CN108863248A - 一种减震抗压的水泥发泡保温板 - Google Patents

一种减震抗压的水泥发泡保温板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及保温建材技术领域，具体涉及一种减震抗压的水泥发泡保温板。保温板的原料组分包括：水泥、河沙、硅灰石、水玻璃、减震弹性体、发泡剂、稳泡剂、减水剂、氧化铝纤维和水；其中减震弹性体是由有机聚合物和无机填料复合而成的一种高耐磨抗老化的弹性颗粒，水泥为硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥5:2质量比的混合物；减水剂为木质素减水剂、聚羟酸系减水剂和密胺系减水剂中的一种；发泡剂为双氧水；稳泡剂为硬脂酸钙；该型保温板得到导热率较低，耐低温、抗老化性能较好，并且具有非常优秀的抗震、耐折弯性能，不容易开裂。

Description

一种减震抗压的水泥发泡保温板
技术领域
本发明涉及保温建材技术领域，具体涉及一种减震抗压的水泥发泡保温板。
背景技术
随着我国住宅建设节能工作的不断开展，外墙保温的建筑节能方式日渐普及。然而，目前大规模使用的塑料泡沫建筑保温材料，如挤塑板、聚氨酯泡沫、胶粉聚苯颗粒、酚醛泡沫板、改性酚醛防火保温板等，在燃烧时都会发出浓烟等有害气体，为了防火或控制浓烟，它们加入了阻燃剂、固化剂、抑烟剂等，但都没有解决根本问题。有机物的固有性质决定了这些材料的阻燃性能相对较差，因此在遇到特殊状况时会发生燃烧，引发重大的人员和财产损失。
水泥发泡保温板是用泡沫剂与水泥搅拌混合浇注成形，经养护而成的一种水泥基轻质多孔无机防火保温板，其燃烧性能A1级，是目前应用于防火隔离带的最佳产品。这种保温板材料的基本原理是利用水泥的不燃及混凝土中大量的封闭气孔达到防火、轻质、保温的效果。该型材料达到了国家关于《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》中的要求，现已大面积推广使用。
常规的水泥发泡保温板带热系数低、保温效果好，耐磨性能突出，适应性好，早期强度高的优点，但是水泥发泡保温板的吸水率高，洗水后容易粉化的缺点，水泥发泡保温板还具有脆性大，强度后期衰减较明显的特点，保温板容易开裂，脱落，耐久性不足，使用寿命降低。
发明专利申请号201310703197.0公开了一种发泡保温板专用超细水泥及其应用，该技术方案中，通过使用超细水泥和调凝剂、防水剂等多种外加剂，使得保温板的性能得到显著提升，突破了水泥发泡保温板导热系数和体积密度高度技术瓶颈。但是改型保温板的耐压强度和耐折弯性能依然不足，保温板受到较强的冲击作用后还是容易开裂，随着使用寿命的增长，保温板还是很容易粉化变质。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种减震抗压的水泥发泡保温板，该型保温板得到导热率较低，耐低温、抗老化性能较好，并且具有非常优秀的抗震、耐折弯性能，不容易开裂。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种减震抗压的水泥发泡保温板，按照质量份数，保温板的原料组分包括：水泥95-110份，河沙15-25份，硅灰石10-18份，水玻璃10-20份，减震弹性体10-20份，发泡剂6-10份，稳泡剂1-3份，减水剂1.5-2.3份，氧化铝纤维3-6份，水120-130份。
优选地，按照质量份数，保温板的原料组分包括：水泥100-105份，河沙17-23份，硅灰石12-16份，水玻璃12-15份，减震弹性体13-17份，发泡剂7-9份，稳泡剂1.5-2.6份，减水剂1.8-2.1份，氧化铝纤维4-5份，水124-127份。
进一步优选地，按照质量份数，保温板的原料组分包括：水泥103份，河沙20份，硅灰石15份，水玻璃14份，减震弹性体15份，发泡剂8份，稳泡剂12，减水剂2份，氧化铝纤维4.5份，水125份。
