CN108358588A - 一种导热系数低的保温材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导热系数低的保温材料，包括如下重量份的原料：聚苯颗粒10～20份、玻璃微珠18～27份、膨润土14～26份、煤矸石12～20份、聚丙烯酰胺8～16份、氯化镁18～32份、石墨1～3份、包膜纳米粉煤灰10～20份、石英砂15～25份、轻钙粉16～23份、活性氢氧化钙3～4份、玻璃纤维1～2份、羧甲基纤维素钠4～6份、发泡剂1～3份、憎水剂2～4份。所述导热系数低的保温材料导热系数低、保温效果好，防火性能优，稳定性好，不易开裂，使用寿命长。

Description

一种导热系数低的保温材料及其制备方法

技术领域

本发明属于保温材料领域，具体涉及一种导热系数低的保温材料及其制备方法。

背景技术

保温材料一般是指导热系数小于或等于0.12的材料。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。

现有技术中的保温材料普遍存在保温效果差，防火性差，稳定性不足，易开裂，使用寿命短等问题。

发明内容

本发明提供了一种导热系数低的保温材料及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，所述导热系数低的保温材料导热系数低、保温效果好，防火性能优，稳定性好，不易开裂，使用寿命长。

为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：

一种导热系数低的保温材料，包括如下重量份的原料：聚苯颗粒10～20份、玻璃微珠18～27份、膨润土14～26份、煤矸石12～20份、聚丙烯酰胺8～16份、氯化镁18～32份、石墨1～3份、包膜纳米粉煤灰10～20份、石英砂15～25份、轻钙粉16～23份、活性氢氧化钙3～4份、玻璃纤维1～2份、羧甲基纤维素钠4～6份、发泡剂1～3份、憎水剂2～4份。

优选的，所述导热系数低的保温材料，包括如下重量份的原料：聚苯颗粒13～18份、玻璃微珠20～25份、膨润土17～23份、煤矸石15～18份、聚丙烯酰胺10～15份、氯化镁20～30份、石墨1.6～2.4份、包膜纳米粉煤灰13～17份、石英砂19～24份、轻钙粉17～21份、活性氢氧化钙3.3～3.9份、玻璃纤维1.2～1.8份、羧甲基纤维素钠4.5～5.2份、发泡剂1.3～2.9份、憎水剂2.5～3.6份。

优选的，所述导热系数低的保温材料，包括如下重量份的原料：聚苯颗粒15份、玻璃微珠22份、膨润土20份、煤矸石17份、聚丙烯酰胺14份、氯化镁28份、石墨2份、包膜纳米粉煤灰16份、石英砂23份、轻钙粉19份、活性氢氧化钙3.8份、玻璃纤维1.7份、羧甲基纤维素钠5份、发泡剂2.1份、憎水剂2.6份。

优选的，所述包膜纳米粉煤灰的制备方法为：

（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3小时，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于65℃恒温水浴中搅拌加热30分钟，得分散液；

（2）再向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在520℃温度下烧结1.5小时，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述包膜纳米粉煤灰。

优选的，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠、硅酸钠、碳酸钙中的任一种。

优选的，所述憎水剂为有机硅乳液。

一种制备所述导热系数低的保温材料的方法，包括如下步骤：

（1）按上述配方称取聚苯颗粒、玻璃微珠、膨润土、煤矸石、聚丙烯酰胺、氯化镁、石墨、包膜纳米粉煤灰、石英砂、轻钙粉、活性氢氧化钙、玻璃纤维、羧甲基纤维素钠、发泡剂、憎水剂，备用；

（2）将玻璃微珠、膨润土、煤矸石、氯化镁、石墨、包膜纳米粉煤灰、石英砂、轻钙粉及活性氢氧化钙置于搅拌机中，加水至物料中含水量为30～40%，搅拌混合均匀，得第一混合浆料；

