CN108409349A - 一种保温隔热节能材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保温隔热节能材料，包括如下重量配比的组分：膨胀珍珠岩60‑80份、聚合物空心微球30‑40份、氧化铝空心球20‑30份、轻质陶粒10‑30份、粉煤灰10‑20份、纤维5‑15份、漂珠3‑8份、聚乙烯醇5‑10份、羧甲基纤维素2‑8份、纳米氧化锌5‑10份、玻化微珠8‑15份、膨胀蛭石3‑8份和助剂4‑10份。本发明的保温隔热节能材料经过研磨分散、高温混炼、冷却静置、过筛分选、压制成型、高温烧结等工艺制备而成。本发明的保温隔热节能材料具有耐火、使用寿命长、导热系数小、环保等优点，同时，又具有较好的耐酸碱腐蚀性和超高耐候性。

Description

一种保温隔热节能材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及节能材料技术领域，具体涉及一种保温隔热节能材料及其制备方法。
背景技术
节能环保已经成21世纪人类必须面对的重大课题，也已经成为建筑行业必须要着力解决的重要课题。提高房屋的保温隔热性能是建筑物节能降耗的一项重要措施，在国家的倡导之下不少新建筑以及不少老建筑正在通过在外墙与内墙贴敷保温隔热层的办法以求达到房内的隔热保温效果，即在炎热夏天通过内外墙的隔热材料阻止热辐射向屋 内传递，减少空调等家用电器的能耗，在寒冷冬天也通过内外墙的隔热材料阻止室内较高温度传导到寒冷的室外。
目前，市场上使用的这种保温隔热层材料主要是高分子有机类和无机类材料。常用的高分子保温隔热材料包括：膨胀聚苯乙烯发泡板、交联聚乙烯发泡板、发泡聚氨酯板。无机材料板材包括：发泡膨胀珍珠岩板和发泡氯氧镁膨胀珍珠岩板。其中有机材料板的主要优点是密度小、保温效率高、韧性好，缺点是耐火性能差，着火以后极易点燃，并会在燃烧过程中产生有毒烟雾，严重危及生命安全，并且还存在耐老化性能差、使用寿命短、安装程序复杂、成本高等缺陷。无机材料类保温隔热层的优点是：成本低、难燃烧，火灾时无烟雾产生，耐老化性能好、与建筑物同寿命、安装容易、成本低等特点，缺点是会增加建筑物整体的重量、材料缺乏韧性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种保温隔热节能材料及其制备方法，该保温隔热节能材料具有耐火、使用寿命长、导热系数小、环保等优点，同时，又具有较好的耐酸碱腐蚀性和超高耐候性。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种保温隔热节能材料，包括如下重量配比的组分：膨胀珍珠岩60-80份、聚合物空心微球30-40份、氧化铝空心球20-30份、轻质陶粒10-30份、粉煤灰10-20份、纤维5-15份、漂珠3-8份、聚乙烯醇5-10份、羧甲基纤维素2-8份、纳米氧化锌5-10份、玻化微珠8-15份、膨胀蛭石3-8份和助剂4-10份；
所述助剂包括如下配比的组分：增韧剂1-5份、减水剂2-6份、偶联剂0.5-1.5份、稳泡剂0.2-0.8份和憎水剂0.1-0.5份。
优选的，所述膨胀珍珠岩70份、聚合物空心微球35份、氧化铝空心球25份、轻质陶粒20份、粉煤灰15份、纤维10份、漂珠5.5份、聚乙烯醇7.5份、羧甲基纤维素5份、纳米氧化锌7.5份、玻化微珠12份、膨胀蛭石5.5份和助剂7份；
所述助剂包括如下配比的组分：增韧剂3份、减水剂4份、偶联剂1份、稳泡剂0.5份和憎水剂0.3份。
优选的，所述膨胀珍珠岩为炭化闭孔膨胀岩。
优选的，所述聚合物空心微球为聚甲基丙烯酸-二乙烯苯空心微球。
优选的，所述纤维为石英玻璃纤维、陶瓷纤维、金属纤维中的一种或两种以上的混合物。
优选的，所述增韧剂为镁盐晶须、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、碳酸钾晶须中的一种或几种；所述减水剂为木质素磺酸镁、萘磺酸盐甲醛缩合物、甲基多萘磺酸钠中的一种或几种；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂按照2-4：1的混合物；所述稳泡剂为硬脂酸钡、月桂酸钡、亚磷酸三苯酯中的任意一种；所述憎水剂为硬脂酸钙、硬脂酸铝或甲基氧化铝空心球。
本发明还提供了上述保温隔热节能材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份数称取各原料；