本发明中，减震弹性体的制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量份数，将1.5份羟甲基纤维素和100份去离子水加入到反应釜中，充分搅拌均匀得到溶液，将溶液温度升高至55-58℃，然后向反应釜内充入氮气进行排氧，将25份1,1-二氟乙烯，27份六氟丙烯，4.5份溴三氟乙烯、0.7份全氟烷基溴和1.2份1-碘-1H，1H，2H，2H-全氟辛烷混合，控制反应釜内的压强为2.85-3.05MPa，混合气体通入到反应釜中反复搅拌使得部分气体分散于溶液中得到分散液；将0.3份二异丙基过氧化二碳酸酯和0.6份过氧苯酰硝酸酯加入到3份有机溶剂中，得到溶液作为引发剂加入到反应釜内的分散液中，并向反应釜的分散液中1.5份二碘甲烷溶液，聚合反应开始，持续按照比例通入混合气体保持反应压强，将产物用硫酸钾溶液凝固分离，然后经洗涤，过滤和干燥得到含氟聚合物A；
(2)将14份含氟聚合物A，30份天然橡胶，12份异戊二烯，7份氯丁二烯，2份苯乙烯马来酸酐接枝物，1.3份天冬氨酸，2.5份六甲基二硅氮烷，0.7份五亚甲基和0.3份溴化四丁基铵加入到双螺杆挤出机中，以215-225℃的温度，混炼15-20min；得到混炼胶B；
(3)按照的质量比4:1:7:3:3的比例将α-氧化铝、纳米碳化硅、纳米二氧化硅、滑石粉和炭黑混合，得到无机填料，将25份十八烷基聚氧乙烯基十四烷基氯化铵加入三颈烧瓶中，加入10份无机填料，以90-95℃的度水浴加热搅拌50min，将反应产物离心沉淀、洗涤、烘干，固形物加入到三颈烧瓶中，并加入40份2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧稳定自由基，加热至80-83℃，电磁搅拌并回流反应20h；反应结束后，将产物离心沉淀、洗涤、烘干得到所需有机改性填料C；
(4)将100份混炼胶B，55份有机改性填料C，2.4份硬脂酸锌，4.6份环烷油、2.5份抗氧剂，1.7份钙锌复合稳定剂，0.8份增塑剂和4份硅烷偶联剂混合加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的6个料筒的温度分别为：140℃，140℃，150℃，150℃，160℃和180℃；挤出机转速为350r/min，混合料在挤出机中混炼加工15-25min，然后将挤出料塑化造粒，冷却后得到所需减震弹性体。
其中，步骤(1)中的有机溶剂为丙酮、乙酸甲酯或甲酸叔丁酯。
步骤(4)中挤出机的模头温度为220-245℃。
优选地，水泥为硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥5:2质量比的混合物；减水剂为木质素减水剂、聚羟酸系减水剂和密胺系减水剂中的一种。
优选地，发泡剂为双氧水；稳泡剂为硬脂酸钙。
优选地，氧化铝纤维的纤维长度为2-3mm。
本发明提供的保温板的制备方法为：
按照质量份数，将水泥、河沙、硅灰石、水玻璃、减震弹性体、稳泡剂、减水剂和氧化铝纤维加入到混料机中预先搅拌均匀，然后由将水加入到混料机中，以250-350r/min的转速高速搅拌得到料浆，将双氧水加入到搅拌均匀的料浆中，以100-120r/min的转速缓慢搅拌0.5-1min，然后将料浆注入到模具中，以44-47℃的温度保温起泡20-30min，然后再自然静置5-6h等待固化，固化完成后在自然状态下养护15-20d，切割成所需尺寸，码垛堆放。
本发明具有如下的有益效果：
该型水泥发泡保温板由水泥、砂石、灰分和多重功能助剂制备而成，组分中的水泥是硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥5:2质量比的混合物，由于普通的硅酸盐水泥成本较低，通过这样的配比可以在保证强度的基础上，适当降低水泥的使用成本；水玻璃的添加可以提高保温板的耐高温性能和防火阻燃性能；氧化铝纤维是一种硬度、强度和耐火度都非常优秀的陶瓷纤维，使用该纤维后，可以使得水泥发泡保温板组分之间的结合作用增强，提高保温板的抗压强度和抗拉强度。其中，通过发泡剂和稳泡剂使用，可以在保温板基材成型过程中形成气隙，提高保温板的隔热保温性能降低保温板的密度。
