CN109206117A - 一种高韧性耐老化墙体保温材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高韧性耐老化墙体保温材料的制备方法，属于建筑材料技术领域。石英砂与莫桑石中含有大量碳化硅，碳化硅与氧气反应生成二氧化硅和二氧化碳，二氧化碳起泡，降低其导热效率，番茄红素有很强的抗氧化能力，耐老化性能强，得到的搅拌物表面含有大量活性基团，与墙体表面的活性基团作用，使得本发明制得的墙体保温材料对墙面基体的附着力增强，黑松粉末经碱液浸泡后，木质素分解，纤维素和半纤维素部分分解，南欧黑松纤维的抗紫外线性极强并且耐老化，未分解的黑松纤维素提高了墙体保温材料的耐老化性能，具有广阔的应用前景。

Description

一种高韧性耐老化墙体保温材料的制备方法
技术领域
本发明公开了一种高韧性耐老化墙体保温材料的制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
墙体保温材料是在墙体的内部或者外部能够有隔热保温功能的材料，保温材料产品非常多，大部分都是外墙保温，在建筑的同时就把保温层做好了，也有内部保温，一般楼房的楼梯都是内部保温。
墙体节能保温材料包括有机类（如苯板、聚苯板、挤塑板、聚苯乙烯泡沫板、硬质泡沫聚氨酯、聚碳酸酯及酚醛等）、无机类（如珍珠岩水泥板、泡沫水泥板、复合硅酸盐、岩棉、蒸压砂加气混凝土砌块、传统保温砂浆等）和复合材料类（如金属夹芯板、芯材为聚苯、玻化微珠、聚苯颗粒等），保温防裂材料：（电焊网、热镀锌钢丝网、网格布）。建筑工程内墙外墙施工钢丝网可有效解决墙面裂缝、脱落、出现空鼓现象等，成为流行的趋势，热镀锌钢丝网也得到的大家的一致认可。墙体保温材料是近年来发展的新型墙体材料，可大量节约墙体材料，提高墙体保温性能，节约资源，减少环境污染。就新型墙体材料来讲，有空心砌块、加气砌块、石膏空心砌块、加气粉煤灰砖、多孔粘土砖、GRC墙板、增强纤维水泥板、夹芯板、粉煤灰加气墙板以及复合保温墙板，可以说种类繁多。产品性能来讲是各有千秋；但复合墙体在国外发达国家所占比例居高。
自保温材料发展以来，有机保温材料一直是主流材料，在整个行业中处于重要位置，有机类保温材料主要来源于石油副产品，有机保温材料最大的优点是质轻、保温、隔热性好，造价也低，最大缺陷是安全性差，易老化，韧性低，导致易渗透、开裂、脱落。无机保温材料中，岩棉和玻璃棉在国际市场被广泛采用，但是岩棉也存在着吸湿性大、保温效果差的缺点。总体而言，无机保温材料防火性能好，但也存在着密度较大，导热系数较高，与有机材料相比，其保温节能效果较差的特点。
因此，发明一种韧性好且耐老化性能好的高韧性耐老化墙体保温材料对建筑材料技术领域具有积极意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前墙体保温材料不耐老化、保温隔热达不到标准，韧性低，导致易渗透、开裂、脱落的缺陷，提供了一种高韧性耐老化墙体保温材料的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种高韧性耐老化墙体保温材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将石英砂、莫桑石混合后放入粉碎机中，粉碎3～4h，粉碎后过100目筛，得到粉碎无机矿物；
（2）将番茄洗净，放入组织粉碎机中，粉碎2～3h，得到番茄粉碎物，将番茄粉碎物与上述粉碎无机矿物混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，并向发酵罐中加入河底淤泥，在温度为40～50℃的条件下，密封发酵1～2周，所得发酵产物即为改性无机矿物，备用；