（3）将聚苯颗粒、聚丙烯酰胺混合均匀，然后加热至80～90℃，加入玻璃纤维、羧甲基纤维素钠，搅拌混合均匀，并保温静置30～60分钟，得第二混合物；

（4）将步骤（3）得到的第二混合物置于步骤（2）得到的第一混合浆料中，加入发泡剂、憎水剂，搅拌混合均匀，并置于发泡机中发泡处理，得混合浆料；

（5）将步骤（4）得到的混合浆料倒入模具中，加压成型，再将模具放入65℃的烘箱内保温2小时，然后置于养护室内进行养护10～15天，脱模、干燥，即得所述导热系数低的保温材料。

优选的，所述加压成型的压力为3～6Mpa。

本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：

本发明所述导热系数低的保温材料导热系数低、保温效果好，防火性能优，稳定性好，不易开裂，使用寿命长，其制备方法简单、适合大规模生产，具体如下：

（1）本发明所述的导热系数低的保温材料采用聚苯颗粒、玻璃微珠、聚苯酰胺作为原料，聚苯颗粒、玻璃微珠、聚苯酰胺均为保温材料，和其他原料材料一起配合使用，保温效果更好，可有效降低产品的导热系数；

（2）本发明所述的导热系数低的保温材料原料混合均匀后，对其进行发泡处理，原料之间形成了完整的三维中空网状结构，无机空心体，为中空的球体或不规则体，里面封闭不流动的空气或氮气，形成阻断热传导的物质，填充无机空心体之间的孔隙，防止其间的空气出现对流，提高隔热效果；

（3）本发明所述的导热系数低的保温材料原料中添加了膨润土、石墨等原料，可有效提高产品的防火性能，原料中还添加了玻璃纤维，提高产品的稳定性和抗开裂性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

本实施例涉及一种导热系数低的保温材料，包括如下重量份的原料：聚苯颗粒10份、玻璃微珠18份、膨润土14份、煤矸石12份、聚丙烯酰胺8份、氯化镁18份、石墨1份、包膜纳米粉煤灰10份、石英砂15份、轻钙粉16份、活性氢氧化钙3份、玻璃纤维1份、羧甲基纤维素钠4份、发泡剂1份、憎水剂2份。

其中，所述包膜纳米粉煤灰的制备方法为：

（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3小时，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于65℃恒温水浴中搅拌加热30分钟，得分散液；

（2）再向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在520℃温度下烧结1.5小时，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述包膜纳米粉煤灰。

其中，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠。

其中，所述憎水剂为有机硅乳液。

一种制备所述导热系数低的保温材料的方法，包括如下步骤：

（1）按上述配方称取聚苯颗粒、玻璃微珠、膨润土、煤矸石、聚丙烯酰胺、氯化镁、石墨、包膜纳米粉煤灰、石英砂、轻钙粉、活性氢氧化钙、玻璃纤维、羧甲基纤维素钠、发泡剂、憎水剂，备用；

（2）将玻璃微珠、膨润土、煤矸石、氯化镁、石墨、包膜纳米粉煤灰、石英砂、轻钙粉及活性氢氧化钙置于搅拌机中，加水至物料中含水量为30%，搅拌混合均匀，得第一混合浆料；

（3）将聚苯颗粒、聚丙烯酰胺混合均匀，然后加热至80℃，加入玻璃纤维、羧甲基纤维素钠，搅拌混合均匀，并保温静置30分钟，得第二混合物；

（4）将步骤（3）得到的第二混合物置于步骤（2）得到的第一混合浆料中，加入发泡剂、憎水剂，搅拌混合均匀，并置于发泡机中发泡处理，得混合浆料；

（5）将步骤（4）得到的混合浆料倒入模具中，加压成型，再将模具放入65℃的烘箱内保温2小时，然后置于养护室内进行养护10天，脱模、干燥，即得所述导热系数低的保温材料。

其中，所述加压成型的压力为3Mpa。

实施例2

本实施例涉及一种导热系数低的保温材料，包括如下重量份的原料：聚苯颗粒20份、玻璃微珠27份、膨润土26份、煤矸石20份、聚丙烯酰胺16份、氯化镁32份、石墨3份、包膜纳米粉煤灰20份、石英砂25份、轻钙粉23份、活性氢氧化钙4份、玻璃纤维2份、羧甲基纤维素钠6份、发泡剂3份、憎水剂4份。