最重要的是，该型水泥发泡保温板中还使用了一种特殊的减震弹性体，这种弹性体由有机聚合物和无机填料复合而成，弹性体的弹性强，耐油、耐腐蚀，动态性能好，并且具有非常优秀耐热和耐低温性能，弹性体的耐磨性能和抗老化性也相对突出，该弹性体添加在保温板原料中，可以发挥吸波减震的作用，从而增强保温板的抗压强度和耐折弯性能，避免保温板受到冲击力作用而断裂，提高保温板的使用寿命。
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。
以下实施例中减震弹性体的制备方法为：
(1)按照质量份数，将1.5份羟甲基纤维素和100份去离子水加入到反应釜中，充分搅拌均匀得到溶液，将溶液温度升高至56℃，然后向反应釜内充入氮气进行排氧，将25份1,1-二氟乙烯，27份六氟丙烯，4.5份溴三氟乙烯、0.7份全氟烷基溴和1.2份1-碘-1H，1H，2H，2H-全氟辛烷混合，控制反应釜内的压强为2.85-3.05MPa，混合气体通入到反应釜中反复搅拌使得部分气体分散于溶液中得到分散液；将0.3份二异丙基过氧化二碳酸酯和0.6份过氧苯酰硝酸酯加入到3份有机溶剂中，得到溶液作为引发剂加入到反应釜内的分散液中，并向反应釜的分散液中1.5份二碘甲烷溶液，聚合反应开始，持续按照比例通入混合气体保持反应压强，将产物用硫酸钾溶液凝固分离，然后经洗涤，过滤和干燥得到含氟聚合物A；
(2)将14份含氟聚合物A，30份天然橡胶，12份异戊二烯，7份氯丁二烯，2份苯乙烯马来酸酐接枝物，1.3份天冬氨酸，2.5份六甲基二硅氮烷，0.7份五亚甲基和0.3份溴化四丁基铵加入到双螺杆挤出机中，以220℃的温度，混炼17min；得到混炼胶B；
(3)按照的质量比4:1:7:3:3的比例将α-氧化铝、纳米碳化硅、纳米二氧化硅、滑石粉和炭黑混合，得到无机填料，将25份十八烷基聚氧乙烯基十四烷基氯化铵加入反应釜中，加入10份无机填料，以93℃的度水浴加热搅拌50min，将反应产物离心沉淀、洗涤、烘干，固形物再次加入到反应釜中，并加入40份2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧稳定自由基，加热至80-83℃，电磁搅拌并回流反应20h；反应结束后，将产物离心沉淀、洗涤、烘干得到所需有机改性填料C；
(4)将100份混炼胶B，55份有机改性填料C，2.4份硬脂酸锌，4.6份环烷油、2.5份抗氧剂，1.7份钙锌复合稳定剂，0.8份增塑剂和4份硅烷偶联剂混合加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的6个料筒的温度分别为：140℃，140℃，150℃，150℃，160℃和180℃；挤出机转速为350r/min，混合料在挤出机中混炼加工20min，然后将挤出料塑化造粒，冷却后得到所需减震弹性体。
其中，步骤(1)中的有机溶剂为丙酮。
步骤(4)中挤出机的模头温度为230℃。
实施例1
一种减震抗压的水泥发泡保温板，按照质量份数，保温板的原料组分包括：水泥95份，河沙15份，硅灰石10份，水玻璃10份，减震弹性体10份，发泡剂6份，稳泡剂1份，减水剂1.5份，氧化铝纤维3份，水120份。
其中，水泥为硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥5:2质量比的混合物；减水剂为木质素减水剂。
发泡剂为双氧水；稳泡剂为硬脂酸钙。
氧化铝纤维的纤维长度为2-3mm。
本实施例提供的保温板的制备方法为：
按照质量份数，将水泥、河沙、硅灰石、水玻璃、减震弹性体、稳泡剂、减水剂和氧化铝纤维加入到混料机中预先搅拌均匀，然后由将水加入到混料机中，以250r/min的转速高速搅拌得到料浆，将双氧水加入到搅拌均匀的料浆中，以100r/min的转速缓慢搅拌0.5min，然后将料浆注入到模具中，以44℃的温度保温起泡20min，然后再自然静置5h等待固化，固化完成后在自然状态下养护15d，切割成所需尺寸，码垛堆放。
