CN108483996A - 一种建筑墙体耐腐蚀保温材料及其制备方法 - Google Patents

一种建筑墙体耐腐蚀保温材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种建筑墙体耐腐蚀保温材料及其制备方法，涉及保温材料领域，包括聚氨酯60‑70份、酚醛树脂40‑50份、海泡石10‑18份、玻璃纤维8‑16份、木纤维6‑12份、岩棉5‑8份、硅酸盐水泥9‑16份、膨胀粘土6‑12份、氧化锌5‑10份、氧化镁5‑10份、纳米二氧化钛4‑9份、纳米碳化硅4‑9份、陶瓷碎片8‑15份、气凝胶8‑15份、云母粉6‑12份、玻璃微珠7‑15份、聚磷酸铵3‑6份和磷酸二氢铵3‑6份等重量份计的原料；本发明保温材料性能优越，具有良好的耐腐蚀、抗压和抗震性能，导热系数低，保温性能良好，同时还具有防水和抗老化性能，原料成本低，制备方法简单，易规模化生产。

Description

一种建筑墙体耐腐蚀保温材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温材料领域，具体涉及一种建筑墙体耐腐蚀保温材料及其制备方法。
背景技术
推广使用墙体保温技术是我国降低能源损耗的有效途径之一。目前我国房屋住宅的能量损失大致比例为：墙体占50％；屋面占10％；门窗占25％地下室和地面约占15％。因此墙体和屋顶的保温是提升建筑节能率的重要因素。如何选择即安全又环保的墙体保温建材，是当今业内密切关注的热点之一。
在民居环境安全环保的要求下，我国建筑节能率，逐年提高，但是目前我国建筑用保温材料，主要是以有机材料为主，其中聚苯乙烯市场占有率为90％，但是聚苯乙烯保温材料存在材料强度差，容易产生开裂现象、保温层脱落现象比较普遍的缺点，同时聚苯乙烯泡沫保温板由于自身强度有限，导致承重能力差。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种建筑墙体保温材料及其制备方法，本发明保温材料性能优越，具有良好的耐腐蚀、抗压和抗震性能，导热系数低，保温性能良好，同时还具有防水和抗老化性能，原料成本低，制备方法简单，易规模化生产。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种建筑墙体保温材料，包括以下重量份计的原料：
聚氨酯60-70份、酚醛树脂40-50份、海泡石10-18份、玻璃纤维8-16份、木纤维6-12份、岩棉5-8份、硅酸盐水泥9-16份、膨胀粘土6-12份、氧化锌5-10份、氧化镁5-10份、纳米二氧化钛4-9份、纳米碳化硅4-9份、陶瓷碎片8-15份、气凝胶8-15份、云母粉6-12份、玻璃微珠7-15份、聚磷酸铵3-6份、磷酸二氢铵3-6份、硅烷偶联剂2-5份、发泡剂1.5-3.5份、分散剂1.6-3.8份、固化剂2.4-4.2份、抗氧化剂2.5-4.8份和去离子水15-20份。
优选地，包括以下重量份计的原料：聚氨酯66份、酚醛树脂45份、海泡石15份、玻璃纤维12份、木纤维10份、岩棉7份、硅酸盐水泥13份、膨胀粘土9份、氧化锌8份、氧化镁8份、纳米二氧化钛6份、纳米碳化硅6份、陶瓷碎片12份、气凝胶12份、云母粉8份、玻璃微珠12份、聚磷酸铵4.8份、磷酸二氢铵4.8份、硅烷偶联剂3.6份、发泡剂2.8份、分散剂2.8份、固化剂3.5份、抗氧化剂3.6份和去离子水18份。
优选地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种结合。
优选地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、乙醇胺和枸橼酸按照质量比5:1:2混合组成。
优选地，所述分散剂为脂肪酸甲酯磺酸盐、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、脂肪醇醚硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的一种或几种结合。
