CN108793882A - 一种节能型轻质建筑保温材料及其制备方法 - Google Patents

一种节能型轻质建筑保温材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种节能型轻质建筑保温材料及其制备方法，由以下成分制备而成：普通硅酸盐水泥、陶瓷废料、废弃聚酯瓶、建筑垃圾骨料、乙酸丁酯、粉煤灰、填料、无机盐类化合物、玻璃纤维、热塑性树脂、粘结剂、发泡剂、添加助剂和水。本发明制备的保温材料能够具有良好的保温性能，有效保证了建筑物内的温度，避免了建筑物内的热量流失，同时拥有一定的防火与抗冲击性能，安全性能优异，具有良好的使用与推广价值。

Description

一种节能型轻质建筑保温材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种节能型轻质建筑保温材料及其制备方法。
背景技术
建筑行业的能耗一直以来居高不下，随着资源短缺、环境污染问题的日益严重，节能减排的生产模式，开始逐渐被人们所重视，并且行业内也开始研究更好的节能型建筑材料，来促进建筑能耗的降低。
目前，常用的建筑保温材料分为有机质和无机质两种。有机质建筑保温材料有聚苯乙烯泡沫塑料（EPS、XPS）、聚氨酯硬质泡沫体（PU）等，其优点是质轻、保温、隔热、防水。但这些有机泡沫材料易老化，不能与建筑物同寿命，在建筑物使用期内，需要多次更换保温层。此外EPS、XPS、PU等都是高分子有机材料，具有易燃、不耐高温、燃烧速度快，同时产生大量的有毒气体等缺陷，存在很大的火灾隐患。
公开号为CN102040362A，公开了一种利用废弃水泥砂浆制作泡沫混凝土材料、混凝土及制备方法，所述泡沫混凝土材料包括：废弃水泥砂浆、水泥、木胶粉、石膏、熟石灰、发泡剂泡沫。公开号为CN102491699A，公开了一种复合装饰泡沫混凝土砌块及其制作方法，包括泡沫混凝土砌块本体，所述泡沫混凝土砌块本体的至少一个侧壁复合有装饰面板；装饰面板与泡沫混凝土砌块复合为一体。公开号为CN102501299A，公开了一种泡沫混凝土保温砌块的制备方法，其制备工艺为：用发泡机将发泡剂用机械方式充分发泡，并与水泥浆均匀混合，然后经过泵送系统将泡沫混凝土输送到模具进行大块浇筑；将大块泡沫混凝土切割成符合尺寸要求的小块泡沫混凝土；在成品模具内部对此放置成型的泡沫混凝土块，在模具中灌入混凝土，压振成型后撤掉成品模具，得到成型砌块；将上述的成型砌块放置一段时间后得到成品。
目前，市场上的无机类建筑保温材料主要包括膨胀珍珠岩类、加气混凝土砌块、硫铝硅酸盐无机保温板等，该类材料最大的优点就是防火能力强，但是由于其容重、导热系数均偏高，不利于大面积推广。另外由于生产普通硅酸盐水泥需排放大量的CO2及其它污染物，大量使用普通硅酸盐水泥必然导致泡沫混凝土材料的环保性能大打折扣。
综上所述，因此需要一种更好的保温材料，来改善现有技术的不足，从而推动该行业的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能型轻质建筑保温材料及其制备方法，本发明制备的保温材料能够具有良好的保温性能，有效保证了建筑物内的温度，避免了建筑物内的热量流失，同时拥有一定的防火与抗冲击性能，安全性能优异，具有良好的使用与推广价值。
本发明提供了如下的技术方案：
一种节能型轻质建筑保温材料，包括以下重量份的原料：普通硅酸盐水泥8-12份、陶瓷废料7-13份、废弃聚酯瓶18-22份、建筑垃圾骨料20-28份、乙酸丁酯6-10份、粉煤灰12-16份、填料7-12份、无机盐类化合物6-9份、玻璃纤维8-14份、热塑性树脂7-11份、粘结剂4-8份、发泡剂3-7份、添加助剂5-8份和水10-16份。
