CN108892468A - 一种新型保温装饰材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型保温装饰材料及其制备方法，由以下成分制备而成：膨润土、改性珍珠岩、粉煤灰、壳聚糖、纳米二氧化硅、石英砂、食盐水溶液、复合纤维材料、聚苯乙烯树脂、水玻璃、可发性乳液、疏水剂、植物油、分散剂、稳泡剂和水。本发明的原料来源广泛，制备工艺简单，制备的产品使用强度高，隔热和保温效果好，不易开裂，使用寿命长。

Description

一种新型保温装饰材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种新型保温装饰材料及其制备方法。
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装饰保温材料，来促进建筑能耗的降低。
目前，常用的装饰保温材料分为有机质和无机质两种。有机质装饰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。以上现有技术所制备的保温材料，齐保文性能一般，并且制备原料成本较高、制备工艺较为复杂，使得其并不适合工业化大规模推广生产。
目前，市场上的无机类装饰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新型保温装饰材料及其制备方法，本发明的原料来源广泛，制备工艺简单，制备的产品使用强度高，隔热和保温效果好，不易开裂，使用寿命长。
本发明提供了如下的技术方案：
一种新型保温装饰材料，包括以下重量份的原料：膨润土15-19份、改性珍珠岩8-12份、粉煤灰7-10份、壳聚糖14-18份、纳米二氧化硅13-17份、石英砂9-13份、食盐水溶液6-9份、复合纤维材料15-20份、聚苯乙烯树脂10-14份、水玻璃5-9份、可发性乳液8-11份、疏水剂3-7份、植物油5-8份、分散剂3-6份、稳泡剂2-5份和水10-14份。
优选的，所述装饰材料包括以下重量份的原料：膨润土16-19份、改性珍珠岩8-11份、粉煤灰8-10份、壳聚糖14-17份、纳米二氧化硅15-17份、石英砂9-12份、食盐水溶液7-9份、复合纤维材料15-18份、聚苯乙烯树脂12-14份、水玻璃5-8份、可发性乳液9-11份、疏水剂3-6份、植物油5-7份、分散剂4-6份、稳泡剂2-4份和水12-14份。
优选的，所述装饰材料包括以下重量份的原料：膨润土18份、改性珍珠岩10份、粉煤灰9份、壳聚糖16份、纳米二氧化硅16份、石英砂11份、食盐水溶液8份、复合纤维材料17份、聚苯乙烯树脂13份、水玻璃7份、可发性乳液10份、疏水剂5份、植物油6份、分散剂5份、稳泡剂3份和水13份。
一种新型保温装饰材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将膨润土、改性珍珠岩、粉煤灰、石英砂和食盐水溶液混合，在45-48℃下，以550-600r/min的转速下搅拌22-25min，得到材料一；
b、将复合纤维材料、聚苯乙烯树脂、水玻璃、可发性乳液、稳泡剂和水混合加入到反应釜中，加热并充入惰性气体，在温度为75-78℃、搅拌速度为120-150r/min下，反应0.8-1.2h，得到材料二；
c、向材料二中加入疏水剂、植物油和分散剂，在60-65℃下加热并缓慢搅拌反应18-22min，得到材料三；
d、将材料一、材料三、壳聚糖和纳米二氧化硅混合均匀后，导入注塑机中注塑成型，再置于88-93℃的干燥箱中干燥1-2h，即可得到成品。
优选的，所述步骤a的改性珍珠岩的制备方法为：将珍珠岩矿砂置于800-850℃下焙烧，使其膨胀达到原体积的8-10倍，再用负压输送管道输出，用阴离子表面活性剂喷向负压输出管道中的膨胀珍珠岩，再自然冷却至常温后，即可得到改性珍珠岩。
优选的，所述步骤b的复合纤维材料为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维按质量比3:2:4:1混合而成。
优选的，所述步骤b的可发性乳液的制备方法为：将木粉、乳化剂、催化剂混合导入反应釜中，升温至83℃，加热反应12min，再迅速冷却至常温，加入质量浓度为45%的NaOH溶液，调pH值至9，再加入甲醛溶液，在76℃下加热并搅拌23min，即可得到可发性乳液。
优选的，所述步骤b的稳泡剂为三盐基硫酸铅、硬脂酸锌和硬脂酸钙按质量比1:2:2混合而成。
优选的，所述步骤c的疏水剂为羟基含氢硅油、甲基含氢硅油和羟基硅醇钠按质量比5:2:1混合而成。
优选的，所述步骤c的植物油为蓖麻油、环氧大豆油和菜籽油按质量比3:3:1混合而成。
本发明的有益效果是：
本发明制备的保温装饰材料具有良好的保温性能，有效避免了建筑物内的热量的流失，且质地轻、强度高，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广泛、成本较低，且本发明的制备方法简单、对制备设备及制备条件无特殊要求，因此具有良好的使用与推广价值。
本发明中的改性珍珠岩表面涂覆有活性剂，可在珍珠岩表面形成良好的活性薄膜，使其具有一定的疏水性和抗污性，不仅在潮湿环境中仍然具有优良的保温性能，在与其他成分混合时也不产生吸附，保持了珍珠岩孔隙率高的特性，所获得的保温材料具有隔热性能好、导热系数低的特性，并且吸声降噪性能优良。
本发明中的复合纤维材料为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维的配比，在该比例下，上述纤维的混合，可以有效的起到对成品的补强作用，提高成品材料的各性能强度，从而延长其使用寿命。
本发明中的可发性乳液有利于降低制备的成品的导热系数，优化器保温性能。
本发明中的稳泡剂为三盐基硫酸铅、硬脂酸锌和硬脂酸钙的配比，在该比例下，其可有效降低制备过程的剧烈程度，使得反应过程温和，提高安全性。
本发明中的疏水剂和植物油，可大大的增加制备的成品的疏水性及抗污性。
具体实施方式
实施例1
一种新型保温装饰材料，包括以下重量份的原料：膨润土19份、改性珍珠岩8份、粉煤灰10份、壳聚糖14份、纳米二氧化硅13份、石英砂9份、食盐水溶液6份、复合纤维材料15份、聚苯乙烯树脂14份、水玻璃9份、可发性乳液11份、疏水剂7份、植物油8份、分散剂3份、稳泡剂2份和水14份。
一种新型保温装饰材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将膨润土、改性珍珠岩、粉煤灰、石英砂和食盐水溶液混合，在48℃下，以550r/min的转速下搅拌25min，得到材料一；
b、将复合纤维材料、聚苯乙烯树脂、水玻璃、可发性乳液、稳泡剂和水混合加入到反应釜中，加热并充入惰性气体，在温度为75℃、搅拌速度为150r/min下，反应1.2h，得到材料二；
c、向材料二中加入疏水剂、植物油和分散剂，在60℃下加热并缓慢搅拌反应18min，得到材料三；
d、将材料一、材料三、壳聚糖和纳米二氧化硅混合均匀后，导入注塑机中注塑成型，再置于93℃的干燥箱中干燥2h，即可得到成品。
步骤a的改性珍珠岩的制备方法为：将珍珠岩矿砂置于850℃下焙烧，使其膨胀达到原体积的10倍，再用负压输送管道输出，用阴离子表面活性剂喷向负压输出管道中的膨胀珍珠岩，再自然冷却至常温后，即可得到改性珍珠岩。
步骤b的复合纤维材料为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维按质量比3:2:4:1混合而成。
步骤b的可发性乳液的制备方法为：将木粉、乳化剂、催化剂混合导入反应釜中，升温至83℃，加热反应12min，再迅速冷却至常温，加入质量浓度为45%的NaOH溶液，调pH值至9，再加入甲醛溶液，在76℃下加热并搅拌23min，即可得到可发性乳液。
步骤b的稳泡剂为三盐基硫酸铅、硬脂酸锌和硬脂酸钙按质量比1:2:2混合而成。
步骤c的疏水剂为羟基含氢硅油、甲基含氢硅油和羟基硅醇钠按质量比5:2:1混合而成。
步骤c的植物油为蓖麻油、环氧大豆油和菜籽油按质量比3:3:1混合而成。
实施例2
一种新型保温装饰材料，包括以下重量份的原料：膨润土16份、改性珍珠岩11份、粉煤灰8份、壳聚糖14份、纳米二氧化硅17份、石英砂9份、食盐水溶液7份、复合纤维材料18份、聚苯乙烯树脂12份、水玻璃8份、可发性乳液9份、疏水剂6份、植物油5份、分散剂6份、稳泡剂2份和水14份。
一种新型保温装饰材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将膨润土、改性珍珠岩、粉煤灰、石英砂和食盐水溶液混合，在48℃下，以600r/min的转速下搅拌25min，得到材料一；
