CN109534776A - 高强耐用型保温建筑材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了高强耐用型保温建筑材料及其制备方法和应用。所述无机保温建筑材料包括以下组分：氧化镁，硫酸镁，氯化镁，滑石粉和超微建材高效添加剂。本发明保温建筑材料涂抹于聚苯乙烯保温板表面后，不仅牢牢包裹住聚苯保温板，还能全面渗透到聚苯保温板的内部，在高压作用下互相渗透，成型后形成致密的不透水、不透气的硬骨架，保护包含在内的聚苯保温板，降低聚苯保温板的吸水率，有效阻止了空气和水蒸气的透过率，提高了聚苯保温板的抗老化性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑材料，尤其涉及一种用于建筑物外墙的高强耐用型保温建筑材料，本发明进一步涉及该保温建筑材料的制备方法及其在建筑中的应用，属于阻燃、防老化的建筑材料领域。
背景技术
聚苯乙烯保温板是建筑物外保温中一种最常用的保温材料之一,是建筑业常用的优质隔热、保温材料，广泛应用于墙体保温、平面混凝土屋顶及钢结构屋顶的保温，低温储藏地面、机场跑道、高速公路等防潮保温。
聚苯乙烯保温板是世界上同类产品中，同等体积质量最轻的保温材料，在同样的面积、厚度测试下显示，它的导热系数最小,是非常可贵的保温材性，利用它做载体可制成优秀的保温产品,但是聚苯乙烯保温板作为保温材料存在以下严重的缺陷:
1、易燃。这是聚苯乙烯保温板的致命缺点，几乎遇到明火就会被轻易点燃。近年来中国许多高层建筑物因大面积使用聚苯乙烯保温板所引发的火灾事故频发，造成巨大的经济损失和严重的人身伤亡。
2、燃烧时释放大量致命毒气。传统的聚苯乙烯保温板在燃烧时会产生大量毒气，瞬间产生的烟雾还能使人窒息，这种毒气是致命的，直接危及居民的生命安全。惨痛的事实表明，此类火灾造成的生命伤亡事故后果更为严重。因此，这种材料在发达国家早已经被限制在极小的应用领域内使用。
3、寿命短。聚苯板的老化期很短，10-20年就自然降解，所以，聚苯板作为建筑外墙保温材料，与建筑物本身的使用年限相比，其有效使用周期与之严重不匹配。
使用无机保温材料虽然普遍容易达到消防要求，楼体防火安全系数也能得到保障,但是，这些无机保温材料的保温性能却远远比不上聚苯乙烯保温板等有机保温材料。世界上保温性能最好的有机材料被禁用，但现行无机原料制成的保温材料的保温性能又达不到符合国家的标准。因此，针对聚苯乙烯保温板作为建筑物外墙保温材料所存在的易燃、易老化、寿命短的缺陷，亟待进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对聚苯乙烯保温板作为建筑物外墙保温材料所存在的易燃、易老化、寿命短等缺陷，提供一种高强耐用型保温建筑材料，该建筑材料具有优异的阻燃、防老化性能，能够有效提高聚苯乙烯保温板的防火性能、延长其使用寿命。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
一种高强耐用型保温建筑材料，包括以下组分：氧化镁，硫酸镁，滑石粉和超微建材高效添加剂；
为实现更好的技术效果，各组分的重量份优选为：
氧化镁60-90份，硫酸镁5-20份，1-5份滑石粉，超微建材高效添加剂0.1-0.8份；
进一优选的，各组分的重量份是：
氧化镁70-80份，硫酸镁5-15份，2-4份滑石粉，超微建材高效添加剂0.2-0.6份；
最优选的，各组分的重量份是：
氧化镁75份，硫酸镁14.5份，3份滑石粉，超微建材高效添加剂0.5份。