（3）收集蝗虫翅膀，放入粉碎机中粉碎1～2h，得到蝗虫翅膀粉碎物，将蝗虫翅膀粉碎物和上述改性无机物混合后放入搅拌机，在转速为800～1000r/min的条件下搅拌20～30min，得到搅拌物，备用；
（4）将南欧黑松放入粉碎机中，粉碎6～8h，粉碎后过200目筛，得到黑松粉末，将黑松粉末与氢氧化钠溶液放入反应釜中，搅拌反应20～30min，得到碱泡产物；
（5）将备用的搅拌物和上述碱泡产物混合后放入反应釜中，在温度为40～50℃条件下搅拌反应2～3h，反应结束后得到保温浆料，将保温浆料注入模具中，放入马弗炉，在400～500℃下煅烧1～2h后出料，拆模即得高韧性耐老化墙体保温材料。
步骤（1）所述的石英砂、莫桑石的质量比为1︰1。
步骤（2）所述的番茄粉碎物与上述粉碎无机矿物的质量比为1：2，河底淤泥的质量为发酵底物质量的10%。
步骤（3）所述的蝗虫翅膀粉碎物和上述改性无机物的质量比为1︰1。
步骤（4）所述的黑松粉末与氢氧化钠溶液的质量比为1︰4，氢氧化钠溶液的质量分数为20%。
步骤（5）所述的备用的搅拌物和上述碱泡产物的质量比为1︰2。
本发明的有益效果是：
（1）本发明首先使用石英砂、莫桑石为原料，粉碎后与番茄混合后放入发酵罐中得到改性无机物，再将蝗虫翅膀粉碎物与改性无机物共混搅拌，使蝗虫翅膀粉碎物吸附到改性无机物的孔隙中，得到搅拌产物，再以南欧黑松为原料，粉碎后经碱泡得到碱泡产物，最后将搅拌物和碱泡产物放入反应釜中搅拌反应，即得高韧性耐老化墙体保温材料，石英砂与莫桑石中含有大量碳化硅，碳化硅与氧气反应生成二氧化硅和二氧化碳，二氧化碳起泡，降低其导热效率，使墙体保温材料具有传热效率低、抗热震性能优良等特性，且减轻了自身重量，使得墙体保温材料有理想的保温、隔热性能，番茄红素有很强的抗氧化能力，耐老化性能强，使墙体保温材料具有耐老化性能，将番茄与无机物共混发酵得到结合了番茄红素的无机矿物，蝗虫翅膀的韧性极好，通过高转速搅拌可以使蝗虫翅膀粉碎物吸附到改性无机物的孔隙中，另外，得到的搅拌物中含有大量活性基团，与墙体表面的活性基团作用，使得本发明制得的墙体保温材料对墙面基体的附着力增强，黑松粉末经碱液浸泡后，木质素分解，纤维素和半纤维素部分分解，木质素的分解使得黑松原料中的纤维彼此分离，这部分纤维在墙体保温材料中起到连结、拉伸的作用，南欧黑松纤维的抗紫外线性极强并且耐老化，未分解的黑松纤维素提高了墙体保温材料的耐老化性能，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
将石英砂、莫桑石按质量比为1︰1混合后放入粉碎机中，粉碎3～4h，粉碎后过100目筛，得到粉碎无机矿物；将番茄洗净，放入组织粉碎机中，粉碎2～3h，得到番茄粉碎物，将番茄粉碎物与上述粉碎无机矿物按质量比为1:2混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，并向发酵罐中加入发酵底物质量10%的河底淤泥，在温度为40～50℃的条件下，密封发酵1～2周，所得发酵产物即为改性无机矿物，备用；收集蝗虫翅膀，放入粉碎机中粉碎1～2h，得到蝗虫翅膀粉碎物，将蝗虫翅膀粉碎物和上述改性无机物按质量比为1︰1混合后放入搅拌机，在转速为800～1000r/min的条件下搅拌20～30min，得到搅拌物，备用；将南欧黑松放入粉碎机中，粉碎6～8h，粉碎后过200目筛，得到黑松粉末，将质量比为1︰4的黑松粉末与质量分数为20%的氢氧化钠溶液放入反应釜中，搅拌反应20～30min，得到碱泡产物；将质量比为1︰2将备用的搅拌物和上述碱泡产物混合后放入反应釜中，在温度为40～50℃条件下搅拌反应2～3h，反应结束后得到保温浆料，将保温浆料注入模具中，放入马弗炉，在400～500℃条件下煅烧1～2h后出料，拆模即得高韧性耐老化墙体保温材料。