实施例2
一种减震抗压的水泥发泡保温板，按照质量份数，保温板的原料组分包括：水泥110份，河沙25份，硅灰石18份，水玻璃20份，减震弹性体20份，发泡剂10份，稳泡剂3份，减水剂2.3份，氧化铝纤维6份，水130份。
其中，水泥为硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥5:2质量比的混合物；减水剂为聚羟酸系减水剂。
发泡剂为双氧水；稳泡剂为硬脂酸钙。
氧化铝纤维的纤维长度为2-3mm。
本实施例提供的保温板的制备方法为：
按照质量份数，将水泥、河沙、硅灰石、水玻璃、减震弹性体、稳泡剂、减水剂和氧化铝纤维加入到混料机中预先搅拌均匀，然后由将水加入到混料机中，以350r/min的转速高速搅拌得到料浆，将双氧水加入到搅拌均匀的料浆中，以120r/min的转速缓慢搅拌1min，然后将料浆注入到模具中，以47℃的温度保温起泡30min，然后再自然静置6h等待固化，固化完成后在自然状态下养护20d，切割成所需尺寸，码垛堆放。
实施例3
一种减震抗压的水泥发泡保温板，按照质量份数，保温板的原料组分包括：水泥103份，河沙20份，硅灰石15份，水玻璃14份，减震弹性体15份，发泡剂8份，稳泡剂12，减水剂2份，氧化铝纤维4.5份，水125份。
其中，水泥为硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥5:2质量比的混合物；减水剂为密胺系减水剂。
发泡剂为双氧水；稳泡剂为硬脂酸钙。
氧化铝纤维的纤维长度为2-3mm。
本实施例提供的保温板的制备方法为：
按照质量份数，将水泥、河沙、硅灰石、水玻璃、减震弹性体、稳泡剂、减水剂和氧化铝纤维加入到混料机中预先搅拌均匀，然后由将水加入到混料机中，以300r/min的转速高速搅拌得到料浆，将双氧水加入到搅拌均匀的料浆中，以110r/min的转速缓慢搅拌0.7min，然后将料浆注入到模具中，以46℃的温度保温起泡25min，然后再自然静置5.5h等待固化，固化完成后在自然状态下养护17d，切割成所需尺寸，码垛堆放。
性能测试
根据JG/T266-2011《泡沫混凝土》和HT/C2014-1《改性发泡水泥保温板》的测试方法，对本实施例中水泥发泡保温板的导热系数、抗压强度和燃烧性能等指标进行测试，并设置廊坊坤扬保温材料有限公司生产的007W型水泥发泡保温板作为对照组，得到如下测试结果：
表1：本实施例与对照组中水泥发泡保温板的性能测试结果
分析以上实验数据发现，本发明提供的保温砖与常规的水泥发泡保温砖相比，具有更高的抗压强度和抗拉强度，保温砖的气隙的闭孔率高，保温性能更好，此外，该型保温砖还具更好的耐低温性能，低温状态下的性能损失率较小。
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)

1.一种减震抗压的水泥发泡保温板，其特征在于：按照质量份数，所述保温板的原料组分包括：水泥95-110份，河沙15-25份，硅灰石10-18份，水玻璃10-20份，减震弹性体10-20份，发泡剂6-10份，稳泡剂1-3份，减水剂1.5-2.3份，氧化铝纤维3-6份，水120-130份。
2.根据权利要求1所述的一种减震抗压的水泥发泡保温板，其特征在于：按照质量份数，所述保温板的原料组分包括：水泥100-105份，河沙17-23份，硅灰石12-16份，水玻璃12-15份，减震弹性体13-17份，发泡剂7-9份，稳泡剂1.5-2.6份，减水剂1.8-2.1份，氧化铝纤维4-5份，水124-127份。
3.根据权利要求1所述的一种减震抗压的水泥发泡保温板，其特征在于：按照质量份数，所述保温板的原料组分包括：水泥103份，河沙20份，硅灰石15份，水玻璃14份，减震弹性体15份，发泡剂8份，稳泡剂12，减水剂2份，氧化铝纤维4.5份，水125份。
4.根据权利要求1所述的一种减震抗压的水泥发泡保温板，其特征在于：所述减震弹性体的制备方法包括如下步骤：