优选的，所述保温材料包括以下重量份的原料：普通硅酸盐水泥10-12份、陶瓷废料9-13份、废弃聚酯瓶18-20份、建筑垃圾骨料24-28份、乙酸丁酯8-10份、粉煤灰13-16份、填料7-11份、无机盐类化合物6-8份、玻璃纤维11-14份、热塑性树脂9-11份、粘结剂4-7份、发泡剂3-6份、添加助剂7-8份和水10-15份。
优选的，所述保温材料包括以下重量份的原料：普通硅酸盐水泥11份、陶瓷废料12份、废弃聚酯瓶19份、建筑垃圾骨料27份、乙酸丁酯8份、粉煤灰15份、填料10份、无机盐类化合物7份、玻璃纤维12份、热塑性树脂9份、粘结剂5份、发泡剂4份、添加助剂7份和水14份。
一种节能型轻质建筑保温材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将普通硅酸盐水泥兑水，在40-45℃下加热并搅拌，制成浆料；
b、将陶瓷废料、建筑垃圾骨料、粉煤灰和填料导入球磨机中球磨2.2-2.6h，得到粉料；
c、将粉料加入到浆料中，再加入玻璃纤维、发泡剂，置于55-60℃下，以680-800r/min的转速搅拌反应0.8-1.2h，得到发泡料；
d、将废弃聚酯瓶、乙酸丁酯和热塑性树脂导入反应釜中，在90-95℃下加热至完全熔化，再加入无机盐类化合物，继续搅拌反应0.4-0.6h，在55-60℃下保温，得到材料一；
e、将材料一、发泡料和添加助剂导入双螺旋锥形混合机中，搅拌混合15-20min，再加入粘结剂，导入螺杆挤出机中挤出成型，再置于高温下干燥，即可得到成品。
优选的，所述步骤b的填料为膨胀珍珠岩、二氧化硅气凝胶、海泡石和氢氧化镁按质量比2:1:3:2混合而成。
优选的，所述步骤c的发泡剂的制备方法为：将液体石蜡和氯化钙混合，导入球磨机中球磨0.6h，再加入双氧水，搅拌均匀，即可得到发泡剂。
优选的，所述步骤d的热塑性树脂为聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂按质量比2:1:1混合而成。
优选的，所述步骤d的无机盐类化合物为硫酸镁、硫酸钠和碳酸铵按质量比5:3:2混合而成。
优选的，所述步骤e的添加助剂的制备方法为：将甲基纤维素醚、硬脂酸钙和乳胶粉混合均匀，再兑入去离子水，高速搅拌2h，即可得到添加助剂。
优选的，所述步骤e的粘结剂为聚乙烯醇胶和聚醋酸乙烯酯按质量比3:1混合而成。
本发明的有益效果是：
本发明制备的保温材料能够具有良好的保温性能，有效保证了建筑物内的温度，避免了建筑物内的热量流失，质地轻且轻度高，同时拥有一定的防火与抗冲击性能，安全性能优异，采用的原材料中的部分原料来源于生活中的废物，进行再次回收利用，大大的降低了成本，还缓解了废物堆存处理带来的环境污染问题，因此具有良好的使用与推广价值。
本发明中的填料为膨胀珍珠岩、二氧化硅气凝胶、海泡石和氢氧化镁的配比，其中膨胀珍珠岩、二氧化硅气凝胶、海泡石具有高孔隙结构，其多孔的物理结构，可以提高成品的保温性能，使得热量不易传导，从而实现保温效果；另外，多孔隙结构，还可降低成品的密度，从而降低成品的重量，但并没有影响成品材料的强度。
本发明中的发泡剂的制备，采用的液体石蜡、氯化钙和双氧水，原材料易得且廉价，并且制备反应简单、不剧烈、不危险，且制备效率高、时间短，可大大缩短本发明的制备流程，降低生产成本。
本发明中的热塑性树脂为聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的配比，以上成分可在一定程度上弥补废弃聚酯瓶的性能上的不足，起到一定的辅助作用，保证制备的保温材料的强度与韧性，还可以提高防水性、耐候性。
本发明中的无机盐类化合物为硫酸镁、硫酸钠和碳酸铵的配比，可进一步提高成品的保温性，还可提高防火性。
