CN109095882A - 一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料及其制备方法 - Google Patents

一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料及其制备方法，属于建筑材料技术领域，是由下述重量份的原料制成：水镁石纤维12～18份、蛇纹石纤维12～18份、膨胀珍珠岩26～28份、聚苯颗粒2～4份、磷酸铝55～65份、聚丙烯酰胺55～65份、电气石8～12份、分散剂5～10份。本发明工艺简单，原料来源广泛、成本低廉，制品绝热效果较为突出，抗冲击性能优良，是一种高效的复合型绝热新材料。

Description

一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料及其制备方法。
背景技术
绝热材料是指能阻滞热流传递的材料，又称热绝缘材料。传统绝热材料，如玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等，新型绝热材料，如气凝胶毡、真空板等。它们用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体，既包括保温材料，也包括保冷材料。绝热材料一方面满足了建筑空间或热工设备的热环境，另一方面也节约了能源。
绝热材料种类繁多，一般可按材质、使用温度、形态和结构来分类。按材质可分为无机绝热材料、有机高分子绝热材料和金属绝热材料。以无机材料生产的绝热材料占据了相当重要的地位，有机高分了生产的绝热材料逐渐呈上升趋势。按形态又可分为多孔状绝热材料、纤维状绝热材料、粉末状绝热材料和层状绝热材料。
而无机保温隔热材料如硅酸钙类保温绝热材料，虽然其导热系数低且抗压，但由于其重量重等原因，在实际使用中普遍减少。复合保温隔热材料由于具有可塑性强，导热系数高低等优点，引起各界的关注，逐渐扩大了市场竞争力。另外，膨胀珍珠岩绝热制品，产品资源丰富，生产简便，耐高温，耐酸碱，导热系数小，产量最大，应用最为广泛；但是膨胀珍珠岩为无机多孔物质，易破碎，在运输过程可能由于挤压或撞击而造成破碎，使绝热材料绝热性能下降。
发明内容
本发明提供了一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料及其制备方法，解决现有的无机绝热材料重量较重的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料，是由下述重量份的原料制成：水镁石纤维12～18份、蛇纹石纤维12～18份、膨胀珍珠岩26～28份、聚苯颗粒2～4份、磷酸铝55～65份、聚丙烯酰胺55～65份、电气石8～12份、分散剂5～10份。
其中，优选地，所述改性膨胀珍珠岩是由下述制备方法制成：以重量份计，取丙烯酸酯聚合物乳液6～8份、苯丙乳液6～8份、壬基酚聚氧乙烯醚1～2份混合均匀后装入高速剪切机中，以6000～8000r/min搅拌混合30～40min，得混合乳液，混合乳液和水按1：1稀释，采用热雾化喷涂法喷于90～150份的膨胀珍珠岩表面，得改性膨胀珍珠岩。
其中，优选地，所述聚苯颗粒为采用废旧聚苯乙烯泡沫破碎的再生颗粒，堆积密度为8.0～21.0kg/m3，5mm筛孔筛余不超过5％。
其中，优选地，所述分散剂为丁基萘磺酸钠。
一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料的制备方法，包括下述步骤：
(1)取水镁石纤维和蛇纹石纤维置搅拌机中，加入200～250份水，并加入分散剂，搅拌混合后，浸泡24h；
(2)磷酸铝和聚丙烯酰胺混合均匀后，加入搅拌机中，搅拌1～2h；
(3)取改性膨胀珍珠岩和聚苯颗粒加入搅拌机中，搅拌1～2h，再加入电气石，搅拌混合15min；
(4)将搅拌均匀的浆料加入模具中成型，将浆料压实，放入干燥箱中干燥，即得。
其中，优选地，所述步骤(4)中干燥温度为100～120℃，干燥时间为20～30h。
本发明的有益效果：
本发明工艺简单，原料来源广泛、成本低廉，制品绝热效果较为突出，抗冲击性能优良，是一种高效的复合型绝热新材料，因此产品具有广阔的应用前景和极大的工业推广价值。
另外，本发明采用热雾化喷涂法将聚合物混合物料喷涂于膨胀珍珠岩表面，在膨胀珍珠岩表面形成较高粘接力的膜，对膨胀珍珠岩具有阻隔作用，阻止了水与膨胀珍珠岩直接接触，从而降低了吸水率，同时，膨胀珍珠岩表面的聚合物膜具有一定的强度和韧性，起到了保护膨胀珍珠岩的作用，在运输过程中不再容易产生破碎。该工艺对降低膨胀珍珠岩吸水性和提高膨胀珍珠岩强度效果明显，有效解决了膨胀珍珠岩制品在运输途中易破碎的问题。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中，采用的聚苯颗粒为采用废旧聚苯乙烯泡沫破碎的再生颗粒，堆积密度为15.4kg/m3，5mm筛孔筛余量为4.6％。
