乙烯发泡颗粒18份、水玻璃25份、可再分散乳胶粉33份、发泡剂13份、稳泡剂6份、水28份、碳化钙17份、减水剂19份、二氧化钛26份、壳聚糖35份和空心玻璃微珠23份。
步骤a的膨润土、粉煤灰和石英砂均在80℃下干燥30min后，研磨为细度为500目的粉末，步骤a的矿渣为高炉粒化炉渣磨成细度为800目的矿渣微粉。
步骤b的纤维为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维的混合。
步骤b的水玻璃为经过改性的高活性纳水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃的混合。
步骤b的可再分散乳胶粉为冷溶性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯和乙烯共聚胶粉的混合。
步骤b的发泡剂为偶氮二甲酰胺。
步骤b的稳泡剂为三盐基硫酸铅、二盐基硬脂酸铅、硬脂酸锌和硬脂酸钙的混合。
步骤d的减水剂为磺化三聚氰胺甲醛树脂、萘磺酸盐、芳香族氨基磺酸盐聚合物和脂肪族羟基磺酸盐聚合物的混合。
实施例4
一种新型节能保温材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将膨润土、矿渣、粉煤灰、石英砂和食盐水溶液混合，高速搅拌均匀，搅拌速度为800r/min，搅拌40min，得到浆料一；
b、将纤维、聚苯乙烯发泡颗粒、水玻璃、可再分散乳胶粉、发泡剂、稳泡剂和水混合加入到发泡装置中，加热并充入惰性气体进行发泡反应，温度为70℃，反应25min，得到浆料二；
c、对浆料二缓慢搅拌、消泡后进行过滤，去除固体颗粒，得到浆料三；
d、将浆料一和浆料三混合，并加入碳化钙、减水剂、二氧化钛、壳聚糖和空心玻璃微珠，高温加压并高速搅拌，搅拌速度为1500r/min，搅拌15min，之后注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出，再导入模具中限位加压，在持续压力下养护7h，即可得到成品。
保温材料包括以下重量份的原料：膨润土24份、矿渣12份、粉煤灰25份、石英砂12份、食盐水溶液24份、纤维22份、聚苯乙烯发泡颗粒18份、水玻璃25份、可再分散乳胶粉25份、发泡剂8份、稳泡剂10份、水28份、碳化钙17份、减水剂15份、二氧化钛22份、壳聚糖35份和空心玻璃微珠23份。
步骤a的膨润土、粉煤灰和石英砂均在80℃下干燥30min后，研磨为细度为500目的粉末，步骤a的矿渣为高炉粒化炉渣磨成细度为800目的矿渣微粉。
步骤b的纤维为聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维的混合。
步骤b的水玻璃为经过改性的高活性纳水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃的混合。
步骤b的可再分散乳胶粉为冷溶性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯和乙烯共聚胶粉的混合。
步骤b的发泡剂为偶氮二甲酸异丙酯。
步骤b的稳泡剂为三盐基硫酸铅、二盐基硬脂酸铅、硬脂酸锌和硬脂酸钙的混合。
步骤d的减水剂为磺化三聚氰胺甲醛树脂、萘磺酸盐、芳香族氨基磺酸盐聚合物和脂肪族羟基磺酸盐聚合物的混合。
检测以上实施例制备的成品的性能，得到如下数据：
表一：
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
导热系数w/（m·k，25℃） 0.06 0.05 0.06 0.04
吸水率（%） 1.8 1.9 2.2 2.0
蓄热系数w/（m3·k） 1.55 1.61 1.57 1.62
抗拉强度（MPa） 0.6 0.8 0.8 0.8
体积收缩率（%，25℃） 2.0 1.9 1.8 1.8
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 (9)

1.一种新型节能保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
a、将膨润土、矿渣、粉煤灰、石英砂和食盐水溶液混合，高速搅拌均匀，搅拌速度为600-800r/min，搅拌30-40min，得到浆料一；
b、将纤维、聚苯乙烯发泡颗粒、水玻璃、可再分散乳胶粉、发泡剂、稳泡剂和水混合加入到发泡装置中，加热并充入惰性气体进行发泡反应，温度为70-85℃，反应25-35min，得到浆料二；
c、对浆料二缓慢搅拌、消泡后进行过滤，去除固体颗粒，得到浆料三；
d、将浆料一和浆料三混合，并加入碳化钙、减水剂、二氧化钛、壳聚糖和空心玻璃微珠，高温加压并高速搅拌，搅拌速度为1200-1500r/min，搅拌10-15min，之后注入双螺杆挤出机中，熔融、挤出，再导入模具中限位加压，在持续压力下养护5-7h，即可得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种新型节能保温材料的制备方法，其特征在于，所述保温材料包括以下重量份的原料：膨润土18-24份、矿渣12-20份、粉煤灰15-25份、石英砂12-18份、食盐水溶液24-30份、纤维22-28份、聚苯乙烯发泡颗粒15-18份、水玻璃20-25份、可再分散乳胶粉25-33份、发泡剂8-13份、稳泡剂6-10份、水20-28份、碳化钙12-17份、减水剂15-19份、二氧化钛22-26份、壳聚糖24-35份和空心玻璃微珠17-23份。
3.根据权利要求1所述的一种新型节能保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的膨润土、粉煤灰和石英砂均在60-80℃下干燥20-30min后，研磨为细度为200-500目的粉末，所述步骤a的矿渣为高炉粒化炉渣磨成细度为600-800目的矿渣微粉。
4.根据权利要求1所述的一种新型节能保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的纤维为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维中的任一种或多种的混合。
5.根据权利要求1所述的一种新型节能保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的水玻璃为经过改性的高活性纳水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃中的任一种或多种的混合。
6.根据权利要求1所述的一种新型节能保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的可再分散乳胶粉为冷溶性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯和乙烯共聚胶粉中的任一种或多种的混合。
7.根据权利要求1所述的一种新型节能保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸异丙酯、二偶氮氨基苯和偶氮二异丁氰中的任一种。
8.根据权利要求1所述的一种新型节能保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的稳泡剂为三盐基硫酸铅、二盐基硬脂酸铅、硬脂酸锌和硬脂酸钙中的任一种或几种的混合。
9.根据权利要求1所述的一种新型节能保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤d的减水剂为磺化三聚氰胺甲醛树脂、萘磺酸盐、芳香族氨基磺酸盐聚合物和脂肪族羟基磺酸盐聚合物中的任一种或几种的混合。
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