CN108358551A - 一种复合保温材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合保温材料及其制备方法，涉及建筑保温材料技术领域，该材料包括以下原料：普通硅酸盐水泥、改性矿渣棉、高分散白炭黑、法库粘土、氢氧化铝、氧化锆纤维、刺槐胶醚化物、低分子聚乙烯蜡、异丁醇醚化氨基树脂、四氯间苯二腈乳液、减水剂、发泡剂、稳泡剂和激发剂。其制备方法是通过对原料搅拌混合制得的。本发明的保温材料制备简单方便，能够增强成品保温材料的力学强度，提高保温材料结构的粘接强度、抗拉抗压以及抗冲击韧性，同时减小了材料的导热系数，达到了保温效果优良的特点，有效地防止了保温材料在应用中出现开裂、掉粉渣等质量问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑保温材料技术领域，具体涉及一种复合保温材料及其制备方法。
背景技术
随着建筑节能的推行和发展，保温隔热材料及制品越来越受到人们的重视。而目前使用的材料在各种性能上均不够理想，尤其是在保温、耐酸碱、耐候性等方面不能满足人们的需要。目前最常用的外墙保温材料为聚苯乙烯塑料泡沫板，其主要材料为聚苯乙烯树脂，由于其具有较高的透明度，刚性好，耐化学腐蚀性好，因此一直受到人们的亲睐，但是，其存在着比重大，导热系数大，保温效果差，力学强度低，易出现应力开裂，成本高等的缺陷，因此，需要改善。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种复合保温材料及其制备方法，该种保温材料制备简单方便，能够增强材料的力学强度，减小了材料的导热系数，达到了保温效果优良的特点，有效地防止了保温材料在应用中出现开裂、掉粉渣等质量问题。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种复合保温材料，包括以下按重量份计的原料：普通硅酸盐水泥50-60份、改性矿渣棉20-30份、高分散白炭黑8-12份、法库粘土10-20份、氢氧化铝2-3份、氧化锆纤维3-5份、刺槐胶醚化物1-3份、低分子聚乙烯蜡1-3份、异丁醇醚化氨基树脂1-2份、四氯间苯二腈乳液2-4份、减水剂1-3份、发泡剂1-3份、稳泡剂1-2份和激发剂1-1.5份；
上述的改性矿渣棉通过以下步骤制得：
步骤1：取以下按重量份数计的成份：矿渣棉10-20份、膨润土4-8份、二氧化硅气凝胶1-2份、木胶粉1-1.5份、粉煤灰2-3份、异佛尔酮二异氰酸酯0.8-1.2份和聚乙烯醇0.4-0.6份；
步骤2：将矿渣棉通过短切机制成长度小于等于500μm的短纤维，将其置于温度为60-70℃的硅酸钠和铝酸钠的混合溶液中浸泡10-12h，所述混合溶液中硅酸钠的浓度为38-42g/L，铝酸钠的浓度为34-36g/L，浸泡后取出，清水洗涤，晾干待用；
步骤3：取膨润土加入其质量3-5倍、温度为40-50℃的去离子水混匀后，再加入二氧化硅气凝胶、木胶粉和粉煤灰超声波分散处理1-2h，之后加入步骤2处理后的矿渣棉、异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙烯醇搅拌80-100min，搅拌转速不低于80r/min,最后将搅拌好的物料烘干研磨即得。
进一步地，上述的保温材料包括以下按重量份计的原料：普通硅酸盐水泥55份、改性矿渣棉25份、高分散白炭黑10份、法库粘土15份、氢氧化铝2.5份、氧化锆纤维4份、刺槐胶醚化物2份、低分子聚乙烯蜡2份、异丁醇醚化氨基树脂1.5份、四氯间苯二腈乳液3份、减水剂2份、发泡剂2份、稳泡剂1.5份和激发剂1.25份。
上述的改性矿渣棉通过以下步骤制得：
步骤1：取以下按重量份数计的成份：矿渣棉15份、膨润土6份、二氧化硅气凝胶1.5份、木胶粉1.25份、粉煤灰2.5份、异佛尔酮二异氰酸酯1份和聚乙烯醇0.5份；