实施例1
本实施例提供一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料，是由下述重量份的原料制成：水镁石纤维15份、蛇纹石纤维15份、膨胀珍珠岩27份、聚苯颗粒3份、磷酸铝60份、聚丙烯酰胺60份、电气石10份、丁基萘磺酸钠8份。
其中，改性膨胀珍珠岩是由下述制备方法制成：以重量份计，取丙烯酸酯聚合物乳液7份、苯丙乳液7份、壬基酚聚氧乙烯醚1.5份混合均匀后装入高速剪切机中，以7000r/min搅拌混合35min，得混合乳液，混合乳液和水按1：1稀释，采用热雾化喷涂法喷于120份的膨胀珍珠岩表面，得改性膨胀珍珠岩。
本实施例改性膨胀珍珠岩复合绝热材料的制备方法，包括下述步骤：
(1)取水镁石纤维和蛇纹石纤维置搅拌机中，加入220份水，并加入丁基萘磺酸钠，搅拌混合后，浸泡24h；
(2)磷酸铝和聚丙烯酰胺混合均匀后，加入搅拌机中，搅拌1.5h；
(3)取改性膨胀珍珠岩和聚苯颗粒加入搅拌机中，搅拌1.5h，再加入电气石，搅拌混合15min；
(4)将搅拌均匀的浆料加入模具中成型，将浆料压实，放入干燥箱中干燥，干燥温度为110℃，干燥时间为25h，即得。
本实施例制得的复合绝热材料导热系数为0.02014W/(m·K)，容重为0.25g/cm3，压缩10％时的抗压强度为268kpa。
实施例2
本实施例提供一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料，是由下述重量份的原料制成：水镁石纤维12份、蛇纹石纤维18份、膨胀珍珠岩26份、聚苯颗粒4份、磷酸铝55份、聚丙烯酰胺65份、电气石8份、丁基萘磺酸钠10份。
其中，改性膨胀珍珠岩是由下述制备方法制成：以重量份计，取丙烯酸酯聚合物乳液6份、苯丙乳液8份、壬基酚聚氧乙烯醚1份混合均匀后装入高速剪切机中，以8000r/min搅拌混合30min，得混合乳液，混合乳液和水按1：1稀释，采用热雾化喷涂法喷于150份的膨胀珍珠岩表面，得改性膨胀珍珠岩。
本实施例改性膨胀珍珠岩复合绝热材料的制备方法，包括下述步骤：
(1)取水镁石纤维和蛇纹石纤维置搅拌机中，加入200份水，并加入丁基萘磺酸钠，搅拌混合后，浸泡24h；
(2)磷酸铝和聚丙烯酰胺混合均匀后，加入搅拌机中，搅拌2h
(3)取改性膨胀珍珠岩和聚苯颗粒加入搅拌机中，搅拌1h，再加入电气石，搅拌混合15min；
(4)将搅拌均匀的浆料加入模具中成型，将浆料压实，放入干燥箱中干燥，干燥温度为120℃，干燥时间为20h，即得。
本实施例制得的复合绝热材料导热系数为0.01994W/(m·K)，容重为0.23g/cm3，压缩10％时的抗压强度为238kpa。
实施例3
本实施例提供一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料，是由下述重量份的原料制成：水镁石纤维18份、蛇纹石纤维12份、膨胀珍珠岩28份、聚苯颗粒2份、磷酸铝65份、聚丙烯酰胺55份、电气石12份、丁基萘磺酸钠5份。
其中，改性膨胀珍珠岩是由下述制备方法制成：以重量份计，取丙烯酸酯聚合物乳液8份、苯丙乳液6份、壬基酚聚氧乙烯醚2份混合均匀后装入高速剪切机中，以6000r/min搅拌混合40min，得混合乳液，混合乳液和水按1：1稀释，采用热雾化喷涂法喷于150份的膨胀珍珠岩表面，得改性膨胀珍珠岩。
本实施例改性膨胀珍珠岩复合绝热材料的制备方法，包括下述步骤：
(1)取水镁石纤维和蛇纹石纤维置搅拌机中，加入250份水，并加入丁基萘磺酸钠，搅拌混合后，浸泡24h；
(2)磷酸铝和聚丙烯酰胺混合均匀后，加入搅拌机中，搅拌1h
(3)取改性膨胀珍珠岩和聚苯颗粒加入搅拌机中，搅拌2h，再加入电气石，搅拌混合15min；
(4)将搅拌均匀的浆料加入模具中成型，将浆料压实，放入干燥箱中干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为30h，即得。
本实施例制得的复合绝热材料导热系数为0.02008W/(m·K)，容重为0.23g/cm3，压缩10％时的抗压强度为251kpa。
实施例4
本实施例提供一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料，是由下述重量份的原料制成：水镁石纤维14份、蛇纹石纤维16份、膨胀珍珠岩27份、聚苯颗粒3份、磷酸铝60份、聚丙烯酰胺62份、电气石11份、丁基萘磺酸钠8份。
其中，改性膨胀珍珠岩是由下述制备方法制成：以重量份计，取丙烯酸酯聚合物乳液7份、苯丙乳液7份、壬基酚聚氧乙烯醚1份混合均匀后装入高速剪切机中，以8000r/min搅拌混合35min，得混合乳液，混合乳液和水按1：1稀释，采用热雾化喷涂法喷于100份的膨胀珍珠岩表面，得改性膨胀珍珠岩。