（1）按照质量份数，将1.5份羟甲基纤维素和100份去离子水加入到反应釜中，充分搅拌均匀得到溶液，将溶液温度升高至55-58℃，然后向反应釜内充入氮气进行排氧，将25份1,1-二氟乙烯，27份六氟丙烯，4.5份溴三氟乙烯、0.7份全氟烷基溴和1.2份1-碘-1H，1H，2H，2H-全氟辛烷混合，控制反应釜内的压强为2.85-3.05MPa，混合气体通入到反应釜中反复搅拌使得部分气体分散于溶液中得到分散液；将0.3份二异丙基过氧化二碳酸酯和0.6份过氧苯酰硝酸酯加入到3份有机溶剂中，得到溶液作为引发剂加入到反应釜内的分散液中，并向反应釜的分散液中1.5份二碘甲烷溶液，聚合反应开始，持续按照比例通入混合气体保持反应压强，将产物用硫酸钾溶液凝固分离，然后经洗涤，过滤和干燥得到含氟聚合物A；
（2）将14份含氟聚合物A，30份天然橡胶，12份异戊二烯，7份氯丁二烯，2份苯乙烯马来酸酐接枝物，1.3份天冬氨酸，2.5份六甲基二硅氮烷，0.7份五亚甲基和0.3份溴化四丁基铵加入到双螺杆挤出机中，以215-225℃的温度，混炼15-20min；得到混炼胶B；
（3）按照的质量比4:1:7:3:3的比例将α-氧化铝、纳米碳化硅、纳米二氧化硅、滑石粉和炭黑混合，得到无机填料，将25份十八烷基聚氧乙烯基十四烷基氯化铵加入反应釜中，加入10份无机填料，以90-95℃的度水浴加热搅拌50min，将反应产物离心沉淀、洗涤、烘干，固形物再次加入到反应釜中，并加入40份 2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧稳定自由基，加热至80-83℃，电磁搅拌并回流反应20h；反应结束后，将产物离心沉淀、洗涤、烘干得到所需有机改性填料C；
（4）将100份混炼胶B，55份有机改性填料C，2.4份硬脂酸锌，4.6份环烷油、2.5份抗氧剂，1.7份钙锌复合稳定剂，0.8份增塑剂和4份硅烷偶联剂混合加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的6个料筒的温度分别为：140℃，140℃，150℃，150℃，160℃和180℃；挤出机转速为350r/min，混合料在挤出机中混炼加工15-25min，然后将挤出料塑化造粒，冷却后得到所需减震弹性体。
5.根据权利要求4所述的一种减震抗压的水泥发泡保温板，其特征在于：所述步骤（1）中的有机溶剂为丙酮、乙酸甲酯或甲酸叔丁酯。
6.根据权利要求4所述的一种减震抗压的水泥发泡保温板，其特征在于：所述步骤（4）中挤出机的模头温度为220-245℃。
7.根据权利要求1所述的一种减震抗压的水泥发泡保温板，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥5:2质量比的混合物；减水剂为木质素减水剂、聚羟酸系减水剂和密胺系减水剂中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种减震抗压的水泥发泡保温板，其特征在于：所述发泡剂为双氧水；稳泡剂为硬脂酸钙。
9.根据权利要求1所述的一种减震抗压的水泥发泡保温板，其特征在于：所述氧化铝纤维的纤维长度为2-3mm。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种减震抗压的水泥发泡保温板，其特征在于：所述保温板的制备方法为：
按照质量份数，将水泥、河沙、硅灰石、水玻璃、减震弹性体、稳泡剂、减水剂和氧化铝纤维加入到混料机中预先搅拌均匀，然后由将水加入到混料机中，以250-350r/min的转速高速搅拌得到料浆，将双氧水加入到搅拌均匀的料浆中，以100-120r/min的转速缓慢搅拌0.5-1min，然后将料浆注入到模具中，以44-47℃的温度保温起泡20-30min，然后再自然静置5-6h等待固化，固化完成后在自然状态下养护15-20d，切割成所需尺寸，码垛堆放。
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