（2）将膨胀珍珠岩、聚合物空心微球、氧化铝空心球、轻质陶粒、粉煤灰、纤维、漂珠、纳米氧化锌、玻化微珠加入多级磨盘机中，进行分散混合，得到混合物A；
（3）将聚乙烯醇、羧甲基纤维素、膨胀蛭石和步骤（2）的混合物A混合均匀，再放入高温混炼炉内，加热至250-350℃，反应40-60min，得到混合物B；
（4）将混合物B冷却至室温，再加入助剂，搅拌均匀后静置2-4h，得到混合物C；
（5） 将步骤（4）中的静置混合物C过筛分选，筛孔径为100-150目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物加入模具中压制成型；
（7）再放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为900-1000℃，烧结时间为2-4h，然后冷却至室温即得。
优选的，所述多级磨盘机转速为600-800r/min。
优选的，所述步骤（4）中搅拌均匀条件：以400-600r/min搅拌20-30min。
优选的，所述步骤（6）中压制成型条件：成型压力为6-8MPa，保压时间为20-40min。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的保温隔热节能材料具有耐火、使用寿命长、导热系数小、环保等优点，同时，又具有较好的耐酸碱腐蚀性和超高耐候性。
（2）本发明的保温隔热节能材料，以膨胀珍珠岩、聚合物空心微球、氧化铝空心球、轻质陶粒、粉煤灰、纤维、漂珠、纳米氧化锌、玻化微珠为主要成分，通过加入聚乙烯醇、羧甲基纤维素、膨胀蛭石和增韧剂、减水剂、偶联剂、稳泡剂、憎水剂等助剂，辅以研磨分散、高温混炼、冷却静置、过筛分选、压制成型、高温烧结等工艺，使得制备的保温隔热节能材料环保无危害、性能稳定强度大，保温隔热、防火效果好，且具有较好的耐酸碱腐蚀性和超高耐候性，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
（3）本发明的保温隔热节能材料原料廉价、制备工艺简单，适于工业化生产，实用性强。
（4）本发明保温隔热节能材料导热系数在0.05-0.07W/（m.k），具有很好的保温节能效果，且防火性能好，耐火极限大于3h，可达到A级标准，从而具有较好的耐火性，同时具有抗高低温性能，耐腐蚀、耐候性好的特点。
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
一种保温隔热节能材料，包括如下重量配比的组分：膨胀珍珠岩70份、聚合物空心微球35份、氧化铝空心球25份、轻质陶粒20份、粉煤灰15份、纤维10份、漂珠5.5份、聚乙烯醇7.5份、羧甲基纤维素5份、纳米氧化锌7.5份、玻化微珠12份、膨胀蛭石5.5份和助剂7份；
所述助剂包括如下配比的组分：增韧剂3份、减水剂4份、偶联剂1份、稳泡剂0.5份和憎水剂0.3份。
其中，所述膨胀珍珠岩为炭化闭孔膨胀岩。
其中，所述聚合物空心微球为聚甲基丙烯酸-二乙烯苯空心微球。
其中，所述纤维为石英玻璃纤维。
其中，所述增韧剂为镁盐晶须和碳酸钙晶须的混合物；所述减水剂为木质素磺酸镁，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂按照2：1的混合物；所述稳泡剂为硬脂酸钡；所述憎水剂为甲基氧化铝空心球。
本发明还提供了上述保温隔热节能材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份数称取各原料；
（2）将膨胀珍珠岩、聚合物空心微球、氧化铝空心球、轻质陶粒、粉煤灰、纤维、漂珠、纳米氧化锌、玻化微珠加入多级磨盘机中，进行分散混合，得到混合物A；
（3）将聚乙烯醇、羧甲基纤维素、膨胀蛭石和步骤（2）的混合物A混合均匀，再放入高温混炼炉内，加热至300℃，反应50min，得到混合物B；
（4）将混合物B冷却至室温，再加入助剂，搅拌均匀后静置3h，得到混合物C；
（5） 将步骤（4）中的静置混合物C过筛分选，筛孔径为125目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物加入模具中压制成型；
（7）再放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为950℃，烧结时间为3h，然后冷却至室温即得。
