CN109251469A

CN109251469A - 一种岩棉复合保温材料的制备方法

Info

Publication number: CN109251469A
Application number: CN201810941663.1A
Authority: CN
Inventors: 刘菊花; 兰梅菊; 宋宇星
Original assignee: Foshan Chao Hung New Mstar Technology Ltd
Current assignee: Foshan Chao Hung New Mstar Technology Ltd
Priority date: 2018-08-17
Filing date: 2018-08-17
Publication date: 2019-01-22

Abstract

本发明公开了一种岩棉复合保温材料的制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明将高炉棉矿渣球磨，过筛，得高炉棉矿渣粉；将高炉棉矿渣粉与海藻酸钠液搅拌混合，滴加氢氧化钠溶液调节pH，加入氯化铁溶液，搅拌混合，干燥，粉碎，过筛，保压炭化，即得改性高炉棉矿渣粉；按重量份数计，将30～40份改性高炉棉矿渣粉，10～20份有机硅树脂，40～60份酚醛树脂，5～8份固化剂，5～8份增粘剂，5～8份铟铋合金搅拌混合，注模，热压成型，脱模，充惰性气体，高温高压处理，降温，即得岩棉复合保温材料。本发明技术方案制备的岩棉复合保温材料具有优异的保温性能和隔热性能的特点，在建筑材料的制备技术行业的发展中具有广阔的前景。

Description

一种岩棉复合保温材料的制备方法

技术领域

本发明公开了一种岩棉复合保温材料的制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

随着经济的飞速发展，各类建筑物建造速度和规模都达到了空前的高度，为了使建筑物能够达到环保节能的要求，需要对建筑外墙进行加装保温板材。岩棉是一种优质高效的保温材料，它具有良好的保温隔热、隔声及吸声性能，与传统的保温材料相比，具有密度小、导热系数低、不燃烧、防火无毒、适用范围广、化学性能稳定、使用周期长等突出优点，是目前公认的理想保温材料。岩棉是以天然岩石为主要原料，经高温溶化、纤维化、越板成型及制品后加工而成的隔热保温材料。在工业热力设备上，采用单位立方的岩棉进行保温，平均节省能量2900W，相当于每年节省3t标准煤。岩棉保温材料对确保热能设备及工艺装置稳定运行、降低风险、节能减排等也起到了关键的作用。但传统岩棉绝大部分是用于蒸汽管道和炉墙的保温，其质量与大规模用于墙体保温的要求还相差甚远，评价外墙外保温系统性能的参数有很多，其中，透湿性和防水性就是评价其性能优越与否的重要参数之一。外墙外保温系统在热湿迁移的过程中，若其内部湿份不断累积，不能及时疏散，不仅会导致保温系统的导热系数增大，降低其保温效果。同时，系统内积累的湿份遇冷时会有结露的风险甚至结冰，这将大大降低外墙外保温系统的使用寿命。因此，岩棉作为一种外墙用保温材料保温性和隔热性差的问题，制约着岩棉保温板材的推广应用。因此，改善传统岩棉材料透湿性和防水性能差的不足，能够满足其大规模应用于外墙保温体系的要求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统的岩棉复合保温材料保温性能和隔热性能不佳的问题，提供了一种岩棉复合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：

一种岩棉复合保温材料的制备方法，具体制备步骤如下：

（1）将高炉棉矿渣球磨，过筛，得高炉棉矿渣粉；

（2）将高炉棉矿渣粉与海藻酸钠液按质量比1：5～1：10搅拌混合，滴加氢氧化钠溶液调节pH至10.4～10.9，加入海藻酸钠液体积0.01～0.02倍的氯化铁溶液，搅拌混合，干燥，粉碎，过筛，保压炭化，即得改性高炉棉矿渣粉；

（3）按重量份数计，将30～40份改性高炉棉矿渣粉，10～20份有机硅树脂，40～60份酚醛树脂，5～8份固化剂，5～8份增粘剂，5～8份铟铋合金搅拌混合，注模，热压成型，脱模，充惰性气体，高温高压处理，降温，即得岩棉复合保温材料。

步骤（2）所述海藻酸钠液的制备过程为：将海藻酸钠与水按质量比1：50～1：100混合，静置溶胀后，加热搅拌混合，即得海藻酸钠液。

步骤（3）所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂，乙基有机硅树脂或芳基有机硅树脂中任意一种。