优选地，所述固化剂为二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜、2-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或几种结合。
优选地，所述抗氧化剂为四(甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯和三磷酸二苯基酯中的一种或几种结合。
本发明中还公开了一种上述建筑墙体耐腐蚀保温材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各组分；
(2)将海泡石、玻璃纤维、木纤维、岩棉、硅酸盐水泥、膨胀粘土、氧化锌、氧化镁、陶瓷碎片、气凝胶、云母粉和玻璃微珠送至双棍研磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为200-400目，即得混合物W1，将混合物料W1和米二氧化钛、纳米碳化硅、硅烷偶联剂、分散剂、抗氧化剂、和50％的去离子水进行混合，以1000-1500转/分钟的速度，搅拌20-30分钟，即得混合物W2；
(3)将发泡剂和剩余50％的去离子水进行混合，升温至45-60摄氏度，快速搅拌5-10分钟，即得发泡剂稀释液，备用；
(4)将聚氨酯和酚醛树脂加入到高速混合机中，升温至170-190摄氏度，高速混合熔融后，缓慢向其中加入步骤(4)制得的发泡剂稀释液，控温至125-140摄氏度，高速混合15-20分钟，加入步骤(3)制得的混合物料W2，搅拌混合20-30分钟，即得混合物W3；
(5)将步骤(4)制得的混合物W3和固化剂加入密炼机中进行密炼，密炼温度110-125摄氏度，密炼时间10-15分钟；
(6)将步骤(5)制得的密炼料加入双螺旋挤塑机中进行挤出造粒，挤出温度150-160摄氏度，将粒料投入模具中进行模压成型，冷却至室温，脱模，自然养护20-50小时，即得所述建筑墙体耐腐蚀保温材料。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明保温材料性能优越，具有良好的耐腐蚀、抗压和抗震性能，导热系数低，保温性能良好，同时还具有防水和抗老化性能，原料成本低，制备方法简单，易规模化生产。
(2)本发明选用聚氨酯和酚醛树脂作为主要树脂原料，聚氨酯具有优良的耐腐蚀性、氧化稳定性、耐水性、抗压性和抗冲击性，但是聚氨酯的耐高温性能差，高温下，尺寸稳定性差，添加酚醛树脂作为辅助原料，酚醛树脂作为热固性树脂，具有优越的耐高温性，在高温条件下，可以改善聚氨酯的结构稳定性和尺寸稳定性，同时聚氨酯也可以改善酚醛树脂性脆、冲击性能低的缺点，生产出的材料加工性能高，耐温性优越，易加工，尺寸稳定性高。
(3)本发明原料中添加有海泡石，海泡石具有良好的热稳定性和耐高温性，可以提高材料的耐温性能，同时具有良好的隔热性能。
(4)本分明原料中添加有聚磷酸铵和磷酸二氢铵，聚磷酸铵吸湿性小，尺寸稳定性、耐水解性和耐热性高，具有良好的阻燃性，可以提高材料的阻燃性能，磷酸二氢铵加热分解成偏磷酸铵易具有良好的阻燃性。
(5)本发明原料中添加有玻璃微珠，玻璃微珠具有质轻、低导热、较高的强度、良好的化学稳定性等优点，可以提高材料的保温性能，同时玻璃微珠具有良好的分散性，易在树脂中填充分散均匀，增加材料结构的整体性和致密性。
(6)本发明原料中添加有气凝胶，硅气凝胶纤细的纳米网络结构有效地限制了局域热激发的传播，导热率极低。纳米微孔洞抑制了气体分子对热传导的贡献，因此具有良好的保温性能，同时气凝胶的密度极低，可以降低材料的比重。
(7)本发明制备方法中，首先将填充粉料和硅烷偶联和分散剂以及部分重量的水搅拌混合均匀，使分散剂和硅烷偶联剂包覆填充粉料表面，增强粉料的填充性能，使粉料更易分散均匀，材料整体结构更加稳定；同时将发泡剂用去离子水稀释后在加入原料中，加大发泡剂的覆盖面，使发泡剂易混合均匀，提高发泡剂的作用效果。