其中，所述多级磨盘机转速为700r/min。
其中，所述步骤（4）中搅拌均匀条件：以500r/min搅拌25min。
其中，所述步骤（6）中压制成型条件：成型压力为7MPa，保压时间为30min。
实施例2
一种保温隔热节能材料，包括如下重量配比的组分：膨胀珍珠岩60份、聚合物空心微球30份、氧化铝空心球20份、轻质陶粒10份、粉煤灰10份、纤维5份、漂珠3份、聚乙烯醇5份、羧甲基纤维素2份、纳米氧化锌5份、玻化微珠8份、膨胀蛭石3份和助剂4份；
所述助剂包括如下配比的组分：增韧剂1份、减水剂2份、偶联剂0.5份、稳泡剂0.2份和憎水剂0.1份。
其中，所述膨胀珍珠岩为炭化闭孔膨胀岩。
其中，所述聚合物空心微球为聚甲基丙烯酸-二乙烯苯空心微球。
其中，所述纤维为石英玻璃纤维和陶瓷纤维的混合物。
其中，所述增韧剂为硫酸钙晶须和碳酸钾晶须的混合物；所述减水剂为甲基多萘磺酸钠，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂按照4：1的混合物；所述稳泡剂为硬脂酸钡；所述憎水剂为硬脂酸钙。
本发明还提供了上述保温隔热节能材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份数称取各原料；
（2）将膨胀珍珠岩、聚合物空心微球、氧化铝空心球、轻质陶粒、粉煤灰、纤维、漂珠、纳米氧化锌、玻化微珠加入多级磨盘机中，进行分散混合，得到混合物A；
（3）将聚乙烯醇、羧甲基纤维素、膨胀蛭石和步骤（2）的混合物A混合均匀，再放入高温混炼炉内，加热至250℃，反应40min，得到混合物B；
（4）将混合物B冷却至室温，再加入助剂，搅拌均匀后静置2h，得到混合物C；
（5） 将步骤（4）中的静置混合物C过筛分选，筛孔径为100目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物加入模具中压制成型；
（7）再放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为900℃，烧结时间为2h，然后冷却至室温即得。
其中，所述多级磨盘机转速为600r/min。
其中，所述步骤（4）中搅拌均匀条件：以400r/min搅拌20min。
其中，所述步骤（6）中压制成型条件：成型压力为6MPa，保压时间为20min。
实施例3
一种保温隔热节能材料，包括如下重量配比的组分：膨胀珍珠岩80份、聚合物空心微球40份、氧化铝空心球30份、轻质陶粒30份、粉煤灰20份、纤维15份、漂珠8份、聚乙烯醇10份、羧甲基纤维素8份、纳米氧化锌10份、玻化微珠15份、膨胀蛭石8份和助剂10份；
所述助剂包括如下配比的组分：增韧剂5份、减水剂6份、偶联剂1.5份、稳泡剂0.8份和憎水剂0.5份。
其中，所述膨胀珍珠岩为炭化闭孔膨胀岩。
其中，所述聚合物空心微球为聚甲基丙烯酸-二乙烯苯空心微球。
其中，所述纤维为金属纤维。
优选的，所述增韧剂为碳酸钾晶须；所述减水剂为萘磺酸盐甲醛缩合物；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂按照3：1的混合物；所述稳泡剂为月桂酸钡、亚磷酸三苯酯；所述憎水剂为硬脂酸铝。
本发明还提供了上述保温隔热节能材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份数称取各原料；
（2）将膨胀珍珠岩、聚合物空心微球、氧化铝空心球、轻质陶粒、粉煤灰、纤维、漂珠、纳米氧化锌、玻化微珠加入多级磨盘机中，进行分散混合，得到混合物A；
（3）将聚乙烯醇、羧甲基纤维素、膨胀蛭石和步骤（2）的混合物A混合均匀，再放入高温混炼炉内，加热至350℃，反应60min，得到混合物B；
（4）将混合物B冷却至室温，再加入助剂，搅拌均匀后静置4h，得到混合物C；
（5） 将步骤（4）中的静置混合物C过筛分选，筛孔径为150目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物加入模具中压制成型；
（7）再放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为1000℃，烧结时间为4h，然后冷却至室温即得。
其中，所述多级磨盘机转速为800r/min。
其中，所述步骤（4）中搅拌均匀条件：以600r/min搅拌30min。