步骤2：将矿渣棉通过短切机制成长度小于等于500μm的短纤维，将其置于温度为65℃的硅酸钠和铝酸钠的混合溶液中浸泡11h，所述混合溶液中硅酸钠的浓度为40g/L，铝酸钠的浓度为35g/L，浸泡后取出，清水洗涤，晾干待用；
步骤3：取膨润土加入其质量4倍、温度为45℃的去离子水混匀后，再加入二氧化硅气凝胶、木胶粉和粉煤灰超声波分散处理1.5h，之后加入步骤2处理后的矿渣棉、异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙烯醇搅拌90min，搅拌转速为120r/min,最后将搅拌好的物料烘干研磨即得。
优选地，上述的减水剂采用木质素磺酸钙、聚丙烯酸钠或氨基磺酸钠中的任一种。
优选地，上述的发泡剂采用碳酸氢钠、十二烷基硫酸钠或过氧化氢中的任一种。
优选地，上述的稳泡剂采用稳泡剂FM-550。
优选地，上述的激发剂采用硫铝酸盐、硅酸盐或硫酸盐中的任一种。
上述的一种复合保温材料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按所述重量份配比称取原料；
(2)取发泡剂，加入其质量40-50倍、温度为50-60℃的去离子水混匀制成溶液；将改性矿渣棉、高分散白炭黑、法库粘土、氢氧化铝、氧化锆纤维和刺槐胶醚化物加入到发泡剂水溶液中混匀，得预制料备用；
(3)将普通硅酸盐水泥输送到搅拌机中，加入预制料搅拌40-50min，静置20-30min后，再加入剩余其它原料，继续搅拌5-6h，搅拌机工作的搅拌转速为70-80r/min，最后将搅拌后的物料经三辊研磨机分散均匀即制得本发明的复合保温材料。
本发明具有如下的有益效果：本发明的复合保温材料制备简单方便，生产原料来源广泛，选用价格较为低廉的矿渣棉、高分散白炭黑和法库粘土作为基料的一部分，取代了部分高价水泥的应用，在减少了生产成本的同时，同时也降低了成品保温材料的密度值，达到了运输施工方便的效果，降低了劳动强度输出，节约了人力成本；本发明的保温材料通过原料的选择及制备工艺的改进，加入的改性矿渣棉、法库粘土等原料成分，协同辅料及外加助剂的使用，细化、均匀化材料中的微孔结构，能够增强成品保温材料的力学强度，提高保温材料结构的粘接强度、抗拉抗压以及抗冲击韧性，同时减小了材料的导热系数，达到了保温效果优良的特点，有效地防止了保温材料在应用中出现开裂、掉粉渣等质量问题，另外，本发明的复合保温材料具有良好的耐腐蚀性和耐候性，使用寿命长，应用场合广泛，具有广阔的市场前景。
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
一种复合保温材料，称取如下表1的原料：
表1
改性矿渣棉的制备流程：
步骤1：称取以下成份：矿渣棉10kg、膨润土4kg、二氧化硅气凝胶1kg、木胶粉1kg、粉煤灰2kg、异佛尔酮二异氰酸酯0.8kg和聚乙烯醇0.4kg；
步骤2：将矿渣棉通过短切机制成长度小于等于500μm的短纤维，将其置于温度为60℃的硅酸钠和铝酸钠的混合溶液中浸泡10h，所述混合溶液中硅酸钠的浓度为38g/L，铝酸钠的浓度为34g/L，浸泡后取出，清水洗涤，晾干待用；
步骤3：取膨润土加入其质量3倍、温度为40℃的去离子水混匀后，再加入二氧化硅气凝胶、木胶粉和粉煤灰超声波分散处理1h，之后加入步骤2处理后的矿渣棉、异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙烯醇搅拌80min，搅拌转速设定为80r/min,最后将搅拌好的物料烘干研磨即得。
上述的一种复合保温材料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先取发泡剂，加入其质量40倍、温度为50℃的去离子水混匀制成溶液；再将改性矿渣棉、高分散白炭黑、法库粘土、氢氧化铝、氧化锆纤维和刺槐胶醚化物加入到发泡剂水溶液中混匀，得预制料备用；
(2)之后将普通硅酸盐水泥输送到搅拌机中，加入预制料搅拌40min，静置20min后，再加入剩余其它原料，继续搅拌5h，搅拌机工作的搅拌转速为70r/min，最后将搅拌后的物料经三辊研磨机分散均匀即制得本发明的复合保温材料。