其中，所述包膜纳米粉煤灰的制备方法为：

（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3小时，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于65℃恒温水浴中搅拌加热30分钟，得分散液；

（2）再向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在520℃温度下烧结1.5小时，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述包膜纳米粉煤灰。

其中，所述发泡剂为硅酸钠。

其中，所述憎水剂为有机硅乳液。

一种制备所述导热系数低的保温材料的方法，包括如下步骤：

（1）按上述配方称取聚苯颗粒、玻璃微珠、膨润土、煤矸石、聚丙烯酰胺、氯化镁、石墨、包膜纳米粉煤灰、石英砂、轻钙粉、活性氢氧化钙、玻璃纤维、羧甲基纤维素钠、发泡剂、憎水剂，备用；

（2）将玻璃微珠、膨润土、煤矸石、氯化镁、石墨、包膜纳米粉煤灰、石英砂、轻钙粉及活性氢氧化钙置于搅拌机中，加水至物料中含水量为40%，搅拌混合均匀，得第一混合浆料；

（3）将聚苯颗粒、聚丙烯酰胺混合均匀，然后加热至90℃，加入玻璃纤维、羧甲基纤维素钠，搅拌混合均匀，并保温静置60分钟，得第二混合物；

（4）将步骤（3）得到的第二混合物置于步骤（2）得到的第一混合浆料中，加入发泡剂、憎水剂，搅拌混合均匀，并置于发泡机中发泡处理，得混合浆料；

（5）将步骤（4）得到的混合浆料倒入模具中，加压成型，再将模具放入65℃的烘箱内保温2小时，然后置于养护室内进行养护15天，脱模、干燥，即得所述导热系数低的保温材料。

其中，所述加压成型的压力为6Mpa。

实施例3

本实施例涉及一种导热系数低的保温材料，包括如下重量份的原料：聚苯颗粒13份、玻璃微珠20份、膨润土17份、煤矸石15份、聚丙烯酰胺10份、氯化镁20份、石墨1.6份、包膜纳米粉煤灰13份、石英砂19份、轻钙粉17份、活性氢氧化钙3.3份、玻璃纤维1.2份、羧甲基纤维素钠4.5份、发泡剂1.3份、憎水剂2.5份。

其中，所述包膜纳米粉煤灰的制备方法为：

（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3小时，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于65℃恒温水浴中搅拌加热30分钟，得分散液；

（2）再向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在520℃温度下烧结1.5小时，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述包膜纳米粉煤灰。

其中，所述发泡剂为碳酸钙。

其中，所述憎水剂为有机硅乳液。

一种制备所述导热系数低的保温材料的方法，包括如下步骤：

（1）按上述配方称取聚苯颗粒、玻璃微珠、膨润土、煤矸石、聚丙烯酰胺、氯化镁、石墨、包膜纳米粉煤灰、石英砂、轻钙粉、活性氢氧化钙、玻璃纤维、羧甲基纤维素钠、发泡剂、憎水剂，备用；

（2）将玻璃微珠、膨润土、煤矸石、氯化镁、石墨、包膜纳米粉煤灰、石英砂、轻钙粉及活性氢氧化钙置于搅拌机中，加水至物料中含水量为32%，搅拌混合均匀，得第一混合浆料；

（3）将聚苯颗粒、聚丙烯酰胺混合均匀，然后加热至83℃，加入玻璃纤维、羧甲基纤维素钠，搅拌混合均匀，并保温静置35分钟，得第二混合物；

（4）将步骤（3）得到的第二混合物置于步骤（2）得到的第一混合浆料中，加入发泡剂、憎水剂，搅拌混合均匀，并置于发泡机中发泡处理，得混合浆料；

（5）将步骤（4）得到的混合浆料倒入模具中，加压成型，再将模具放入65℃的烘箱内保温2小时，然后置于养护室内进行养护11天，脱模、干燥，即得所述导热系数低的保温材料。