步骤（3）所述酚醛树脂为酚醛树脂2122，酚醛树脂264或酚醛树脂219中任意一种。

步骤（3）所述固化剂为二乙烯三胺，三乙烯四胺或二丙烯三胺中的任意一种。

步骤（3）所述增粘剂为石油树脂或萜烯树脂中的任意一种。

步骤（3）所述铟铋合金各组分含量为：铟占51%（ω），铋占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。

步骤（3）所述惰性气体为氩气，氦气或氖气中的任意一种。

本发明的有益效果是：

本发明通过添加改性高炉棉矿渣粉，有机硅树脂和铟铋合金，在制备过程中，首先，将高炉棉矿渣粉与海藻酸钠液混合，接着滴加氢氧化钠溶液调节体系的pH为碱性，随后滴加氯化铁溶液，体系中的氢氧化钠能够使得体系中的铁离子形成氢氧化铁沉淀，并能够吸附在高炉棉矿渣粉颗粒表面，同时，铁离子能够促使海藻酸钠交联，形成三维网络，使得高炉棉矿渣粉固定在三维网络中，接着，在保压炭化过程中，有机质炭化，形成炭质网络，同时在压力条件下，炭化过程中产生的焦油保留在体系中，其次，在热压成型过程中，改性高炉棉矿渣粉中的焦油渗出，焦油能够改善改性高炉棉矿渣粉与填料间的界面相容性，使得体系的力学性能得到提升，同时，改性高炉棉矿渣粉中的氢氧化铁失水，生成氧化铁，随着温度逐渐上升，氧化铁能够被体系中的炭质还原成单质铁，铟铋合金由于较低的熔点能够熔化并包围在单质铁周围，合金凝固后，使得改性高炉棉矿渣粉间形成冶金结合，再次，在高温高压处理过程中，体系中的低熔点合金再次熔化，并携带单质铁在体系中的流动，使得体系的孔隙率得到提升，从而使得体系的保温性能得到提升，同时，体系中的有机硅树脂硅氧健断裂分解，而残余的硅氧健可与体系中的单质铁结合，形成硅氧合金结构，一方面，使得体系的力学性能得到提升，另一方面，合金结构具有良好的隔热性能，使得体系的保温性能得到进一步的提升。

具体实施方式

将海藻酸钠与水按质量比1：50～1：100置于烧杯中，并用玻璃棒搅拌10～20min，静置溶胀3～5h后，将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80～85℃，转速为400～600r/min条件下，加热搅拌混合40～60min，即得海藻酸钠液；将高炉棉矿渣置于球磨机中球磨，过100目的筛，得高炉棉矿渣粉；将高炉棉矿渣粉与海藻酸钠液按质量比1：5～1：10三口烧瓶中，于转速为300～500r/min条件下，搅拌混合40～60min，再滴加向三口烧瓶中滴加质量分数为20～30%的氢氧化钠溶液调节pH至10.4～10.9，接着向三口烧瓶中加入海藻酸钠液体积0.01～0.02倍质量分数为10～20%的氯化铁溶液，于转速为400～600r/min条件下，搅拌混合40～60min，得混合凝胶，接着将凝胶置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得干燥块，接着将粉碎块置于粉碎机中粉碎，过100目的筛，得粉碎渣，接着将粉碎渣置于炭化炉中，并以60～90mL/min速率向炉内充入氮气，于温度为850～1050℃条件下，保压炭化2～3h，即得改性高炉棉矿渣粉；按重量份数计，将30～40份改性高炉棉矿渣粉，10～20份有机硅树脂，40～60份酚醛树脂，5～8份固化剂，5～8份增粘剂，5～8份铟铋合金置于混料机中，于转速为600～800r/min条件下，搅拌混合40～60min，随后向模具表面喷洒废弃机油，再将混合浆料注入模具中，接着将模具置于成型机中，于温度为130～160℃，压力为2～3MPa条件下，热压成型后，脱模，得坯料，接着将坯料置于马弗炉中，并以100～140mL/min速率向炉内充入惰性气体，于温度为450～500℃，压力为2～3MPa条件下，高温高压处理1～2h后，随炉降至室温，即得岩棉复合保温材料。所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂，乙基有机硅树脂或芳基有机硅树脂中任意一种。所述酚醛树脂为酚醛树脂2122，酚醛树脂264或酚醛树脂219中任意一种。所述固化剂为二乙烯三胺，三乙烯四胺或二丙烯三胺中的任意一种。所述增粘剂为石油树脂或萜烯树脂中的任意一种。所述铟铋合金各组分含量为：铟占51%（ω），铋占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。所述惰性气体为氩气，氦气或氖气中的任意一种。