实施例2
一种复合保温材料，称取如下表2的原料：
表2
改性矿渣棉的制备流程：
步骤1：称取以下成份：矿渣棉15kg、膨润土6kg、二氧化硅气凝胶1.5kg、木胶粉1.25kg、粉煤灰2.5kg、异佛尔酮二异氰酸酯1kg和聚乙烯醇0.5kg；
步骤2：将矿渣棉通过短切机制成长度小于等于500μm的短纤维，将其置于温度为65℃的硅酸钠和铝酸钠的混合溶液中浸泡11h，所述混合溶液中硅酸钠的浓度为40g/L，铝酸钠的浓度为35g/L，浸泡后取出，清水洗涤，晾干待用；
步骤3：取膨润土加入其质量4倍、温度为45℃的去离子水混匀后，再加入二氧化硅气凝胶、木胶粉和粉煤灰超声波分散处理1.5h，之后加入步骤2处理后的矿渣棉、异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙烯醇搅拌90min，搅拌转速为120r/min,最后将搅拌好的物料烘干研磨即得。
上述的一种复合保温材料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先取发泡剂，加入其质量45倍、温度为55℃的去离子水混匀制成溶液；再将改性矿渣棉、高分散白炭黑、法库粘土、氢氧化铝、氧化锆纤维和刺槐胶醚化物加入到发泡剂水溶液中混匀，得预制料备用；
(2)之后将普通硅酸盐水泥输送到搅拌机中，加入预制料搅拌45min，静置25min后，再加入剩余其它原料，继续搅拌5.5h，搅拌机工作的搅拌转速设定为75r/min，最后将搅拌后的物料经三辊研磨机分散均匀即制得本发明的复合保温材料。
实施例3
一种复合保温材料，称取如下表3的原料：
表3
改性矿渣棉的制备流程：
步骤1：称取以下成份：矿渣棉20kg、膨润土8kg、二氧化硅气凝胶2kg、木胶粉1.5kg、粉煤灰3kg、异佛尔酮二异氰酸酯1.2kg和聚乙烯醇0.6kg；
步骤2：将矿渣棉通过短切机制成长度小于等于500μm的短纤维，将其置于温度为70℃的硅酸钠和铝酸钠的混合溶液中浸泡12h，所述混合溶液中硅酸钠的浓度为42g/L，铝酸钠的浓度为36g/L，浸泡后取出，清水洗涤，晾干待用；
步骤3：取膨润土加入其质量5倍、温度为50℃的去离子水混匀后，再加入二氧化硅气凝胶、木胶粉和粉煤灰超声波分散处理2h，之后加入步骤2处理后的矿渣棉、异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙烯醇搅拌100min，搅拌转速设定为80r/min,最后将搅拌好的物料烘干研磨即得。
上述的一种复合保温材料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先取发泡剂，加入其质量50倍、温度为60℃的去离子水混匀制成溶液；再将改性矿渣棉、高分散白炭黑、法库粘土、氢氧化铝、氧化锆纤维和刺槐胶醚化物加入到发泡剂水溶液中混匀，得预制料备用；
(2)之后将普通硅酸盐水泥输送到搅拌机中，加入预制料搅拌50min，静置30min后，再加入剩余其它原料，继续搅拌6h，搅拌机工作的搅拌转速设定为80r/min，最后将搅拌后的物料经三辊研磨机分散均匀即制得本发明的复合保温材料。
性能检测
对上述实施例1-3制得的复合保温材料进行有关力学强度、保温性能等检测，与市售聚苯乙烯塑料泡沫材料进行对比，其检测结果见下表4所示；
表4
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)
1.一种复合保温材料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：普通硅酸盐水泥50-60份、改性矿渣棉20-30份、高分散白炭黑8-12份、法库粘土10-20份、氢氧化铝2-3份、氧化锆纤维3-5份、刺槐胶醚化物1-3份、低分子聚乙烯蜡1-3份、异丁醇醚化氨基树脂1-2份、四氯间苯二腈乳液2-4份、减水剂1-3份、发泡剂1-3份、稳泡剂1-2份和激发剂1-1.5份；