本实施例改性膨胀珍珠岩复合绝热材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)取水镁石纤维和蛇纹石纤维置搅拌机中，加入240份水，并加入丁基萘磺酸钠，搅拌混合后，浸泡24h；
(2)磷酸铝和聚丙烯酰胺混合均匀后，加入搅拌机中，搅拌1h
(3)取改性膨胀珍珠岩和聚苯颗粒加入搅拌机中，搅拌2h，再加入电气石，搅拌混合15min；
(4)将搅拌均匀的浆料加入模具中成型，将浆料压实，放入干燥箱中干燥，干燥温度为120℃，干燥时间为25h，即得。
本实施例制得的复合绝热材料导热系数为0.02012W/(m·K)，容重为0.25g/cm3，压缩10％时的抗压强度为264kpa。
实施例5
本实施例提供一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料，是由下述重量份的原料制成：水镁石纤维16份、蛇纹石纤维14份、膨胀珍珠岩26份、聚苯颗粒4份、磷酸铝60份、聚丙烯酰胺60份、电气石10份、丁基萘磺酸钠8份。
其中，改性膨胀珍珠岩是由下述制备方法制成：以重量份计，取丙烯酸酯聚合物乳液7份、苯丙乳液7份、壬基酚聚氧乙烯醚1份混合均匀后装入高速剪切机中，以6000r/min搅拌混合40min，得混合乳液，混合乳液和水按1：1稀释，采用热雾化喷涂法喷于140份的膨胀珍珠岩表面，得改性膨胀珍珠岩。
本实施例改性膨胀珍珠岩复合绝热材料的制备方法，包括下述步骤：
(1)取水镁石纤维和蛇纹石纤维置搅拌机中，加入210份水，并加入丁基萘磺酸钠，搅拌混合后，浸泡24h；
(2)磷酸铝和聚丙烯酰胺混合均匀后，加入搅拌机中，搅拌1h；
(3)取改性膨胀珍珠岩和聚苯颗粒加入搅拌机中，搅拌2h，再加入电气石，搅拌混合15min；
(4)将搅拌均匀的浆料加入模具中成型，将浆料压实，放入干燥箱中干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为30h，即得。
本实施例制得的复合绝热材料导热系数为0.01998W/(m·K)，容重为0.24g/cm3，压缩10％时的抗压强度为249kpa。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (6)

1.一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料，其特征在于是由下述重量份的原料制成：水镁石纤维12～18份、蛇纹石纤维12～18份、膨胀珍珠岩26～28份、聚苯颗粒2～4份、磷酸铝55～65份、聚丙烯酰胺55～65份、电气石8～12份、分散剂5～10份。
2.根据权利要求1所述的一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料，其特征在于所述改性膨胀珍珠岩是由下述制备方法制成：以重量份计，取丙烯酸酯聚合物乳液6～8份、苯丙乳液6～8份、壬基酚聚氧乙烯醚1～2份混合均匀后装入高速剪切机中，以6000～8000r/min搅拌混合30～40min，得混合乳液，混合乳液和水按1：1稀释，采用热雾化喷涂法喷于90～150份的膨胀珍珠岩表面，得改性膨胀珍珠岩。
3.根据权利要求1所述的一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料，其特征在于：所述聚苯颗粒为采用废旧聚苯乙烯泡沫破碎的再生颗粒，堆积密度为8.0～21.0kg/m3，5mm筛孔筛余不超过5％。
4.根据权利要求1所述的一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料，其特征在于：所述分散剂为丁基萘磺酸钠。
5.一种权利要求1～4任一项所述的改性膨胀珍珠岩复合绝热材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)取水镁石纤维和蛇纹石纤维置搅拌机中，加入200～250份水，并加入分散剂，搅拌混合后，浸泡24h；
(2)磷酸铝和聚丙烯酰胺混合均匀后，加入搅拌机中，搅拌1～2h；
(3)取改性膨胀珍珠岩和聚苯颗粒加入搅拌机中，搅拌1～2h，再加入电气石，搅拌混合15min；
(4)将搅拌均匀的浆料加入模具中成型，将浆料压实，放入干燥箱中干燥，即得。
6.根据权利要求5所述的一种改性膨胀珍珠岩复合绝热材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中干燥温度为100～120℃，干燥时间为20～30h。
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