本发明中的添加助剂采用的甲基纤维素醚、硬脂酸钙和乳胶粉，可进一步对成品起到一定的补强作用，提高材料的强度，并且其中的乳胶粉。可进一步与本发明中的粘结剂协同作用，使各原料之间的结合更紧密。
具体实施方式
实施例1
一种节能型轻质建筑保温材料，包括以下重量份的原料：普通硅酸盐水泥8份、陶瓷废料13份、废弃聚酯瓶18份、建筑垃圾骨料20份、乙酸丁酯10份、粉煤灰12份、填料7份、无机盐类化合物6份、玻璃纤维14份、热塑性树脂7份、粘结剂8份、发泡剂7份、添加助剂8份和水10份。
一种节能型轻质建筑保温材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将普通硅酸盐水泥兑水，在40℃下加热并搅拌，制成浆料；
b、将陶瓷废料、建筑垃圾骨料、粉煤灰和填料导入球磨机中球磨2.6h，得到粉料；
c、将粉料加入到浆料中，再加入玻璃纤维、发泡剂，置于60℃下，以800r/min的转速搅拌反应1.2h，得到发泡料；
d、将废弃聚酯瓶、乙酸丁酯和热塑性树脂导入反应釜中，在95℃下加热至完全熔化，再加入无机盐类化合物，继续搅拌反应0.4h，在55℃下保温，得到材料一；
e、将材料一、发泡料和添加助剂导入双螺旋锥形混合机中，搅拌混合15min，再加入粘结剂，导入螺杆挤出机中挤出成型，再置于高温下干燥，即可得到成品。
步骤b的填料为膨胀珍珠岩、二氧化硅气凝胶、海泡石和氢氧化镁按质量比2:1:3:2混合而成。
步骤c的发泡剂的制备方法为：将液体石蜡和氯化钙混合，导入球磨机中球磨0.6h，再加入双氧水，搅拌均匀，即可得到发泡剂。
步骤d的热塑性树脂为聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂按质量比2:1:1混合而成。
步骤d的无机盐类化合物为硫酸镁、硫酸钠和碳酸铵按质量比5:3:2混合而成。
步骤e的添加助剂的制备方法为：将甲基纤维素醚、硬脂酸钙和乳胶粉混合均匀，再兑入去离子水，高速搅拌2h，即可得到添加助剂。
步骤e的粘结剂为聚乙烯醇胶和聚醋酸乙烯酯按质量比3:1混合而成。
实施例2
一种节能型轻质建筑保温材料，包括以下重量份的原料：普通硅酸盐水泥12份、陶瓷废料9份、废弃聚酯瓶20份、建筑垃圾骨料24份、乙酸丁酯10份、粉煤灰16份、填料11份、无机盐类化合物6份、玻璃纤维14份、热塑性树脂9份、粘结剂4份、发泡剂6份、添加助剂8份和水10份。
一种节能型轻质建筑保温材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将普通硅酸盐水泥兑水，在45℃下加热并搅拌，制成浆料；
b、将陶瓷废料、建筑垃圾骨料、粉煤灰和填料导入球磨机中球磨2.2h，得到粉料；
c、将粉料加入到浆料中，再加入玻璃纤维、发泡剂，置于60℃下，以680r/min的转速搅拌反应1.2h，得到发泡料；
d、将废弃聚酯瓶、乙酸丁酯和热塑性树脂导入反应釜中，在90℃下加热至完全熔化，再加入无机盐类化合物，继续搅拌反应0.4h，在60℃下保温，得到材料一；
e、将材料一、发泡料和添加助剂导入双螺旋锥形混合机中，搅拌混合20min，再加入粘结剂，导入螺杆挤出机中挤出成型，再置于高温下干燥，即可得到成品。
步骤b的填料为膨胀珍珠岩、二氧化硅气凝胶、海泡石和氢氧化镁按质量比2:1:3:2混合而成。
步骤c的发泡剂的制备方法为：将液体石蜡和氯化钙混合，导入球磨机中球磨0.6h，再加入双氧水，搅拌均匀，即可得到发泡剂。
步骤d的热塑性树脂为聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂按质量比2:1:1混合而成。
步骤d的无机盐类化合物为硫酸镁、硫酸钠和碳酸铵按质量比5:3:2混合而成。