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
一种建筑墙体保温材料，包括以下重量份计的原料：
聚氨酯60份、酚醛树脂40份、海泡石10份、玻璃纤维8份、木纤维6份、岩棉5份、硅酸盐水泥9份、膨胀粘土6份、氧化锌5份、氧化镁5份、纳米二氧化钛4份、纳米碳化硅4份、陶瓷碎片8份、气凝胶8份、云母粉6份、玻璃微珠7份、聚磷酸铵3份、磷酸二氢铵3份、硅烷偶联剂2份、发泡剂1.5份、分散剂1.6份、固化剂2.4份、抗氧化剂2.5份和去离子水15份。
硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷和γ-巯丙基三乙氧基硅烷按照质量比2:1混合组成。
发泡剂为偶氮二甲酰胺、乙醇胺和枸橼酸按照质量比5:1:2混合组成。
分散剂为脂肪酸甲酯磺酸钠。
固化剂为二氨基二苯基甲烷和2-乙基-4-甲基咪唑按照质量比1:1混合组成。
抗氧化剂为四(甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯。
本实施例中还公开了一种上述建筑墙体耐腐蚀保温材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各组分；
(2)将海泡石、玻璃纤维、木纤维、岩棉、硅酸盐水泥、膨胀粘土、氧化锌、氧化镁、陶瓷碎片、气凝胶、云母粉和玻璃微珠送至双棍研磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为200目，即得混合物W1，将混合物料W1和米二氧化钛、纳米碳化硅、硅烷偶联剂、分散剂、抗氧化剂、和50％的去离子水进行混合，以1000转/分钟的速度，搅拌20分钟，即得混合物W2；
(3)将发泡剂和剩余50％的去离子水进行混合，升温至45摄氏度，快速搅拌5分钟，即得发泡剂稀释液，备用；
(4)将聚氨酯和酚醛树脂加入到高速混合机中，升温至170摄氏度，高速混合熔融后，缓慢向其中加入步骤(4)制得的发泡剂稀释液，控温至125摄氏度，高速混合15分钟，加入步骤(3)制得的混合物料W2，搅拌混合20分钟，即得混合物W3；
(5)将步骤(4)制得的混合物W3和固化剂加入密炼机中进行密炼，密炼温度110摄氏度，密炼时间10分钟；
(6)将步骤(5)制得的密炼料加入双螺旋挤塑机中进行挤出造粒，挤出温度150摄氏度，将粒料投入模具中进行模压成型，冷却至室温，脱模，自然养护20小时，即得所述建筑墙体耐腐蚀保温材料。
实施例2
一种建筑墙体保温材料，包括以下重量份计的原料：
聚氨酯70份、酚醛树脂50份、海泡石18份、玻璃纤维16份、木纤维12份、岩棉8份、硅酸盐水泥16份、膨胀粘土12份、氧化锌10份、氧化镁10份、纳米二氧化钛9份、纳米碳化硅9份、陶瓷碎片15份、气凝胶15份、云母粉12份、玻璃微珠15份、聚磷酸铵6份、磷酸二氢铵6份、硅烷偶联剂5份、发泡剂3.5份、分散剂3.8份、固化剂4.2份、抗氧化剂4.8份和去离子水20份。
硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷按照质量比3:2混合组成。
发泡剂为偶氮二甲酰胺、乙醇胺和枸橼酸按照质量比5:1:2混合组成。
分散剂为脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠和脂肪醇醚硫酸钠按照质量比2:1混合组成。
固化剂为二氨基二苯基砜。
抗氧化剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。
本实施例中还公开了一种上述建筑墙体耐腐蚀保温材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各组分；
