CN109912285B - 一种柔性保温板的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性保温板的制作工艺，采用包括硅质物60‑80份、粘结剂17‑28份、聚苯乙烯颗粒5‑8份和水20‑60份的原料组合物混合均匀，得拌合物，将所述的拌合物输入模具内，对模具加压后使模具保持压力，对模具加热，使所述原料组合物内部的温度达到100‑150℃，使施加在所述模具上的压力达到0.3MPa‑235MPa，保持35分钟以上，脱模，养护即可。本发明的制作工艺制备的柔性保温板抗拉强度高、弯曲变形小、粘贴后不易脱落。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种柔性保温板的制作工艺。
背景技术
目前外墙保温所用的保温材料主要分为无机保温材料与有机保温材料两大类，但这些材料普遍存在节能与防火不能兼顾的缺点。有机材料耐热差、易燃烧，而且在燃烧时释放大量热量、产生大量有毒烟气，不仅会加速大火蔓延、而且容易造成被困人员及救援人员伤亡。一旦遇火就会迅速燃烧，并极易产生滴熔的情况，加速或是蔓延。无机材料则存在抗拉强度不高所导致的保温层整体脱落，由此造成人员、财务损失的事故。
目前现有技术中有两种聚苯乙烯改性的保温板，一种是采用发泡酚醛树脂作为连续相混合物和作为分散相的发泡聚苯乙烯颗粒混合，采用加温、加压、发泡、固化后再切割而成，这类板材根据DG/TJ08-2212-2016《热固改性聚苯板保温系统应用技术规程》中的要求，密度要求为35～55kg/m3，导热系数要求小于0.039W/(m·K)，但是其燃烧性只能达到B级(难燃)；另一种保温板采用无机胶凝材料、石墨聚苯乙烯颗粒以及多种添加剂通过混合搅拌、灌模加压成型、自然养护或蒸汽养护等工艺，经切割制成的保温板。根据《无机改性不燃保温板外墙保温系统应用技术标准》其密度要求小于170kg/m3，导热系数小于0.052W/(m·K)，燃烧性能达到A2级，但是此类板材脆性很大，规格尺寸小于1200mm×600mm，否则容易断裂，根据标准要求，其垂直表面的抗拉强度仅需大于0.10MPa，强度要求不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的保温板抗拉强度不够高，防火等级不够高的缺陷，提供一种抗拉强度高、弯曲变形小、粘贴后不易脱落(抗拉强度0.2MPa以上、抗压强度0.3MPa以上，弯曲变形4mm以上)，兼具有良好保温性能(导热系数在25℃下0.055W/(m·K)以下)，产品的体积吸水率在5.5％以下，防火等级为不燃(不低于A2级)的柔性保温板制作工艺。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种柔性保温板的制作工艺，采用包括硅质物60-80份、粘结剂17-28份、聚苯乙烯颗粒5-8份和水20-60份的原料组合物混合均匀，得拌合物，将所述的拌合物输入模具内，对模具加压后使模具保持压力，对模具加热，使所述拌合物内部的温度达到100-150℃，使施加在所述模具上的压力达到0.3MPa-235MPa，保持35分钟以上，脱模，养护即可。
优选地，所述硅质物为微硅粉，用量为70-80份。
优选地，所述粘结剂为氧化钙和/或氢氧化钙，用量为18-28份。
优选地，所述聚苯乙烯颗粒的用量为7-8份。
优选地，所述水的用量为20-30份。
优选地，所述硅质物包括活性硅微粉、微硅粉、矿渣微粉、粉煤灰、石英粉、高岭土、膨润土、水玻璃和硅藻土中的一种或多种。
优选地，所述聚苯乙烯颗粒还为含有石墨的石墨聚苯乙烯颗粒。
优选地，所述硅质物的用量为70-75份。
优选地，所述粘结剂的用量为18-19份。
优选地，所述聚苯乙烯颗粒的用量为7-7.5份。
优选地，所述水的用量为25-30份。
优选地，所述模具包括上层模和下层模，采用所述上层模和所述下层模将所述拌合物初步定型，当所述模具进入所述压平台后，直至所述拌合物在厚度方向上压缩10-45％成型，锁合上层模和下层模。
优选地，所述拌合物在厚度方向上压缩17-38％成型。
优选地，多组模具依次重复叠置，用于同时压制多个柔性保温板，直至所述拌合物在厚度方向上压缩10-45％成型。
优选地，施加在所述拌合物内部的加热温度为100-120℃。
优选地，施加在所述拌合物内部的压力为0.3MPa-1MPa。
优选地，对所述拌合物的加热和加压的持续时间为35分钟至24小时。
优选地，对所述拌合物的加热和加压的持续时间为35分钟至60分钟。
优选地，所述制作工艺还包括在模具内放置钢网或筋条，使所述拌合物的至少一侧埋入所述钢网或所述筋条。