步骤e的添加助剂的制备方法为：将甲基纤维素醚、硬脂酸钙和乳胶粉混合均匀，再兑入去离子水，高速搅拌2h，即可得到添加助剂。
步骤e的粘结剂为聚乙烯醇胶和聚醋酸乙烯酯按质量比3:1混合而成。
实施例3
一种节能型轻质建筑保温材料，包括以下重量份的原料：普通硅酸盐水泥11份、陶瓷废料12份、废弃聚酯瓶19份、建筑垃圾骨料27份、乙酸丁酯8份、粉煤灰15份、填料10份、无机盐类化合物7份、玻璃纤维12份、热塑性树脂9份、粘结剂5份、发泡剂4份、添加助剂7份和水14份。
一种节能型轻质建筑保温材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将普通硅酸盐水泥兑水，在40℃下加热并搅拌，制成浆料；
b、将陶瓷废料、建筑垃圾骨料、粉煤灰和填料导入球磨机中球磨2.5h，得到粉料；
c、将粉料加入到浆料中，再加入玻璃纤维、发泡剂，置于57℃下，以750r/min的转速搅拌反应0.9h，得到发泡料；
d、将废弃聚酯瓶、乙酸丁酯和热塑性树脂导入反应釜中，在94℃下加热至完全熔化，再加入无机盐类化合物，继续搅拌反应0.5h，在58℃下保温，得到材料一；
e、将材料一、发泡料和添加助剂导入双螺旋锥形混合机中，搅拌混合18min，再加入粘结剂，导入螺杆挤出机中挤出成型，再置于高温下干燥，即可得到成品。
步骤b的填料为膨胀珍珠岩、二氧化硅气凝胶、海泡石和氢氧化镁按质量比2:1:3:2混合而成。
步骤c的发泡剂的制备方法为：将液体石蜡和氯化钙混合，导入球磨机中球磨0.6h，再加入双氧水，搅拌均匀，即可得到发泡剂。
步骤d的热塑性树脂为聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂按质量比2:1:1混合而成。
步骤d的无机盐类化合物为硫酸镁、硫酸钠和碳酸铵按质量比5:3:2混合而成。
步骤e的添加助剂的制备方法为：将甲基纤维素醚、硬脂酸钙和乳胶粉混合均匀，再兑入去离子水，高速搅拌2h，即可得到添加助剂。
步骤e的粘结剂为聚乙烯醇胶和聚醋酸乙烯酯按质量比3:1混合而成。
对比例1
采用现有技术中的普通建筑保温材料进行检测对比。
检测以上实施例和对比例制备的成品，得到以下检测数据：
表一：
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
密度（kg/m3） 368 341 336 385
导热系数（W/m·k） 0.021 0.022 0.018 0.028
蓄热系数（W/m·k） 1.8 1.7 1.8 1.7
耐热度（120℃，6h） 无变化 无变化 无变化 轻微鼓包现象
压剪粘结强度（KPa） 122 123 126 94
抗老化性（500W紫外线灯照射1000h） 无变化 无变化 无变化 轻微老化
阻燃性 B1级 B1级 B1级 B1级
抗压强度（MPa） 0.48 0.43 0.48 0.27
抗冻性（-30℃，12h） 无变化 无变化 无变化 有裂痕
憎水率（%） 92 95 96 38
由表一所得的实验数据，可以得出，本发明的制备方法制备的成品的各项性能显著优异于现有技术中的普通产品，并且在本发明的实施例3中优选的制备方案，其得到的成品性能最为优异。
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 (10)

1.一种节能型轻质建筑保温材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：普通硅酸盐水泥8-12份、陶瓷废料7-13份、废弃聚酯瓶18-22份、建筑垃圾骨料20-28份、乙酸丁酯6-10份、粉煤灰12-16份、填料7-12份、无机盐类化合物6-9份、玻璃纤维8-14份、热塑性树脂7-11份、粘结剂4-8份、发泡剂3-7份、添加助剂5-8份和水10-16份。