(2)将海泡石、玻璃纤维、木纤维、岩棉、硅酸盐水泥、膨胀粘土、氧化锌、氧化镁、陶瓷碎片、气凝胶、云母粉和玻璃微珠送至双棍研磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为400目，即得混合物W1，将混合物料W1和米二氧化钛、纳米碳化硅、硅烷偶联剂、分散剂、抗氧化剂、和50％的去离子水进行混合，以1500转/分钟的速度，搅拌30分钟，即得混合物W2；
(3)将发泡剂和剩余50％的去离子水进行混合，升温至60摄氏度，快速搅拌10分钟，即得发泡剂稀释液，备用；
(4)将聚氨酯和酚醛树脂加入到高速混合机中，升温至190摄氏度，高速混合熔融后，缓慢向其中加入步骤(4)制得的发泡剂稀释液，控温至140摄氏度，高速混合20分钟，加入步骤(3)制得的混合物料W2，搅拌混合30分钟，即得混合物W3；
(5)将步骤(4)制得的混合物W3和固化剂加入密炼机中进行密炼，密炼温度125摄氏度，密炼时间15分钟；
(6)将步骤(5)制得的密炼料加入双螺旋挤塑机中进行挤出造粒，挤出温度160摄氏度，将粒料投入模具中进行模压成型，冷却至室温，脱模，自然养护50小时，即得所述建筑墙体耐腐蚀保温材料。
实施例3
一种建筑墙体保温材料，包括以下重量份计的原料：
聚氨酯66份、酚醛树脂45份、海泡石15份、玻璃纤维12份、木纤维10份、岩棉7份、硅酸盐水泥13份、膨胀粘土9份、氧化锌8份、氧化镁8份、纳米二氧化钛6份、纳米碳化硅6份、陶瓷碎片12份、气凝胶12份、云母粉8份、玻璃微珠12份、聚磷酸铵4.8份、磷酸二氢铵4.8份、硅烷偶联剂3.6份、发泡剂2.8份、分散剂2.8份、固化剂3.5份、抗氧化剂3.6份和去离子水18份。
硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷和苯胺甲基三乙氧基硅烷按照质量比1:1混合组成。
发泡剂为偶氮二甲酰胺、乙醇胺和枸橼酸按照质量比5:1:2混合组成。
分散剂为脂肪醇醚硫酸钠和十二烷基磺酸钠按照质量比1:1组成。
固化剂为2-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑按照质量比2:1混合组成。
抗氧化剂为三磷酸二苯基酯。
本实施例中还公开了一种上述建筑墙体耐腐蚀保温材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各组分；
(2)将海泡石、玻璃纤维、木纤维、岩棉、硅酸盐水泥、膨胀粘土、氧化锌、氧化镁、陶瓷碎片、气凝胶、云母粉和玻璃微珠送至双棍研磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为300目，即得混合物W1，将混合物料W1和米二氧化钛、纳米碳化硅、硅烷偶联剂、分散剂、抗氧化剂、和50％的去离子水进行混合，以1300转/分钟的速度，搅拌26分钟，即得混合物W2；
(3)将发泡剂和剩余50％的去离子水进行混合，升温至55摄氏度，快速搅拌8分钟，即得发泡剂稀释液，备用；
(4)将聚氨酯和酚醛树脂加入到高速混合机中，升温至180摄氏度，高速混合熔融后，缓慢向其中加入步骤(4)制得的发泡剂稀释液，控温至136摄氏度，高速混合18分钟，加入步骤(3)制得的混合物料W2，搅拌混合26分钟，即得混合物W3；
(5)将步骤(4)制得的混合物W3和固化剂加入密炼机中进行密炼，密炼温度118摄氏度，密炼时间13分钟；
(6)将步骤(5)制得的密炼料加入双螺旋挤塑机中进行挤出造粒，挤出温度155摄氏度，将粒料投入模具中进行模压成型，冷却至室温，脱模，自然养护38小时，即得所述建筑墙体耐腐蚀保温材料。
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)

1.一种建筑墙体耐腐蚀保温材料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：聚氨酯60-70份、酚醛树脂40-50份、海泡石10-18份、玻璃纤维8-16份、木纤维6-12份、岩棉5-8份、硅酸盐水泥9-16份、膨胀粘土6-12份、氧化锌5-10份、氧化镁5-10份、纳米二氧化钛4-9份、纳米碳化硅4-9份、陶瓷碎片8-15份、气凝胶8-15份、云母粉6-12份、玻璃微珠7-15份、聚磷酸铵3-6份、磷酸二氢铵3-6份、硅烷偶联剂2-5份、发泡剂1.5-3.5份、分散剂1.6-3.8份、固化剂2.4-4.2份、抗氧化剂2.5-4.8份和去离子水15-20份。