其中，所述加压成型的压力为3.5Mpa。

实施例4

本实施例涉及一种导热系数低的保温材料，包括如下重量份的原料：聚苯颗粒18份、玻璃微珠25份、膨润土23份、煤矸石18份、聚丙烯酰胺15份、氯化镁30份、石墨2.4份、包膜纳米粉煤灰17份、石英砂24份、轻钙粉21份、活性氢氧化钙3.9份、玻璃纤维1.8份、羧甲基纤维素钠5.2份、发泡剂2.9份、憎水剂3.6份。

其中，所述包膜纳米粉煤灰的制备方法为：

（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3小时，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于65℃恒温水浴中搅拌加热30分钟，得分散液；

（2）再向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在520℃温度下烧结1.5小时，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述包膜纳米粉煤灰。

其中，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠。

其中，所述憎水剂为有机硅乳液。

一种制备所述导热系数低的保温材料的方法，包括如下步骤：

（1）按上述配方称取聚苯颗粒、玻璃微珠、膨润土、煤矸石、聚丙烯酰胺、氯化镁、石墨、包膜纳米粉煤灰、石英砂、轻钙粉、活性氢氧化钙、玻璃纤维、羧甲基纤维素钠、发泡剂、憎水剂，备用；

（2）将玻璃微珠、膨润土、煤矸石、氯化镁、石墨、包膜纳米粉煤灰、石英砂、轻钙粉及活性氢氧化钙置于搅拌机中，加水至物料中含水量为35%，搅拌混合均匀，得第一混合浆料；

（3）将聚苯颗粒、聚丙烯酰胺混合均匀，然后加热至85℃，加入玻璃纤维、羧甲基纤维素钠，搅拌混合均匀，并保温静置45分钟，得第二混合物；

（4）将步骤（3）得到的第二混合物置于步骤（2）得到的第一混合浆料中，加入发泡剂、憎水剂，搅拌混合均匀，并置于发泡机中发泡处理，得混合浆料；

（5）将步骤（4）得到的混合浆料倒入模具中，加压成型，再将模具放入65℃的烘箱内保温2小时，然后置于养护室内进行养护13天，脱模、干燥，即得所述导热系数低的保温材料。

其中，所述加压成型的压力为4.5Mpa。

实施例5

本实施例涉及一种导热系数低的保温材料，包括如下重量份的原料：聚苯颗粒15份、玻璃微珠22份、膨润土20份、煤矸石17份、聚丙烯酰胺14份、氯化镁28份、石墨2份、包膜纳米粉煤灰16份、石英砂23份、轻钙粉19份、活性氢氧化钙3.8份、玻璃纤维1.7份、羧甲基纤维素钠5份、发泡剂2.1份、憎水剂2.6份。

其中，所述包膜纳米粉煤灰的制备方法为：

（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3小时，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于65℃恒温水浴中搅拌加热30分钟，得分散液；

（2）再向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在520℃温度下烧结1.5小时，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述包膜纳米粉煤灰。

其中，所述发泡剂为硅酸钠。

其中，所述憎水剂为有机硅乳液。

一种制备所述导热系数低的保温材料的方法，包括如下步骤：

（1）按上述配方称取聚苯颗粒、玻璃微珠、膨润土、煤矸石、聚丙烯酰胺、氯化镁、石墨、包膜纳米粉煤灰、石英砂、轻钙粉、活性氢氧化钙、玻璃纤维、羧甲基纤维素钠、发泡剂、憎水剂，备用；

（2）将玻璃微珠、膨润土、煤矸石、氯化镁、石墨、包膜纳米粉煤灰、石英砂、轻钙粉及活性氢氧化钙置于搅拌机中，加水至物料中含水量为38%，搅拌混合均匀，得第一混合浆料；