其中，所述步骤（6）中压制成型条件：成型压力为8MPa，保压时间为40min。
综上所述，本发明的保温隔热节能材料具有耐火、使用寿命长、导热系数小、环保等优点，同时，又具有较好的耐酸碱腐蚀性和超高耐候性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种保温隔热节能材料，其特征在于，包括如下重量配比的组分：膨胀珍珠岩60-80份、聚合物空心微球30-40份、氧化铝空心球20-30份、轻质陶粒10-30份、粉煤灰10-20份、纤维5-15份、漂珠3-8份、聚乙烯醇5-10份、羧甲基纤维素2-8份、纳米氧化锌5-10份、玻化微珠8-15份、膨胀蛭石3-8份和助剂4-10份；
所述助剂包括如下配比的组分：增韧剂1-5份、减水剂2-6份、偶联剂0.5-1.5份、稳泡剂0.2-0.8份和憎水剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的保温隔热节能材料，其特征在于，所述膨胀珍珠岩70份、聚合物空心微球35份、氧化铝空心球25份、轻质陶粒20份、粉煤灰15份、纤维10份、漂珠5.5份、聚乙烯醇7.5份、羧甲基纤维素5份、纳米氧化锌7.5份、玻化微珠12份、膨胀蛭石5.5份和助剂7份；
所述助剂包括如下配比的组分：增韧剂3份、减水剂4份、偶联剂1份、稳泡剂0.5份和憎水剂0.3份。
3.根据权利要求1所述的保温隔热节能材料，其特征在于，所述膨胀珍珠岩为炭化闭孔膨胀岩。
4.根据权利要求1所述的保温隔热节能材料，其特征在于，所述聚合物空心微球为聚甲基丙烯酸-二乙烯苯空心微球。
5.根据权利要求1所述的保温隔热节能材料，其特征在于，所述纤维为石英玻璃纤维、陶瓷纤维、金属纤维中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的保温隔热节能材料，其特征在于，所述增韧剂为镁盐晶须、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、碳酸钾晶须中的一种或几种；所述减水剂为木质素磺酸镁、萘磺酸盐甲醛缩合物、甲基多萘磺酸钠中的一种或几种；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂按照2-4：1的混合物；所述稳泡剂为硬脂酸钡、月桂酸钡、亚磷酸三苯酯中的任意一种；所述憎水剂为硬脂酸钙、硬脂酸铝或甲基氧化铝空心球。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的保温隔热节能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份数称取各原料；
（2）将膨胀珍珠岩、聚合物空心微球、氧化铝空心球、轻质陶粒、粉煤灰、纤维、漂珠、纳米氧化锌、玻化微珠加入多级磨盘机中，进行分散混合，得到混合物A；
（3）将聚乙烯醇、羧甲基纤维素、膨胀蛭石和步骤（2）的混合物A混合均匀，再放入高温混炼炉内，加热至250-350℃，反应40-60min，得到混合物B；
（4）将混合物B冷却至室温，再加入助剂，搅拌均匀后静置2-4h，得到混合物C；
（5） 将步骤（4）中的静置混合物C过筛分选，筛孔径为100-150目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物加入模具中压制成型；
（7）再放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为900-1000℃，烧结时间为2-4h，然后冷却至室温即得。
8.根据权利要求7所述的保温隔热节能材料的制备方法，其特征在于，所述多级磨盘机转速为600-800r/min。
9.根据权利要求7所述的保温隔热节能材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中搅拌均匀条件：以400-600r/min搅拌20-30min。
10.根据权利要求7所述的保温隔热节能材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中压制成型条件：成型压力为6-8MPa，保压时间为20-40min。
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