本发明中所述的“超微建材高效添加剂”是授权公告号为CN1268574C，发明名称为“超微建材高效添加剂”（专利号：ZL200310113325.2）中所述的“超微建材高效添加剂”，包括改性纤维素40-60重量份、重质碳酸钙20-30重量份、含硅材料20-30重量份和植物蛋白胶2-8重量份；其中，所述的改性纤维素选自甲基纤维素醚、羟乙基醚纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素或它们的混合物；所述的含硅材料选自二氧化硅、硅酸盐，以硅酸盐为主要成分的矿物或它们的混合物。
为了达到更好的技术效果，还可以向所述的无机保温建筑材料加入一定用量的氯化镁；其中，氯化镁的重量份优选为2-15份，更优选为2-10份，最优选为6份。
氧化镁的分子结构具有优异的稳定性和非常好的耐燃烧性能,能承受高温并能阻温,即便在1000～1700℃的极端高温下，其分子结构也不会发生任何改变，既不膨胀也不收缩;硫酸镁属于酸性物质,具有天然的优异阻燃性,具有排斥火焰的功能,可直接反射火焰，使火焰和温度无法穿过的功能;氯化镁也是一种良好的阻燃剂，此外，氯化镁能够使氧化镁和硫酸镁的结合更为致密，形成坚硬致密的硬骨架，但是氯化镁通常含有六个分子的结晶水，易潮解，吸水后易从材料中释放出来进而与保温外墙上的水泥相作用形成过于坚硬的骨架，该硬骨架容易开裂、脱落，会导致保温外墙的水泥砂浆层从聚苯保温板上开裂或脱落，导致保温层损坏；所以氯化镁在本发明无机保温建筑材料中的用量一定要合适，其在材料中用量过多，会导致保温外墙的水泥砂浆层从聚苯保温板上开裂或脱落，用量过少，保温材料的阻燃效果会有所降低。本发明人通过大量的试验发现，氯化镁在材料中的重量份为2-15份，尤其为6重量份时，具有最好的效果。
超微建材高效添加剂由具有黏性的多种有机和无机物质复合而成,具有优异的黏结性能,超微建材高效添加剂促使无机活性物质氧化镁、氯化镁和硫酸镁加快相容和生长，使氧化镁、硫酸镁和氯化镁相互结合后在一起形成质地坚硬、结合紧密的晶格结构，该晶格结构不透水、不透气，能够将聚苯乙烯保温板紧密的包裹起来,使聚苯乙烯保温板基本上与外界的空气、水相隔绝，基本杜绝被腐蚀和氧化的可能;此外，本发明建筑材料还具有优异的渗透性能，能够深入、全面的渗透到聚苯乙烯保温板内部的毛细孔隙中，与聚苯乙烯保温板做到了无界面结合，完全杜绝了聚苯乙烯保温板与外界空气、水相接触的通道，显著提高了聚苯乙烯保温板的密度和抗压强度，不仅能够大幅度的提高聚苯乙烯保温板的保温性能和阻燃性，还能显著延长了聚苯乙烯保温板的使用寿命，使外墙上的聚苯乙烯保温板基本与建筑物同寿命。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种制备所述高强耐用型保温建筑材料的方法；
本发明所要解决的另一个技术问题是通过以下技术方案来实现的：
一种制备所述高强耐用型保温建筑材料的方法，包括以下步骤：
（1）按所述重量称取各组分；
（2）将氧化镁、滑石粉和硫酸镁混合均匀，粉碎，过200-400目筛；再加入超微建材高效添加剂搅拌均匀，加入水制成砂浆，即得。
其中，为了达到最佳的技术效果，步骤（2）中将氧化镁、滑石粉和硫酸镁混合均匀，粉碎，过200目筛。
硫酸镁属于酸性物质,在超微建材高效添加剂的黏合作用下,硫酸镁与氧化镁紧密结合、相互渗透,最终能够将200-400目的颗粒微化成2000-4000目的超细微粒，这样的微粒具有非常强的附着和渗透性能，能够深入、全面的渗透到聚苯乙烯保温板的毛细孔内，切断了聚苯乙烯保温板与外界空气、水相接触的通道，极大的提高了聚苯乙烯保温板的密度和抗压强度，最终有效提高聚苯乙烯保温板的保温性能、阻燃性和抗老化性能。
本发明还提供了所述阻燃、防老化的建筑材料的应用方法，包括：