2.根据权利要求1所述的一种节能型轻质建筑保温材料，其特征在于，所述保温材料包括以下重量份的原料：普通硅酸盐水泥10-12份、陶瓷废料9-13份、废弃聚酯瓶18-20份、建筑垃圾骨料24-28份、乙酸丁酯8-10份、粉煤灰13-16份、填料7-11份、无机盐类化合物6-8份、玻璃纤维11-14份、热塑性树脂9-11份、粘结剂4-7份、发泡剂3-6份、添加助剂7-8份和水10-15份。
3.根据权利要求1所述的一种节能型轻质建筑保温材料，其特征在于，所述保温材料包括以下重量份的原料：普通硅酸盐水泥11份、陶瓷废料12份、废弃聚酯瓶19份、建筑垃圾骨料27份、乙酸丁酯8份、粉煤灰15份、填料10份、无机盐类化合物7份、玻璃纤维12份、热塑性树脂9份、粘结剂5份、发泡剂4份、添加助剂7份和水14份。
4.权利要求1-3任一项所述的一种节能型轻质建筑保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
a、将普通硅酸盐水泥兑水，在40-45℃下加热并搅拌，制成浆料；
b、将陶瓷废料、建筑垃圾骨料、粉煤灰和填料导入球磨机中球磨2.2-2.6h，得到粉料；
c、将粉料加入到浆料中，再加入玻璃纤维、发泡剂，置于55-60℃下，以680-800r/min的转速搅拌反应0.8-1.2h，得到发泡料；
d、将废弃聚酯瓶、乙酸丁酯和热塑性树脂导入反应釜中，在90-95℃下加热至完全熔化，再加入无机盐类化合物，继续搅拌反应0.4-0.6h，在55-60℃下保温，得到材料一；
e、将材料一、发泡料和添加助剂导入双螺旋锥形混合机中，搅拌混合15-20min，再加入粘结剂，导入螺杆挤出机中挤出成型，再置于高温下干燥，即可得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种节能型轻质建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的填料为膨胀珍珠岩、二氧化硅气凝胶、海泡石和氢氧化镁按质量比2:1:3:2混合而成。
6.根据权利要求4所述的一种节能型轻质建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤c的发泡剂的制备方法为：将液体石蜡和氯化钙混合，导入球磨机中球磨0.6h，再加入双氧水，搅拌均匀，即可得到发泡剂。
7.根据权利要求4所述的一种节能型轻质建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤d的热塑性树脂为聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂按质量比2:1:1混合而成。
8.根据权利要求4所述的一种节能型轻质建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤d的无机盐类化合物为硫酸镁、硫酸钠和碳酸铵按质量比5:3:2混合而成。
9.根据权利要求4所述的一种节能型轻质建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤e的添加助剂的制备方法为：将甲基纤维素醚、硬脂酸钙和乳胶粉混合均匀，再兑入去离子水，高速搅拌2h，即可得到添加助剂。
10.根据权利要求4所述的一种节能型轻质建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤e的粘结剂为聚乙烯醇胶和聚醋酸乙烯酯按质量比3:1混合而成。
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