所述改性矿渣棉通过以下步骤制得：
步骤1：取以下按重量份数计的成份：矿渣棉10-20份、膨润土4-8份、二氧化硅气凝胶1-2份、木胶粉1-1.5份、粉煤灰2-3份、异佛尔酮二异氰酸酯0.8-1.2份和聚乙烯醇0.4-0.6份；
步骤2：将矿渣棉通过短切机制成长度小于等于500μm的短纤维，将其置于温度为60-70℃的硅酸钠和铝酸钠的混合溶液中浸泡10-12h，所述混合溶液中硅酸钠的浓度为38-42g/L，铝酸钠的浓度为34-36g/L，浸泡后取出，清水洗涤，晾干待用；
步骤3：取膨润土加入其质量3-5倍、温度为40-50℃的去离子水混匀后，再加入二氧化硅气凝胶、木胶粉和粉煤灰超声波分散处理1-2h，之后加入步骤2处理后的矿渣棉、异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙烯醇搅拌80-100min，搅拌转速不低于80r/min,最后将搅拌好的物料烘干研磨即得。
2.根据权利要求1所述的一种复合保温材料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：普通硅酸盐水泥55份、改性矿渣棉25份、高分散白炭黑10份、法库粘土15份、氢氧化铝2.5份、氧化锆纤维4份、刺槐胶醚化物2份、低分子聚乙烯蜡2份、异丁醇醚化氨基树脂1.5份、四氯间苯二腈乳液3份、减水剂2份、发泡剂2份、稳泡剂1.5份和激发剂1.25份。
3.根据权利要求1所述的一种复合保温材料，其特征在于，所述改性矿渣棉通过以下步骤制得：
步骤1：取以下按重量份数计的成份：矿渣棉15份、膨润土6份、二氧化硅气凝胶1.5份、木胶粉1.25份、粉煤灰2.5份、异佛尔酮二异氰酸酯1份和聚乙烯醇0.5份；
步骤2：将矿渣棉通过短切机制成长度小于等于500μm的短纤维，将其置于温度为65℃的硅酸钠和铝酸钠的混合溶液中浸泡11h，所述混合溶液中硅酸钠的浓度为40g/L，铝酸钠的浓度为35g/L，浸泡后取出，清水洗涤，晾干待用；
步骤3：取膨润土加入其质量4倍、温度为45℃的去离子水混匀后，再加入二氧化硅气凝胶、木胶粉和粉煤灰超声波分散处理1.5h，之后加入步骤2处理后的矿渣棉、异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙烯醇搅拌90min，搅拌转速为120r/min,最后将搅拌好的物料烘干研磨即得。
4.根据权利要求1所述的一种复合保温材料，其特征在于，所述减水剂为木质素磺酸钙、聚丙烯酸钠或氨基磺酸钠中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种复合保温材料，其特征在于，所述发泡剂为碳酸氢钠、十二烷基硫酸钠或过氧化氢中的任一种。
6.根据权利要求1所述的一种复合保温材料，其特征在于，所述稳泡剂为稳泡剂FM-550。
7.根据权利要求1所述的一种复合保温材料，其特征在于，所述激发剂为硫铝酸盐、硅酸盐或硫酸盐中的任一种。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的复合保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按所述重量份配比称取原料；
(2)取发泡剂，加入其质量40-50倍、温度为50-60℃的去离子水混匀制成溶液；将改性矿渣棉、高分散白炭黑、法库粘土、氢氧化铝、氧化锆纤维和刺槐胶醚化物加入到发泡剂水溶液中混匀，得预制料备用；
(3)将普通硅酸盐水泥输送到搅拌机中，加入预制料搅拌40-50min，静置20-30min后，再加入剩余其它原料，继续搅拌5-6h，搅拌机工作的搅拌转速为70-80r/min，最后将搅拌后的物料经三辊研磨机分散均匀即可。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180803 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |