CN108947451A - 一种新型墙体保温材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型墙体保温材料，包括以下重量份的原料：玄武岩10～20份、改性石棉粉7～16份、闭孔膨胀珍珠岩8～14份、改性石英粉12～19份、煅烧高岭土5～10份、膨润土20～30份、建筑石膏13～18份、硅溶胶3～6份、氢氧化铝2～7份、硅酸铝纤维1～3份、海泡石纤维2～4份、发泡剂2～3份、憎水剂2～4份。本发明所述的新型墙体保温材料导热系数小、热阻大、保温效果显著、稳定性好，且对环境无任何污染。
Description
技术领域
本发明属于节能材料技术领域，具体涉及一种新型墙体保温材料及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对建筑墙体的需求，已从单纯的保温性发展到兼具环保性，而对于建筑行业的人来说，还考虑施工保温材料的好用性，目前市场上用于建筑墙体上的保温材料品种很多，主要以有机保温材料为主，这些有机保温材料保湿性能能够满足要求，但稳定性不足，易开裂，尤其是无法解决消防安全问题。而市售的无机保温材料存在总体隔热保温和环保效果不理想的缺点。
授权公告号 CN103420636B的专利公开了一种变性聚苯颗粒保温材料，包括有以下组份(按重量百分比)：重钙粉30%~40%，轻钙粉30~35%，发泡剂1%~2%，石墨1%~3%，聚苯颗粒25%~35%，胶粉2%~4%，其步骤为：一、先将25%~35%的聚苯颗粒沁水，加入重钙粉35%~45%，轻钙粉30~40%，发泡剂1%~2%，石墨1%~3%，胶粉2%~4%进行搅拌时间在20-30分钟；二、上述物料进入生产线，用磨具定型后，晾干4-8小时再脱模，脱模后再次晾干8-10小时，用切割机进行单面或双面砂光，最后成为成品，具有成本低、寿命长、保温效果好和防火性高的特点。所述保温材料仍然存在稳定性差等问题。
发明内容
本发明提供了一种新型墙体保温材料及其制备方法，解决了背景技术中的问题，本发明所述的新型墙体保温材料导热系数小、热阻大、保温效果显著、稳定性好，且对环境无任何污染。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种新型墙体保温材料，包括以下重量份的原料：玄武岩10～20份、改性石棉粉7～16份、闭孔膨胀珍珠岩8～14份、改性石英粉12～19份、煅烧高岭土5～10份、膨润土20～30份、建筑石膏13～18份、硅溶胶3～6份、氢氧化铝2～7份、硅酸铝纤维1～3份、海泡石纤维2～4份、发泡剂2～3份、憎水剂2～4份。
优选的，所述新型墙体保温材料，包括以下重量份的原料：玄武岩13～18份、改性石棉粉10～15份、闭孔膨胀珍珠岩9～13份、改性石英粉14～17份、煅烧高岭土6～8份、膨润土22～27份、建筑石膏14～17份、硅溶胶4～5份、氢氧化铝3～6份、硅酸铝纤维1.6～2.1份、海泡石纤维2.8～3.3份、发泡剂2.1～2.9份、憎水剂2.4～3.3份。
优选的，所述新型墙体保温材料，包括以下重量份的原料：玄武岩15份、改性石棉粉13份、闭孔膨胀珍珠岩10份、改性石英粉16份、煅烧高岭土7份、膨润土24份、建筑石膏15份、硅溶胶4.3份、氢氧化铝4.1份、硅酸铝纤维2份、海泡石纤维3份、发泡剂2.6份、憎水剂2.8份。
优选的，所述改性石棉粉的制备方法如下：
向石棉粉中加入相当于石棉粉重量0.3%的竹碳粉0.4%的环氧亚麻油、0.4%硅烷偶联剂KH792以及适量去离子水，于200r/min下于40℃下搅拌反应20分钟后，取出，干燥，即得改性石棉粉。
优选的，所述改性石英粉的制备方法如下：、
（1）取石英粉在干燥箱中100℃预热干燥2小时，加入占石英粉质量百分比10%的25%氨水溶液，在70℃下搅拌2.5小时，过滤出石英粉，干燥；
（2）再向干燥后的石英粉中加入其质量4%的偶联剂，在60℃下搅拌5小时，过滤出石英粉；
（3）最后将过滤出的石英粉输送至真空干燥箱内，在真空度为0.05-0.1Mpa，100℃的条件下干燥加热2小时后得改性石英粉。
优选的，所述煅烧高岭土是普通高岭土在1000～1100℃环境中煅烧5小时后的产物。
优选的，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠。
优选的，所述憎水剂为有机硅乳液。
一种制备所述新型墙体保温材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取玄武岩、改性石棉粉、闭孔膨胀珍珠岩、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂，备用；
（2）将玄武岩、改性石棉粉、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏混合，然后研磨分散均匀，得混合粉末；
（3）将混合粉末与闭孔膨胀珍珠岩、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂混合，置于搅拌机中机械搅拌30～60分钟，然后加水，控制物料中含水量为30%，机械搅拌60～90分钟，得混合浆料；
（4）将混合浆料置于模具中加压成型，脱膜，干燥，养护，即得所述新型墙体保温材料。
优选的，所述步骤（3）中机械搅拌的搅拌速度为100r/min。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
（1）本发明所述的新型墙体保温材料采用玄武岩、改性石棉粉、闭孔膨胀珍珠岩、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂等作为原料，原料之间相互协同作用，制备出的产品内部均匀设有若干细孔，从而提高了产品的保温性能，同时硅酸铝纤维、海泡石纤维在可以提高产品的抗拉伸强度的，同时还提高产品的防火性能；
（2）本发明所述的新型墙体保温材料在原料中添加的石棉粉、珍珠岩、石英粉、高岭土均为改性的物料，这些改性物料与建筑石膏、硅溶胶相互协同作用，既可以提高石棉粉、珍珠岩、高岭土、膨润土的耐水性，又可以提高硅溶胶的防火性，还可以提高产品的保温性能。
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
本实施例涉及一种新型墙体保温材料，包括以下重量份的原料：玄武岩10份、改性石棉粉7份、闭孔膨胀珍珠岩8份、改性石英粉12份、煅烧高岭土5份、膨润土20份、建筑石膏13份、硅溶胶3份、氢氧化铝2份、硅酸铝纤维1份、海泡石纤维2份、发泡剂2份、憎水剂2份。
其中，所述改性石棉粉的制备方法如下：
向石棉粉中加入相当于石棉粉重量0.3%的竹碳粉0.4%的环氧亚麻油、0.4%硅烷偶联剂KH792以及适量去离子水，于200r/min下于40℃下搅拌反应20分钟后，取出，干燥，即得改性石棉粉。
其中，所述改性石英粉的制备方法如下：、
（1）取石英粉在干燥箱中100℃预热干燥2小时，加入占石英粉质量百分比10%的25%氨水溶液，在70℃下搅拌2.5小时，过滤出石英粉，干燥；
（2）再向干燥后的石英粉中加入其质量4%的偶联剂，在60℃下搅拌5小时，过滤出石英粉；
（3）最后将过滤出的石英粉输送至真空干燥箱内，在真空度为0.05-0.1Mpa，100℃的条件下干燥加热2小时后得改性石英粉。
其中，所述煅烧高岭土是普通高岭土在1000～1100℃环境中煅烧5小时后的产物。
其中，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠。
其中，所述憎水剂为有机硅乳液。
一种制备所述新型墙体保温材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取玄武岩、改性石棉粉、闭孔膨胀珍珠岩、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂，备用；
（2）将玄武岩、改性石棉粉、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏混合，然后研磨分散均匀，得混合粉末；
（3）将混合粉末与闭孔膨胀珍珠岩、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂混合，置于搅拌机中机械搅拌30分钟，然后加水，控制物料中含水量为30%，机械搅拌60分钟，得混合浆料；
（4）将混合浆料置于模具中加压成型，脱膜，干燥，养护，即得所述新型墙体保温材料。
其中，所述步骤（3）中机械搅拌的搅拌速度为100r/min。
实施例2
本实施例涉及一种新型墙体保温材料，包括以下重量份的原料：玄武岩20份、改性石棉粉16份、闭孔膨胀珍珠岩14份、改性石英粉19份、煅烧高岭土10份、膨润土30份、建筑石膏18份、硅溶胶6份、氢氧化铝7份、硅酸铝纤维3份、海泡石纤维4份、发泡剂3份、憎水剂4份。
其中，所述改性石棉粉的制备方法如下：
向石棉粉中加入相当于石棉粉重量0.3%的竹碳粉0.4%的环氧亚麻油、0.4%硅烷偶联剂KH792以及适量去离子水，于200r/min下于40℃下搅拌反应20分钟后，取出，干燥，即得改性石棉粉。
其中，所述改性石英粉的制备方法如下：、
（1）取石英粉在干燥箱中100℃预热干燥2小时，加入占石英粉质量百分比10%的25%氨水溶液，在70℃下搅拌2.5小时，过滤出石英粉，干燥；
（2）再向干燥后的石英粉中加入其质量4%的偶联剂，在60℃下搅拌5小时，过滤出石英粉；
（3）最后将过滤出的石英粉输送至真空干燥箱内，在真空度为0.05-0.1Mpa，100℃的条件下干燥加热2小时后得改性石英粉。
其中，所述煅烧高岭土是普通高岭土在1000～1100℃环境中煅烧5小时后的产物。
其中，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠。
其中，所述憎水剂为有机硅乳液。
一种制备所述新型墙体保温材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取玄武岩、改性石棉粉、闭孔膨胀珍珠岩、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂，备用；
（2）将玄武岩、改性石棉粉、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏混合，然后研磨分散均匀，得混合粉末；
（3）将混合粉末与闭孔膨胀珍珠岩、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂混合，置于搅拌机中机械搅拌60分钟，然后加水，控制物料中含水量为30%，机械搅拌90分钟，得混合浆料；
（4）将混合浆料置于模具中加压成型，脱膜，干燥，养护，即得所述新型墙体保温材料。
其中，所述步骤（3）中机械搅拌的搅拌速度为100r/min。
实施例3
本实施例涉及一种新型墙体保温材料，包括以下重量份的原料：玄武岩13份、改性石棉粉10份、闭孔膨胀珍珠岩9份、改性石英粉14份、煅烧高岭土6份、膨润土22份、建筑石膏14份、硅溶胶4份、氢氧化铝3份、硅酸铝纤维1.6份、海泡石纤维2.8份、发泡剂2.1份、憎水剂2.4份。
其中，所述改性石棉粉的制备方法如下：
向石棉粉中加入相当于石棉粉重量0.3%的竹碳粉0.4%的环氧亚麻油、0.4%硅烷偶联剂KH792以及适量去离子水，于200r/min下于40℃下搅拌反应20分钟后，取出，干燥，即得改性石棉粉。
其中，所述改性石英粉的制备方法如下：、
（1）取石英粉在干燥箱中100℃预热干燥2小时，加入占石英粉质量百分比10%的25%氨水溶液，在70℃下搅拌2.5小时，过滤出石英粉，干燥；
（2）再向干燥后的石英粉中加入其质量4%的偶联剂，在60℃下搅拌5小时，过滤出石英粉；
（3）最后将过滤出的石英粉输送至真空干燥箱内，在真空度为0.05-0.1Mpa，100℃的条件下干燥加热2小时后得改性石英粉。
其中，所述煅烧高岭土是普通高岭土在1000～1100℃环境中煅烧5小时后的产物。
其中，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠。
其中，所述憎水剂为有机硅乳液。
一种制备所述新型墙体保温材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取玄武岩、改性石棉粉、闭孔膨胀珍珠岩、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂，备用；
（2）将玄武岩、改性石棉粉、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏混合，然后研磨分散均匀，得混合粉末；
（3）将混合粉末与闭孔膨胀珍珠岩、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂混合，置于搅拌机中机械搅拌40分钟，然后加水，控制物料中含水量为30%，机械搅拌70分钟，得混合浆料；
（4）将混合浆料置于模具中加压成型，脱膜，干燥，养护，即得所述新型墙体保温材料。
其中，所述步骤（3）中机械搅拌的搅拌速度为100r/min。
实施例4
本实施例涉及一种新型墙体保温材料，包括以下重量份的原料：玄武岩18份、改性石棉粉15份、闭孔膨胀珍珠岩13份、改性石英粉17份、煅烧高岭土8份、膨润土27份、建筑石膏17份、硅溶胶5份、氢氧化铝6份、硅酸铝纤维2.1份、海泡石纤维3.3份、发泡剂2.9份、憎水剂3.3份。
其中，所述改性石棉粉的制备方法如下：
向石棉粉中加入相当于石棉粉重量0.3%的竹碳粉0.4%的环氧亚麻油、0.4%硅烷偶联剂KH792以及适量去离子水，于200r/min下于40℃下搅拌反应20分钟后，取出，干燥，即得改性石棉粉。
其中，所述改性石英粉的制备方法如下：、
（1）取石英粉在干燥箱中100℃预热干燥2小时，加入占石英粉质量百分比10%的25%氨水溶液，在70℃下搅拌2.5小时，过滤出石英粉，干燥；
（2）再向干燥后的石英粉中加入其质量4%的偶联剂，在60℃下搅拌5小时，过滤出石英粉；
（3）最后将过滤出的石英粉输送至真空干燥箱内，在真空度为0.05-0.1Mpa，100℃的条件下干燥加热2小时后得改性石英粉。
其中，所述煅烧高岭土是普通高岭土在1000～1100℃环境中煅烧5小时后的产物。
其中，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠。
其中，所述憎水剂为有机硅乳液。
一种制备所述新型墙体保温材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取玄武岩、改性石棉粉、闭孔膨胀珍珠岩、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂，备用；
（2）将玄武岩、改性石棉粉、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏混合，然后研磨分散均匀，得混合粉末；
（3）将混合粉末与闭孔膨胀珍珠岩、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂混合，置于搅拌机中机械搅拌45分钟，然后加水，控制物料中含水量为30%，机械搅拌75分钟，得混合浆料；
（4）将混合浆料置于模具中加压成型，脱膜，干燥，养护，即得所述新型墙体保温材料。
其中，所述步骤（3）中机械搅拌的搅拌速度为100r/min。
实施例5
本实施例涉及一种新型墙体保温材料，包括以下重量份的原料：玄武岩15份、改性石棉粉13份、闭孔膨胀珍珠岩10份、改性石英粉16份、煅烧高岭土7份、膨润土24份、建筑石膏15份、硅溶胶4.3份、氢氧化铝4.1份、硅酸铝纤维2份、海泡石纤维3份、发泡剂2.6份、憎水剂2.8份。
其中，所述改性石棉粉的制备方法如下：
向石棉粉中加入相当于石棉粉重量0.3%的竹碳粉0.4%的环氧亚麻油、0.4%硅烷偶联剂KH792以及适量去离子水，于200r/min下于40℃下搅拌反应20分钟后，取出，干燥，即得改性石棉粉。
其中，所述改性石英粉的制备方法如下：、
（1）取石英粉在干燥箱中100℃预热干燥2小时，加入占石英粉质量百分比10%的25%氨水溶液，在70℃下搅拌2.5小时，过滤出石英粉，干燥；
（2）再向干燥后的石英粉中加入其质量4%的偶联剂，在60℃下搅拌5小时，过滤出石英粉；
（3）最后将过滤出的石英粉输送至真空干燥箱内，在真空度为0.05-0.1Mpa，100℃的条件下干燥加热2小时后得改性石英粉。
其中，所述煅烧高岭土是普通高岭土在1000～1100℃环境中煅烧5小时后的产物。
其中，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠。
其中，所述憎水剂为有机硅乳液。
一种制备所述新型墙体保温材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取玄武岩、改性石棉粉、闭孔膨胀珍珠岩、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂，备用；
（2）将玄武岩、改性石棉粉、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏混合，然后研磨分散均匀，得混合粉末；
（3）将混合粉末与闭孔膨胀珍珠岩、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂混合，置于搅拌机中机械搅拌50分钟，然后加水，控制物料中含水量为30%，机械搅拌80分钟，得混合浆料；
（4）将混合浆料置于模具中加压成型，脱膜，干燥，养护，即得所述新型墙体保温材料。
其中，所述步骤（3）中机械搅拌的搅拌速度为100r/min。
对比例
授权公告号 CN103420636B的专利公开了的一种变性聚苯颗粒保温材料。
分别对实施例1～5、对比例所述的保温材料的性能进行测试，测试结果如下表：
| 体积收缩率（%） | 导热系数（w/m﹒k） | 抗拉强度（kPa） | 抗压强度（MPa） | 粘结强度（kPa） | |