优选地，所述拌合物搅拌之前，还包括所述聚苯乙烯颗粒的一次发泡步骤，所述一次发泡步骤为：对所述聚苯乙烯颗粒加热和加压处理，使其发泡即可。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：本发明的制作工艺制备的柔性保温板抗拉强度高、弯曲变形小、粘贴后不易脱落(抗拉强度0.2MPa以上、抗压强度0.3MPa以上，弯曲变形4mm以上)，兼具有良好保温性能(导热系数在25℃下0.055W/(m·K)以下)，产品的体积吸水率在5.5％以下，防火等级为不燃(不低于A2级)。
附图说明
图1为本发明实施例1-11的柔性保温板的制作工艺流程示意图。
图2为本发明实施例1-11的制作工艺中模具在压平台中的结构示意图。
附图标记说明：
模具1
上层模2
下层模3
压平台4
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
本发明各个实施例和对比例可以使用的材料具体说明如下：
微硅粉：1250目(又称硅灰)，购自上海维特锐实业发展有限公司
石英粉：600目(又称硅微粉)，购自湖州华天微粉厂
水泥：525#，购自上海协庆实业有限公司
粉煤灰：C类高钙灰，购自上海市商品粉煤灰产品有限公司
硅酸钠：又称水玻璃，购自宜城晶瑞新材料有限公司
氟硅酸钠：购自宜城晶瑞新材料有限公司
减水剂：HF缓凝高效减水剂，购自上海东大化工有限公司
可再分散乳胶粉：购自广东龙湖科技股份有限公司
纤维素醚：购自欧锦化工
增强纤维：短切玻璃纤维，购自欧锦化工
石墨：购自辽阳兴旺石墨制品有限公司
氧化钙：又称生石灰，购自太仓市东方冶金石灰制品厂
发泡剂：碳酸盐或碳酸钙，购自广州江盐化工有限公司
防水剂：有机硅防水剂，购自上海仙邦化工有限公司
轻烧氧化镁：重制，购自山东九重化工
七水硫酸镁：购自山东九重化工
聚苯乙烯颗粒：购自无锡兴达泡塑新材料股份有限公司
实施例1-5的柔性保温板的原料组合物及用量见下表1。实施例6-9的柔性保温板的原料组合物及用量与实施例2相同。
表1
注：表1中，A是指的聚苯乙烯颗粒、纤维素醚和减水剂的用量，B是指的微硅粉、氧化钙的用量；C是指氧化钙的用量，D是指微硅粉的用量。表1中的数据全都除以10即得份数值，其中每一份代表10Kg，表1仅仅为具体的实施例，本领域技术人员可以根据实际情况适当选择每一份数代表的重量值。
实施例1-9的柔性保温板的制备方法如图1所示。
在10-30℃下将水、微硅粉、氧化钙、纤维素醚以及减水剂混合搅拌均匀(搅拌时间根据温度变化进行相应调整，搅拌机转速设定为300转/分钟)，使其全部搅拌均匀成为预拌胶凝材料。
接着，在搅拌缸中加入已发泡的聚苯乙烯颗粒，开动搅拌机后放入预拌凝胶材料进行混合搅拌，充分使其均匀混合，得到拌合物。经过多次反复试验，搅拌转速需设定在100转/分钟，搅拌5分钟，转速过快或搅拌时间过长会使聚苯乙烯颗粒收缩、变形。另可根据客户需求的容重调整所加入的聚苯乙烯材料容重。
再将搅拌后的拌合物(含有已发泡的聚苯乙烯颗粒)输入模具1内(模具垂直高度可在施压状态下调节，直到达到设定的高度，模具1内垫1mm厚玻璃纸，便于后期脱模)。如图2所示，模具1包括上层模2和下层模3，采用上层模2和下层模3将原料组合物初步定型，当模具1进入压平台后挤压模具1，直至原料组合物在厚度方向上压缩10-45％成型，锁合上层模2和下层模3。由于材料加热加压后会产生一定比例收缩，经过多次试验后发现，按产品厚度5cm为例，料位计的高度需调整到6-9cm，收缩比例为10-45％。原料组合物内部压力维持在0.3MPa以上。且为保证混合物输入模具过程中避免不均匀现象产生，传动速度应设定在1分钟1m的比例为最佳。
当模具进入压平台4前，将油温机温度设定为100-150℃之间进行压平台预热。当温度达到设定值后将模具1推入，加压35分钟以上成型后让其自然冷却出模。在加温加压过程中，聚苯乙烯颗粒在模具中进行二次发泡，使得密实度进一步提高，抗拉强度也得到提高。
最后，对出模后的产品进行养护室养护，养护室需干燥、通风，养护时间一般在5-10天左右，根据温度、湿度而定。
实施例1-9的柔性保温板的制作工艺的具体参数设置如下。其中实施例6中，在模具内放置钢网，使原料组合物的两侧均埋入钢网，实施例9中，在模具内放置筋条，使原料组合物的两侧埋入筋条。
表2
注：上表中的压力为施加在拌合物上的压力。压缩比为拌合物在厚度上的减少量比拌合物的初始厚度。时间为拌合物加压加热的时间，超过60分钟以后，对保温板的性能影响很小，从经济性角度，加热不宜超过24小时，最好为60分钟以内。温度为拌合物加热的时间。
效果实施例1