将本发明保温建筑材料均匀的涂抹或披挂在建筑物外墙的聚苯乙烯保温板表面或用喷涂机将其喷涂到聚苯板的表面，厚度为0.2-1cm，待其干燥后再进行后续施工。
采用本发明保温建筑材料处理后的聚苯乙烯保温板，其防火阻燃性能得到大幅提升，用1000℃的火焰枪在表面烧5分钟，无燃点、无明火、无碳化现象，证明用本发明保温建筑材料处理后的聚苯乙烯保温板优异的阻燃、防火性能，解决了聚苯乙烯保温板易燃的缺陷。
本发明保温建筑材料经过微化处理，体表包裹能力增加了十几倍。在高压作用下互相渗透，成型后形成致密的不透水、不透气的骨架，保护包含在内的聚苯保温板，再通过微化材料堵住了保温板微细毛细管，大大降低了保温板的吸水率，有效地阻止了空气和水蒸气的透过率，减轻了聚苯乙烯保温板的氧化和腐蚀的机会，不仅提高了聚苯保温板的保温性能，还使聚苯乙烯保温板的抗老化能力大为增强，能够使聚苯乙烯保温板的使用寿命与建筑物相同。
采用本发明保温建筑材料处理后的聚苯保温板具有较高的抗折抗压强度，较高的抗劈拉强度与墙体的粘结强度，抗渗性、防化学侵蚀、防碳化以及耐磨性等也非常优异，具有质量轻、防火效果好、强度高、施工方便、施工周期短、保温效果好等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1保温建筑材料的制备
（1）按所述重量称取各组分（单位：Kg）:氧化镁75，硫酸镁14.5，滑石粉3，超微建材高效添加剂0.5；
（2）将氧化镁和硫酸镁混合均匀，粉碎，过200目筛；再加入超微建材高效添加剂搅拌均匀，加入水制成砂浆，即得。
实施例2保温建筑材料的制备
（1）按所述重量称取各组分（单位：Kg）:氧化镁60，硫酸镁5，滑石粉3，超微建材高效添加剂0.1；
（2）将氧化镁和硫酸镁混合均匀，粉碎，过400目筛；再加入超微建材高效添加剂搅拌均匀，加入水制成砂浆，即得。
实施例3保温建筑材料的制备
（1）按所述重量称取各组分（单位：Kg）:氧化镁90，硫酸镁20，滑石粉3，超微建材高效添加剂0.8；
（2）将氧化镁和硫酸镁混合均匀，粉碎，过200目筛；再加入超微建材高效添加剂搅拌均匀，加入水制成砂浆，即得。
实施例4保温建筑材料的制备
（1）按所述重量称取各组分（单位：Kg）:氧化镁70，硫酸镁5，滑石粉3，超微建材高效添加剂0.2；
（2）将氧化镁和硫酸镁混合均匀，粉碎，过200目筛；再加入超微建材高效添加剂搅拌均匀，加入水制成砂浆，即得。
实施例5保温建筑材料的制备
（1）按所述重量称取各组分（单位：Kg）:氧化镁80，硫酸镁15，滑石粉5，超微建材高效添加剂0.6；
（2）将氧化镁和硫酸镁混合均匀，粉碎，过300目筛；再加入超微建材高效添加剂搅拌均匀，加入水制成砂浆，即得。
实施例6保温建筑材料的制备
（1）按所述重量称取各组分（单位：Kg）:氧化镁75，硫酸镁14.5，滑石粉2，氯化镁6，超微建材高效添加剂0.5；
（2）将氧化镁，硫酸镁和氯化镁混合均匀，粉碎，过200目筛；再加入超微建材高效添加剂搅拌均匀，加入水制成砂浆，即得。
试验例1本发明保温建筑材料的阻燃性能试验
1、供试材料：实施例1-6所制备的保温建筑材料。
2、试验方法及结果
将实施例1-6所制备的保温建筑材料用喷涂机均匀的喷涂到聚苯乙烯保温板的表面，厚度为0.8cm，待其凝固并彻底干燥后再进行下续试验：
用保温砖砌成测试窑炉，窑炉内阻燃层壁涂抹2cm厚度的阻温层，利用天燃气装置点火。并在炉内火焰处加上电热偶，炉外安装感温表。丁烷气体喷火枪火焰温度为800-1000℃，喷火枪头距离喷涂有本发明无机保温建筑材料的聚苯乙烯保温板表面10cm，喷火枪燃烧5分钟时，喷涂有本发明保温建筑材料的聚苯乙烯保温板无燃点、无明火、无碳化现象，性状无改变。
试验例2本发明建筑材料的吸水性试验