| 实施例1 | 1.9 | 0.025 | 654 | 2.9 | 374 |
| 实施例2 | 2.4 | 0.029 | 632 | 3.1 | 365 |
| 实施例3 | 2.1 | 0.024 | 643 | 3.4 | 368 |
| 实施例4 | 2.2 | 0.023 | 627 | 3.3 | 364 |
| 实施例5 | 1.7 | 0.022 | 628 | 3.5 | 375 |
| 对比例 | 7.8 | 0.04 | 500 | 2.2 | 279 |
从上表可以看出，本发明所述的保温材料性能优于对比例。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种新型墙体保温材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：玄武岩10～20份、改性石棉粉7～16份、闭孔膨胀珍珠岩8～14份、改性石英粉12～19份、煅烧高岭土5～10份、膨润土20～30份、建筑石膏13～18份、硅溶胶3～6份、氢氧化铝2～7份、硅酸铝纤维1～3份、海泡石纤维2～4份、发泡剂2～3份、憎水剂2～4份。
2.根据权利要求1所述的新型墙体保温材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：玄武岩13～18份、改性石棉粉10～15份、闭孔膨胀珍珠岩9～13份、改性石英粉14～17份、煅烧高岭土6～8份、膨润土22～27份、建筑石膏14～17份、硅溶胶4～5份、氢氧化铝3～6份、硅酸铝纤维1.6～2.1份、海泡石纤维2.8～3.3份、发泡剂2.1～2.9份、憎水剂2.4～3.3份。
3.根据权利要求1所述的新型墙体保温材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：玄武岩15份、改性石棉粉13份、闭孔膨胀珍珠岩10份、改性石英粉16份、煅烧高岭土7份、膨润土24份、建筑石膏15份、硅溶胶4.3份、氢氧化铝4.1份、硅酸铝纤维2份、海泡石纤维3份、发泡剂2.6份、憎水剂2.8份。
4.根据权利要求1所述的新型墙体保温材料，其特征在于，所述改性石棉粉的制备方法如下：
向石棉粉中加入相当于石棉粉重量0.3%的竹碳粉0.4%的环氧亚麻油、0.4%硅烷偶联剂KH792以及适量去离子水，于200r/min下于40℃下搅拌反应20分钟后，取出，干燥，即得改性石棉粉。
5.根据权利要求1所述的新型墙体保温材料，其特征在于，所述改性石英粉的制备方法如下：、
（1）取石英粉在干燥箱中100℃预热干燥2小时，加入占石英粉质量百分比10%的25%氨水溶液，在70℃下搅拌2.5小时，过滤出石英粉，干燥；
（2）再向干燥后的石英粉中加入其质量4%的偶联剂，在60℃下搅拌5小时，过滤出石英粉；
（3）最后将过滤出的石英粉输送至真空干燥箱内，在真空度为0.05-0.1Mpa，100℃的条件下干燥加热2小时后得改性石英粉。
6.根据权利要求1所述的新型墙体保温材料，其特征在于，所述煅烧高岭土是普通高岭土在1000～1100℃环境中煅烧5小时后的产物。
7.根据权利要求1所述的新型墙体保温材料，其特征在于，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠。
8.根据权利要求1所述的新型墙体保温材料，其特征在于，所述憎水剂为有机硅乳液。
9.一种制备权利要求1～8任一项所述新型墙体保温材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取玄武岩、改性石棉粉、闭孔膨胀珍珠岩、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂，备用；
（2）将玄武岩、改性石棉粉、改性石英粉、煅烧高岭土、膨润土、建筑石膏混合，然后研磨分散均匀，得混合粉末；
（3）将混合粉末与闭孔膨胀珍珠岩、硅溶胶、氢氧化铝、硅酸铝纤维、海泡石纤维、发泡剂、憎水剂混合，置于搅拌机中机械搅拌30～60分钟，然后加水，控制物料中含水量为30%，机械搅拌60～90分钟，得混合浆料；
（4）将混合浆料置于模具中加压成型，脱膜，干燥，养护，即得所述新型墙体保温材料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中机械搅拌的搅拌速度为100r/min。
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