b、将复合纤维材料、聚苯乙烯树脂、水玻璃、可发性乳液、稳泡剂和水混合加入到反应釜中，加热并充入惰性气体，在温度为75℃、搅拌速度为120r/min下，反应0.8h，得到材料二；
c、向材料二中加入疏水剂、植物油和分散剂，在60℃下加热并缓慢搅拌反应22min，得到材料三；
d、将材料一、材料三、壳聚糖和纳米二氧化硅混合均匀后，导入注塑机中注塑成型，再置于88℃的干燥箱中干燥1h，即可得到成品。
步骤a的改性珍珠岩的制备方法为：将珍珠岩矿砂置于850℃下焙烧，使其膨胀达到原体积的8倍，再用负压输送管道输出，用阴离子表面活性剂喷向负压输出管道中的膨胀珍珠岩，再自然冷却至常温后，即可得到改性珍珠岩。
步骤b的复合纤维材料为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维按质量比3:2:4:1混合而成。
步骤b的可发性乳液的制备方法为：将木粉、乳化剂、催化剂混合导入反应釜中，升温至83℃，加热反应12min，再迅速冷却至常温，加入质量浓度为45%的NaOH溶液，调pH值至9，再加入甲醛溶液，在76℃下加热并搅拌23min，即可得到可发性乳液。
步骤b的稳泡剂为三盐基硫酸铅、硬脂酸锌和硬脂酸钙按质量比1:2:2混合而成。
步骤c的疏水剂为羟基含氢硅油、甲基含氢硅油和羟基硅醇钠按质量比5:2:1混合而成。
步骤c的植物油为蓖麻油、环氧大豆油和菜籽油按质量比3:3:1混合而成。
实施例3
一种新型保温装饰材料，包括以下重量份的原料：膨润土18份、改性珍珠岩10份、粉煤灰9份、壳聚糖16份、纳米二氧化硅16份、石英砂11份、食盐水溶液8份、复合纤维材料17份、聚苯乙烯树脂13份、水玻璃7份、可发性乳液10份、疏水剂5份、植物油6份、分散剂5份、稳泡剂3份和水13份。
一种新型保温装饰材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将膨润土、改性珍珠岩、粉煤灰、石英砂和食盐水溶液混合，在45℃下，以550r/min的转速下搅拌25min，得到材料一；
b、将复合纤维材料、聚苯乙烯树脂、水玻璃、可发性乳液、稳泡剂和水混合加入到反应釜中，加热并充入惰性气体，在温度为78℃、搅拌速度为150r/min下，反应0.8h，得到材料二；
c、向材料二中加入疏水剂、植物油和分散剂，在65℃下加热并缓慢搅拌反应18min，得到材料三；
d、将材料一、材料三、壳聚糖和纳米二氧化硅混合均匀后，导入注塑机中注塑成型，再置于93℃的干燥箱中干燥1h，即可得到成品。
步骤a的改性珍珠岩的制备方法为：将珍珠岩矿砂置于850℃下焙烧，使其膨胀达到原体积的8倍，再用负压输送管道输出，用阴离子表面活性剂喷向负压输出管道中的膨胀珍珠岩，再自然冷却至常温后，即可得到改性珍珠岩。
步骤b的复合纤维材料为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维按质量比3:2:4:1混合而成。
步骤b的可发性乳液的制备方法为：将木粉、乳化剂、催化剂混合导入反应釜中，升温至83℃，加热反应12min，再迅速冷却至常温，加入质量浓度为45%的NaOH溶液，调pH值至9，再加入甲醛溶液，在76℃下加热并搅拌23min，即可得到可发性乳液。
步骤b的稳泡剂为三盐基硫酸铅、硬脂酸锌和硬脂酸钙按质量比1:2:2混合而成。
步骤c的疏水剂为羟基含氢硅油、甲基含氢硅油和羟基硅醇钠按质量比5:2:1混合而成。
步骤c的植物油为蓖麻油、环氧大豆油和菜籽油按质量比3:3:1混合而成。
对比例1
采用现有技术中的普通保温装饰材料进行检测对比。
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） 363 338 337 381
导热系数（W/m·k） 0.022 0.021 0.019 0.027
蓄热系数（W/m·k） 1.8 1.8 1.8 1.8
耐热度（120℃，12h） 无变化 无变化 无变化 轻微鼓包现象
压剪粘结强度（KPa） 133 128 135 124
抗老化性（500W紫外线灯照射1000h） 无变化 无变化 无变化 无变化
阻燃性 B1级 B1级 B1级 B1级
抗压强度（MPa） 0.45 0.43 0.46 0.36
抗冻性（-30℃，12h） 无变化 无变化 无变化 轻微开裂
憎水率（%） 95 95 96 89