将海藻酸钠与水按质量比1：100置于烧杯中，并用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为85℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌混合60min，即得海藻酸钠液；将高炉棉矿渣置于球磨机中球磨，过100目的筛，得高炉棉矿渣粉；将高炉棉矿渣粉与海藻酸钠液按质量比1：10三口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min，再滴加向三口烧瓶中滴加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至10.9，接着向三口烧瓶中加入海藻酸钠液体积0.02倍质量分数为20%的氯化铁溶液，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，得混合凝胶，接着将凝胶置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥块，接着将粉碎块置于粉碎机中粉碎，过100目的筛，得粉碎渣，接着将粉碎渣置于炭化炉中，并以90mL/min速率向炉内充入氮气，于温度为1050℃条件下，保压炭化3h，即得改性高炉棉矿渣粉；按重量份数计，将40份改性高炉棉矿渣粉，20份有机硅树脂，60份酚醛树脂，8份固化剂，8份增粘剂，8份铟铋合金置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，随后向模具表面喷洒废弃机油，再将混合浆料注入模具中，接着将模具置于成型机中，于温度为160℃，压力为3MPa条件下，热压成型后，脱模，得坯料，接着将坯料置于马弗炉中，并以140mL/min速率向炉内充入惰性气体，于温度为500℃，压力为3MPa条件下，高温高压处理2h后，随炉降至室温，即得岩棉复合保温材料。所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂。所述酚醛树脂为酚醛树脂2122。所述固化剂为二乙烯三胺。所述增粘剂为石油树脂。所述铟铋合金各组分含量为：铟占51%（ω），铋占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。所述惰性气体为氩气。

将海藻酸钠与水按质量比1：100置于烧杯中，并用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为85℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌混合60min，即得海藻酸钠液；将高炉棉矿渣置于球磨机中球磨，过100目的筛，得高炉棉矿渣粉；按重量份数计，将40份高炉棉矿渣粉，20份有机硅树脂，60份酚醛树脂，8份固化剂，8份增粘剂，8份铟铋合金置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，随后向模具表面喷洒废弃机油，再将混合浆料注入模具中，接着将模具置于成型机中，于温度为160℃，压力为3MPa条件下，热压成型后，脱模，得坯料，接着将坯料置于马弗炉中，并以140mL/min速率向炉内充入惰性气体，于温度为500℃，压力为3MPa条件下，高温高压处理2h后，随炉降至室温，即得岩棉复合保温材料。所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂。所述酚醛树脂为酚醛树脂2122。所述固化剂为二乙烯三胺。所述增粘剂为石油树脂。所述铟铋合金各组分含量为：铟占51%（ω），铋占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。所述惰性气体为氩气。

将海藻酸钠与水按质量比1：100置于烧杯中，并用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为85℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌混合60min，即得海藻酸钠液；将高炉棉矿渣置于球磨机中球磨，过100目的筛，得高炉棉矿渣粉；将高炉棉矿渣粉与海藻酸钠液按质量比1：10三口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min，再滴加向三口烧瓶中滴加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至10.9，接着向三口烧瓶中加入海藻酸钠液体积0.02倍质量分数为20%的氯化铁溶液，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，得混合凝胶，接着将凝胶置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥块，接着将粉碎块置于粉碎机中粉碎，过100目的筛，得粉碎渣，接着将粉碎渣置于炭化炉中，并以90mL/min速率向炉内充入氮气，于温度为1050℃条件下，保压炭化3h，即得改性高炉棉矿渣粉；按重量份数计，将40份改性高炉棉矿渣粉，60份酚醛树脂，8份固化剂，8份增粘剂，8份铟铋合金置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，随后向模具表面喷洒废弃机油，再将混合浆料注入模具中，接着将模具置于成型机中，于温度为160℃，压力为3MPa条件下，热压成型后，脱模，得坯料，接着将坯料置于马弗炉中，并以140mL/min速率向炉内充入惰性气体，于温度为500℃，压力为3MPa条件下，高温高压处理2h后，随炉降至室温，即得岩棉复合保温材料。所述酚醛树脂为酚醛树脂2122。所述固化剂为二乙烯三胺。所述增粘剂为石油树脂。所述铟铋合金各组分含量为：铟占51%（ω），铋占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。所述惰性气体为氩气。