将石英砂、莫桑石按质量比为1︰1混合后放入粉碎机中，粉碎3h，粉碎后过100目筛，得到粉碎无机矿物；将番茄洗净，放入组织粉碎机中，粉碎2h，得到番茄粉碎物，将番茄粉碎物与上述粉碎无机矿物按质量比为1:2混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，并向发酵罐中加入发酵底物质量10%的河底淤泥，在温度为40℃的条件下，密封发酵1周，所得发酵产物即为改性无机矿物，备用；收集蝗虫翅膀，放入粉碎机中粉碎1h，得到蝗虫翅膀粉碎物，将蝗虫翅膀粉碎物和上述改性无机物按质量比为1︰1混合后放入搅拌机，在转速为800r/min的条件下搅拌20min，得到搅拌物，备用；将南欧黑松放入粉碎机中，粉碎6h，粉碎后过200目筛，得到黑松粉末，将质量比为1︰4的黑松粉末与质量分数为20%的氢氧化钠溶液放入反应釜中，搅拌反应20min，得到碱泡产物；将质量比为1︰2将备用的搅拌物和上述碱泡产物混合后放入反应釜中，在温度为40℃条件下搅拌反应2h，反应结束后得到保温浆料，将保温浆料注入模具中，放入马弗炉，在400℃条件下煅烧1h后出料，拆模即得高韧性耐老化墙体保温材料。
将石英砂、莫桑石按质量比为1︰1混合后放入粉碎机中，粉碎3.5h，粉碎后过100目筛，得到粉碎无机矿物；将番茄洗净，放入组织粉碎机中，粉碎2.5h，得到番茄粉碎物，将番茄粉碎物与上述粉碎无机矿物按质量比为1:2混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，并向发酵罐中加入发酵底物质量10%的河底淤泥，在温度为45℃的条件下，密封发酵1周，所得发酵产物即为改性无机矿物，备用；收集蝗虫翅膀，放入粉碎机中粉碎1.5h，得到蝗虫翅膀粉碎物，将蝗虫翅膀粉碎物和上述改性无机物按质量比为1︰1混合后放入搅拌机，在转速为900r/min的条件下搅拌25min，得到搅拌物，备用；将南欧黑松放入粉碎机中，粉碎7h，粉碎后过200目筛，得到黑松粉末，将质量比为1︰4的黑松粉末与质量分数为20%的氢氧化钠溶液放入反应釜中，搅拌反应25min，得到碱泡产物；将质量比为1︰2将备用的搅拌物和上述碱泡产物混合后放入反应釜中，在温度为45℃条件下搅拌反应2.5h，反应结束后得到保温浆料，将保温浆料注入模具中，放入马弗炉，在450℃条件下煅烧1.5h后出料，拆模即得高韧性耐老化墙体保温材料。
将石英砂、莫桑石按质量比为1︰1混合后放入粉碎机中，粉碎4h，粉碎后过100目筛，得到粉碎无机矿物；将番茄洗净，放入组织粉碎机中，粉碎3h，得到番茄粉碎物，将番茄粉碎物与上述粉碎无机矿物按质量比为1:2混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，并向发酵罐中加入发酵底物质量10%的河底淤泥，在温度为50℃的条件下，密封发酵2周，所得发酵产物即为改性无机矿物，备用；收集蝗虫翅膀，放入粉碎机中粉碎2h，得到蝗虫翅膀粉碎物，将蝗虫翅膀粉碎物和上述改性无机物按质量比为1︰1混合后放入搅拌机，在转速为1000r/min的条件下搅拌30min，得到搅拌物，备用；将南欧黑松放入粉碎机中，粉碎8h，粉碎后过200目筛，得到黑松粉末，将质量比为1︰4的黑松粉末与质量分数为20%的氢氧化钠溶液放入反应釜中，搅拌反应30min，得到碱泡产物；将质量比为1︰2将备用的搅拌物和上述碱泡产物混合后放入反应釜中，在温度为50℃条件下搅拌反应3h，反应结束后得到保温浆料，将保温浆料注入模具中，放入马弗炉，在500℃条件下煅烧2h后出料，拆模即得高韧性耐老化墙体保温材料。
对比例以上海某公司生产的高韧性耐老化墙体保温材料作为对比例 对本发明制得的高韧性耐老化墙体保温材料和对比例中的高韧性耐老化墙体保温材料进行性能检测，检测结果如表1所示：
测试方法：
导热系数测试按国标GB/T10294-2008进行测试。