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)

1.一种新型保温装饰材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：膨润土15-19份、改性珍珠岩8-12份、粉煤灰7-10份、壳聚糖14-18份、纳米二氧化硅13-17份、石英砂9-13份、食盐水溶液6-9份、复合纤维材料15-20份、聚苯乙烯树脂10-14份、水玻璃5-9份、可发性乳液8-11份、疏水剂3-7份、植物油5-8份、分散剂3-6份、稳泡剂2-5份和水10-14份。
2.根据权利要求1所述的一种新型保温装饰材料，其特征在于，所述装饰材料包括以下重量份的原料：膨润土16-19份、改性珍珠岩8-11份、粉煤灰8-10份、壳聚糖14-17份、纳米二氧化硅15-17份、石英砂9-12份、食盐水溶液7-9份、复合纤维材料15-18份、聚苯乙烯树脂12-14份、水玻璃5-8份、可发性乳液9-11份、疏水剂3-6份、植物油5-7份、分散剂4-6份、稳泡剂2-4份和水12-14份。
3.根据权利要求1所述的一种新型保温装饰材料，其特征在于，所述装饰材料包括以下重量份的原料：膨润土18份、改性珍珠岩10份、粉煤灰9份、壳聚糖16份、纳米二氧化硅16份、石英砂11份、食盐水溶液8份、复合纤维材料17份、聚苯乙烯树脂13份、水玻璃7份、可发性乳液10份、疏水剂5份、植物油6份、分散剂5份、稳泡剂3份和水13份。
4.权利要求1-3任一项所述的一种新型保温装饰材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
a、将膨润土、改性珍珠岩、粉煤灰、石英砂和食盐水溶液混合，在45-48℃下，以550-600r/min的转速下搅拌22-25min，得到材料一；
b、将复合纤维材料、聚苯乙烯树脂、水玻璃、可发性乳液、稳泡剂和水混合加入到反应釜中，加热并充入惰性气体，在温度为75-78℃、搅拌速度为120-150r/min下，反应0.8-1.2h，得到材料二；
c、向材料二中加入疏水剂、植物油和分散剂，在60-65℃下加热并缓慢搅拌反应18-22min，得到材料三；
d、将材料一、材料三、壳聚糖和纳米二氧化硅混合均匀后，导入注塑机中注塑成型，再置于88-93℃的干燥箱中干燥1-2h，即可得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种新型保温装饰材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的改性珍珠岩的制备方法为：将珍珠岩矿砂置于800-850℃下焙烧，使其膨胀达到原体积的8-10倍，再用负压输送管道输出，用阴离子表面活性剂喷向负压输出管道中的膨胀珍珠岩，再自然冷却至常温后，即可得到改性珍珠岩。
6.根据权利要求4所述的一种新型保温装饰材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的复合纤维材料为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维按质量比3:2:4:1混合而成。
7.根据权利要求4所述的一种新型保温装饰材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的可发性乳液的制备方法为：将木粉、乳化剂、催化剂混合导入反应釜中，升温至83℃，加热反应12min，再迅速冷却至常温，加入质量浓度为45%的NaOH溶液，调pH值至9，再加入甲醛溶液，在76℃下加热并搅拌23min，即可得到可发性乳液。
8.根据权利要求4所述的一种新型保温装饰材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的稳泡剂为三盐基硫酸铅、硬脂酸锌和硬脂酸钙按质量比1:2:2混合而成。
9.根据权利要求4所述的一种新型保温装饰材料的制备方法，其特征在于，所述步骤c的疏水剂为羟基含氢硅油、甲基含氢硅油和羟基硅醇钠按质量比5:2:1混合而成。
10.根据权利要求4所述的一种新型保温装饰材料的制备方法，其特征在于，所述步骤c的植物油为蓖麻油、环氧大豆油和菜籽油按质量比3:3:1混合而成。
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