将海藻酸钠与水按质量比1：100置于烧杯中，并用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为85℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌混合60min，即得海藻酸钠液；将高炉棉矿渣置于球磨机中球磨，过100目的筛，得高炉棉矿渣粉；将高炉棉矿渣粉与海藻酸钠液按质量比1：10三口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min，再滴加向三口烧瓶中滴加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至10.9，接着向三口烧瓶中加入海藻酸钠液体积0.02倍质量分数为20%的氯化铁溶液，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，得混合凝胶，接着将凝胶置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥块，接着将粉碎块置于粉碎机中粉碎，过100目的筛，得粉碎渣，接着将粉碎渣置于炭化炉中，并以90mL/min速率向炉内充入氮气，于温度为1050℃条件下，保压炭化3h，即得改性高炉棉矿渣粉；按重量份数计，将40份改性高炉棉矿渣粉，20份有机硅树脂，60份酚醛树脂，8份固化剂，8份增粘剂置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，随后向模具表面喷洒废弃机油，再将混合浆料注入模具中，接着将模具置于成型机中，于温度为160℃，压力为3MPa条件下，热压成型后，脱模，得坯料，接着将坯料置于马弗炉中，并以140mL/min速率向炉内充入惰性气体，于温度为500℃，压力为3MPa条件下，高温高压处理2h后，随炉降至室温，即得岩棉复合保温材料。所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂。所述酚醛树脂为酚醛树脂2122。所述固化剂为二乙烯三胺。所述增粘剂为石油树脂。所述惰性气体为氩气。

将海藻酸钠与水按质量比1：100置于烧杯中，并用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为85℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌混合60min，即得海藻酸钠液；将高炉棉矿渣置于球磨机中球磨，过100目的筛，得高炉棉矿渣粉；将高炉棉矿渣粉与海藻酸钠液按质量比1：10三口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合60min，再滴加向三口烧瓶中滴加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至10.9，接着向三口烧瓶中加入海藻酸钠液体积0.02倍质量分数为20%的氯化铁溶液，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，得混合凝胶，接着将凝胶置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥块，接着将粉碎块置于粉碎机中粉碎，过100目的筛，得粉碎渣，接着将粉碎渣置于炭化炉中，并以90mL/min速率向炉内充入氮气，于温度为1050℃条件下，保压炭化3h，即得改性高炉棉矿渣粉；按重量份数计，将40份改性高炉棉矿渣粉，20份有机硅树脂，60份酚醛树脂，8份固化剂，8份增粘剂，8份铟铋合金置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，随后向模具表面喷洒废弃机油，再将混合浆料注入模具中，接着将模具置于成型机中，于温度为160℃，压力为3MPa条件下，热压成型后，脱模，得坯料，接着将坯料置于马弗炉中，并以140mL/min速率向炉内充入惰性气体，随炉降至室温，即得岩棉复合保温材料。所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂。所述酚醛树脂为酚醛树脂2122。所述固化剂为二乙烯三胺。所述增粘剂为石油树脂。所述铟铋合金各组分含量为：铟占51%（ω），铋占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。所述惰性气体为氩气。

对比例：佛山某材料生产有限公司生产的岩棉复合保温材料。

将实例1至实例5所得的岩棉复合保温材料及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：

保温性能：采用CD-DR3030型导热系数测定仪测试试件导热系数。

具体检测结果如表1所示：

表1岩棉复合保温材料具体检测结果

检测项目	实例1	实例2	实例3	实例4	实例5	对比例
							导热系数/（W/（m·k））	0.02	0.04	0.06	0.09	0.11	0.13

由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的岩棉复合保温材料具有优异的保温性能和隔热性能的特点，在建筑材料的制备技术行业的发展中具有广阔的前景。

Claims

1.一种岩棉复合保温材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：

（1）将高炉棉矿渣球磨，过筛，得高炉棉矿渣粉；

2.根据权利要求1所述一种岩棉复合保温材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述海藻酸钠液的制备过程为：将海藻酸钠与水按质量比1：50～1：100混合，静置溶胀后，加热搅拌混合，即得海藻酸钠液。

3.根据权利要求1所述一种岩棉复合保温材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂，乙基有机硅树脂或芳基有机硅树脂中任意一种。

4.根据权利要求1所述一种岩棉复合保温材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述酚醛树脂为酚醛树脂2122，酚醛树脂264或酚醛树脂219中任意一种。

5.根据权利要求1所述一种岩棉复合保温材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述固化剂为二乙烯三胺，三乙烯四胺或二丙烯三胺中的任意一种。

6.根据权利要求1所述一种岩棉复合保温材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述增粘剂为石油树脂或萜烯树脂中的任意一种。

7.根据权利要求1所述一种岩棉复合保温材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述铟铋合金各组分含量为：铟占51%（ω），铋占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。

8.根据权利要求1所述一种岩棉复合保温材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述惰性气体为氩气，氦气或氖气中的任意一种。