1、供试材料：实施例1-6所制备的建筑材料。
2、试验方法及结果
将实施例1-6所制备的建筑材料用喷涂机均匀的喷涂到聚苯乙烯保温板的表面，厚度为0.6cm，待其凝固并彻底干燥后再进行下续试验：
将表面喷涂有本发明保温建筑材料的聚苯乙烯保温板完全浸泡到清水中，浸泡时间为48小时；48小时后将聚苯乙烯保温板从清水中取出，将其表面的水分完全沥干，称重。
测试结果如下：浸泡前喷涂有本发明建筑材料的聚苯乙烯保温板重量为15.42kg;浸泡48小时后喷涂有本发明建筑材料的聚苯乙烯保温板的重量为15.44kg;试验结果表明，用本发明建筑材料处理后的聚苯乙烯保温板具有极强的憎水性，吸水率几乎为零。
试验例3本发明建筑材料提高聚苯乙烯保温板使用寿命的试验
1、供试材料：实施例1-6所制备的建筑材料。
2、试验方法及结果
将实施例1-6所制备的保温建筑材料用喷涂机均匀的喷涂到聚苯乙烯保温板的表面，厚度为0.6cm，待其凝固并彻底干燥后再进行抗老化试验。
采用湿热老化以及热空气加速老化的方法进行抗老化试验。
试验结果表明：用本发明保温建筑材料处理后的聚苯乙烯保温板有优异的抗老化性能，温度敏感性降低，耐高温性能显著改善；由老化经验公式可得，取强度保持率为50％作为寿终指标时，经过本发明保温建筑材料处理后的聚苯乙烯保温板的寿命预测可达70年。
Claims (10)
1.一种高强耐用型保温建筑材料，其特征在于，包括以下组分组成：氧化镁，硫酸镁，滑石粉和超微建材高效添加剂。
2.按照权利要求1所述的保温建筑材料，其特征在于，各组分的重量份为：氧化镁60-90份，硫酸镁5-20份，1-5份滑石粉，超微建材高效添加剂0.1-0.8份；优选的，各组分的重量份是：氧化镁70-80份，硫酸镁5-15份，2-4份滑石粉，超微建材高效添加剂0.2-0.6份；更优选的，各组分的重量份是：氧化镁75份，硫酸镁14.5份，3份滑石粉，超微建材高效添加剂0.5份。
3.按照权利要求1所述的保温建筑材料，其特征在于：还含有氯化镁。
4.按照权利要求3所述的保温建筑材料，其特征在于：所述氯化镁的重量份2-15份，优选为2-10份，更优选为6份。
5.按照权利要求1或2所述的保温建筑材料，其特征在于：所述超微建材高效添加剂包括改性纤维素40-60重量份、重质碳酸钙20-30重量份、含硅材料20-30重量份和植物蛋白胶2-8重量份；其中，所述的改性纤维素选自甲基纤维素醚、羟乙基醚纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素或它们的混合物；所述的含硅材料选自二氧化硅、硅酸盐，以硅酸盐为主要成分的矿物或它们的混合物。
6.一种制备权利要求1或2任何一项所述保温建筑材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按所述重量称取各组分；
（2）将氧化镁、滑石粉和硫酸镁混合均匀，粉碎，过200-400目筛；再加入超微建材高效添加剂搅拌均匀，加入水制成砂浆，即得。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤（2）中将氧化镁和硫酸镁混合均匀，粉碎，过200目筛。
8.权利要求1-4任何一项所述保温建筑材料在提高聚苯乙烯保温板阻燃性能中的应用。
9.权利要求1-4任何一项所述保温建筑材料在提高聚苯乙烯保温板抗老化性能中的应用。
10.按照权利要求8或9所述的应用，其特征在于，包括：将所述保温建筑材料均匀的涂抹或喷涂在聚苯乙烯保温板表面，厚度为0.2-1.0cm。
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