针对上述实施例1-9制得的样品进行性能检测，检测结果见下表3。检测标准如下：根据GB/T 5486—2008《无机硬质绝热制品试验方法》测试抗压强度，根据GB/T 29906-2013《模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料》测试垂直于板面的抗拉强度，根据GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》测试燃烧性能级别，根据GB/T 10801.1《绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》测试弯曲变形，根据GB/T 1034-2008《塑料吸水性的测定》测试体积吸水率。其中，抗弯荷载、抗冲击强度、弹性模量采用万能试验机进行测试。
表3
对比例1-11
对比例1-11的柔性保温板的制作工艺中的参数见下表4，原料组合物与实施例2相同，其余参数与实施例2相同。
表4
效果实施例2
针对对比例1-11制得的柔性保温板样品进行性能检测，检测结果见下表5。
表5
结合实施例1-9以及对比例1-11可以看出，对比例2-7由于压力不足0.3MPa，结果抗压强度均不及0.3MPa。对比例1由于温度不足100℃，结果抗压强度不及0.25MPa，抗拉强度不及0.19MPa，体积吸水率大于8％。对比例8由于加热温度超过150℃，结果抗压强度不及0.29MPa，导热系数在25℃下超过0.055W/(m·K)。对比例9由于加热时间不及30分钟，结果抗压强度不及0.16MPa，抗拉强度不及0.13MPa，导热系数在25℃下超过0.055W/(m·K)，体积吸水率超过9％。对比例10由于没有压缩，结果抗压强度不及0.25MPa，抗拉强度不及0.15MPa，导热系数在25℃下超过0.055W/(m·K)，体积吸水率超过7％。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种柔性保温板的制作工艺，其特征在于，采用包括硅质物60-80份、粘结剂17-28份、聚苯乙烯颗粒5-8份和水20-60份的原料组合物混合均匀，得拌合物，将所述拌合物输入模具内，对模具加压后使模具保持压力，对模具加热，使所述拌合物内部的温度达到100-150℃，使施加在所述模具上的压力达到0.3MPa-235MPa，保持35分钟以上，脱模，养护即可。
2.如权利要求1所述的柔性保温板的制作工艺，其特征在于，所述硅质物包括活性硅微粉、微硅粉、粉煤灰、矿渣微粉、石英粉、高岭土、膨润土、水玻璃和硅藻土中的一种或多种；
和/或，所述聚苯乙烯颗粒为含有石墨的石墨聚苯乙烯颗粒。
3.如权利要求2所述的柔性保温板的制作工艺，其特征在于，所述硅质物为微硅粉，用量为70-80份。
4.如权利要求1所述的柔性保温板的制作工艺，其特征在于，所述粘结剂为氧化钙和/或氢氧化钙，用量为18-28份。
5.如权利要求1所述的柔性保温板的制作工艺，其特征在于，所述聚苯乙烯颗粒的用量为7-8份。
6.如权利要求1所述的柔性保温板的制作工艺，其特征在于，所述水的用量为20-30份。
7.如权利要求1所述的柔性保温板的制作工艺，其特征在于，所述硅质物的用量为70-75份；
和/或，所述粘结剂的用量为18-19份；
和/或，所述聚苯乙烯颗粒的用量为7-7.5份；
和/或，所述水的用量为25-30份。
8.如权利要求1所述的柔性保温板的制作工艺，其特征在于，所述模具包括上层模和下层模，采用所述上层模和所述下层模将所述拌合物初步定型，压缩所述模具，直至所述拌合物在厚度方向上压缩10-45％成型，锁合所述上层模和所述下层模。
9.如权利要求8所述的柔性保温板的制作工艺，其特征在于，所述拌合物在厚度方向上压缩17-38％成型。
10.如权利要求8所述的柔性保温板的制作工艺，其特征在于，多组模具依次重复叠置，用于同时压制多个柔性保温板，直至所述拌合物在厚度方向上压缩10-45％成型。
11.如权利要求1所述的柔性保温板的制作工艺，其特征在于，施加在所述拌合物内部的加热温度为100-120℃。
12.如权利要求1所述的柔性保温板的制作工艺，其特征在于，施加在所述拌合物内部的压力为0.3MPa-1MPa。
13.如权利要求1所述的柔性保温板的制作工艺，其特征在于，对所述拌合物的加热和加压的持续时间为35分钟至24小时。
14.如权利要求1所述的柔性保温板的制作工艺，其特征在于，对所述拌合物的加热和加压的持续时间为35分钟至60分钟。
15.如权利要求1至14中任意一项所述的柔性保温板的制作工艺，其特征在于，所述制作工艺还包括在模具内放置钢网或筋条，使所述拌合物的至少一侧埋入所述钢网或所述筋条。
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