拉伸强度测试按国标GB/T9641-88进行测试，采用INSTRON-3300型万能材料试验机进行性能测试。
抗压强度测试采用抗压强度测试机进行检测。
耐老化实验：按照GB/T 16422.2标准，采用氙灯耐气候试验机对墙体保温材料进行气候加速老化1500小时，测得拉伸强度、抗压强度。
表1墙体保温材料性能测定结果
测试项目 实例1 实例2 实例3 对比例
导热系数（W/m·k） 0.090 0.089 0.087 0.115
拉伸强度（MPa） 0.42 0.43 0.45 0.30
抗压强度（MPa） 0.45 0.45 0.46 0.31
耐老化试验后拉伸强度（MPa） 0.38 0.39 0.40 0.15
耐老化试验后抗压强度（MPa） 0.41 0.42 0.42 0.20
根据上述检测数据可知本发明的高韧性耐老化墙体保温材料导热系数低，保温效果好，拉伸强度高，抗压强度高，韧性好，在其收到外界应力作用时，不易渗透、开裂、脱落，耐老化性能好，老化试验后的拉伸强度和抗压强度高，具有广阔的应用前景。

Claims (6)

1.一种高韧性耐老化墙体保温材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将石英砂、莫桑石混合后放入粉碎机中，粉碎3～4h，粉碎后过100目筛，得到粉碎无机矿物；
（2）将番茄洗净，放入组织粉碎机中，粉碎2～3h，得到番茄粉碎物，将番茄粉碎物与上述粉碎无机矿物混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，并向发酵罐中加入河底淤泥，在温度为40～50℃的条件下，密封发酵1～2周，所得发酵产物即为改性无机矿物，备用；
（3）收集蝗虫翅膀，放入粉碎机中粉碎1～2h，得到蝗虫翅膀粉碎物，将蝗虫翅膀粉碎物和上述改性无机物混合后放入搅拌机，在转速为800～1000r/min的条件下搅拌20～30min，得到搅拌物，备用；
（4）将南欧黑松放入粉碎机中，粉碎6～8h，粉碎后过200目筛，得到黑松粉末，将黑松粉末与氢氧化钠溶液放入反应釜中，搅拌反应20～30min，得到碱泡产物；
（5）将备用的搅拌物和上述碱泡产物混合后放入反应釜中，在温度为40～50℃条件下搅拌反应2～3h，反应结束后得到保温浆料，将保温浆料注入模具中，放入马弗炉，在400～500℃条件下煅烧1～2h后出料，拆模即得高韧性耐老化墙体保温材料。
2.根据权利要求1所述的一种高韧性耐老化墙体保温材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的石英砂、莫桑石的质量比为1︰1。
3.根据权利要求1所述的一种高韧性耐老化墙体保温材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的番茄粉碎物与上述粉碎无机矿物的质量比为1:2，河底淤泥的质量为发酵底物质量的10%。
4.根据权利要求1所述的一种高韧性耐老化墙体保温材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的蝗虫翅膀粉碎物和上述改性无机物的质量比为1︰1。
5.根据权利要求1所述的一种高韧性耐老化墙体保温材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的黑松粉末与氢氧化钠溶液的质量比为1︰4，氢氧化钠溶液的质量分数为20%。
6.根据权利要求1所述的一种高韧性耐老化墙体保温材料的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的备用的搅拌物和上述碱泡产物的质量比为1︰2。
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