2.根据权利要求1所述的建筑墙体耐腐蚀保温材料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：聚氨酯66份、酚醛树脂45份、海泡石15份、玻璃纤维12份、木纤维10份、岩棉7份、硅酸盐水泥13份、膨胀粘土9份、氧化锌8份、氧化镁8份、纳米二氧化钛6份、纳米碳化硅6份、陶瓷碎片12份、气凝胶12份、云母粉8份、玻璃微珠12份、聚磷酸铵4.8份、磷酸二氢铵4.8份、硅烷偶联剂3.6份、发泡剂2.8份、分散剂2.8份、固化剂3.5份、抗氧化剂3.6份和去离子水18份。
3.根据权利要求1所述的建筑墙体耐腐蚀保温材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种结合。
4.根据权利要求1所述的建筑墙体耐腐蚀保温材料，其特征在于，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、乙醇胺和枸橼酸按照质量比5:1:2混合组成。
5.根据权利要求1所述的建筑墙体耐腐蚀保温材料，其特征在于，所述分散剂为脂肪酸甲酯磺酸盐、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、脂肪醇醚硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的一种或几种结合。
6.根据权利要求1所述的建筑墙体耐腐蚀保温材料，其特征在于，所述固化剂为二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜、2-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或几种结合。
7.根据权利要求1所述的建筑墙体耐腐蚀保温材料，其特征在于，所述抗氧化剂为四(甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯和三磷酸二苯基酯中的一种或几种结合。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的建筑墙体耐腐蚀保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各组分；
(2)将海泡石、玻璃纤维、木纤维、岩棉、硅酸盐水泥、膨胀粘土、氧化锌、氧化镁、陶瓷碎片、气凝胶、云母粉和玻璃微珠送至双棍研磨机中进行研磨，研磨至颗粒粒径为200-400目，即得混合物W1，将混合物料W1和米二氧化钛、纳米碳化硅、硅烷偶联剂、分散剂、抗氧化剂、和50％的去离子水进行混合，以1000-1500转/分钟的速度，搅拌20-30分钟，即得混合物W2；
(3)将发泡剂和剩余50％的去离子水进行混合，升温至45-60摄氏度，快速搅拌5-10分钟，即得发泡剂稀释液，备用；
(4)将聚氨酯和酚醛树脂加入到高速混合机中，升温至170-190摄氏度，高速混合熔融后，缓慢向其中加入步骤(4)制得的发泡剂稀释液，控温至125-140摄氏度，高速混合15-20分钟，加入步骤(3)制得的混合物料W2，搅拌混合20-30分钟，即得混合物W3；
(5)将步骤(4)制得的混合物W3和固化剂加入密炼机中进行密炼，密炼温度110-125摄氏度，密炼时间10-15分钟；
(6)将步骤(5)制得的密炼料加入双螺旋挤塑机中进行挤出造粒，挤出温度150-160摄氏度，将粒料投入模具中进行模压成型，冷却至室温，脱模，自然养护20-50小时，即得所述建筑墙体耐腐蚀保温材料。
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