（3）将聚苯颗粒、聚丙烯酰胺混合均匀，然后加热至88℃，加入玻璃纤维、羧甲基纤维素钠，搅拌混合均匀，并保温静置50分钟，得第二混合物；

（4）将步骤（3）得到的第二混合物置于步骤（2）得到的第一混合浆料中，加入发泡剂、憎水剂，搅拌混合均匀，并置于发泡机中发泡处理，得混合浆料；

（5）将步骤（4）得到的混合浆料倒入模具中，加压成型，再将模具放入65℃的烘箱内保温2小时，然后置于养护室内进行养护14天，脱模、干燥，即得所述导热系数低的保温材料。

其中，所述加压成型的压力为5Mpa。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种导热系数低的保温材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：聚苯颗粒10～20份、玻璃微珠18～27份、膨润土14～26份、煤矸石12～20份、聚丙烯酰胺8～16份、氯化镁18～32份、石墨1～3份、包膜纳米粉煤灰10～20份、石英砂15～25份、轻钙粉16～23份、活性氢氧化钙3～4份、玻璃纤维1～2份、羧甲基纤维素钠4～6份、发泡剂1～3份、憎水剂2～4份。

2.根据权利要求1所述的导热系数低的保温材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：聚苯颗粒13～18份、玻璃微珠20～25份、膨润土17～23份、煤矸石15～18份、聚丙烯酰胺10～15份、氯化镁20～30份、石墨1.6～2.4份、包膜纳米粉煤灰13～17份、石英砂19～24份、轻钙粉17～21份、活性氢氧化钙3.3～3.9份、玻璃纤维1.2～1.8份、羧甲基纤维素钠4.5～5.2份、发泡剂1.3～2.9份、憎水剂2.5～3.6份。

3.根据权利要求1所述的导热系数低的保温材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：聚苯颗粒15份、玻璃微珠22份、膨润土20份、煤矸石17份、聚丙烯酰胺14份、氯化镁28份、石墨2份、包膜纳米粉煤灰16份、石英砂23份、轻钙粉19份、活性氢氧化钙3.8份、玻璃纤维1.7份、羧甲基纤维素钠5份、发泡剂2.1份、憎水剂2.6份。

4.根据权利要求1所述的导热系数低的保温材料，其特征在于，所述包膜纳米粉煤灰的制备方法为：

（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3小时，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于65℃恒温水浴中搅拌加热30分钟，得分散液；

（2）再向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在520℃温度下烧结1.5小时，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述包膜纳米粉煤灰。

5.根据权利要求1所述的导热系数低的保温材料，其特征在于，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠、硅酸钠、碳酸钙中的任一种。

6.根据权利要求1所述的导热系数低的保温材料，其特征在于，所述憎水剂为有机硅乳液。

7.一种制备权利要求1～6任一项所述导热系数低的保温材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）按上述配方称取聚苯颗粒、玻璃微珠、膨润土、煤矸石、聚丙烯酰胺、氯化镁、石墨、包膜纳米粉煤灰、石英砂、轻钙粉、活性氢氧化钙、玻璃纤维、羧甲基纤维素钠、发泡剂、憎水剂，备用；

（2）将玻璃微珠、膨润土、煤矸石、氯化镁、石墨、包膜纳米粉煤灰、石英砂、轻钙粉及活性氢氧化钙置于搅拌机中，加水至物料中含水量为30～40%，搅拌混合均匀，得第一混合浆料；

（3）将聚苯颗粒、聚丙烯酰胺混合均匀，然后加热至80～90℃，加入玻璃纤维、羧甲基纤维素钠，搅拌混合均匀，并保温静置30～60分钟，得第二混合物；

（4）将步骤（3）得到的第二混合物置于步骤（2）得到的第一混合浆料中，加入发泡剂、憎水剂，搅拌混合均匀，并置于发泡机中发泡处理，得混合浆料；

（5）将步骤（4）得到的混合浆料倒入模具中，加压成型，再将模具放入65℃的烘箱内保温2小时，然后置于养护室内进行养护10～15天，脱模、干燥，即得所述导热系数低的保温材料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述加压成型的压力为3～6Mpa。