CN111018480A

CN111018480A - 一种纤维增强无机复合保温板

Info

Publication number: CN111018480A
Application number: CN201911253198.3A
Authority: CN
Inventors: 王琪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2020-04-17

Abstract

本发明公开了一种纤维增强无机保温板，属于建筑材料技术领域。其主要技术特点是该材料各原料组成及重量百分比为：混杂纤维35%～40%、无机复合粘结剂20%～30%、多孔矿物35%～45%、外加剂0.08‰～0.1‰。其中混杂纤维是由矿物纤维（FX‑15）和玻璃纤维短切丝（E9‑3）配制而成。

Description

一种纤维增强无机复合保温板

技术领域

本发明涉及一种用于保温、隔热用途的纤维增强无机保温板，具体地说是一种混杂纤维增强的无机复合保温板，主要用于建筑内外墙保温，及防火等级为A级的工业保温、隔热用途，属于无机复合材料制备技术领域。

背景技术

保温材料是指导热系数≤0.2W/m·K，对热流具有显著阻抗性的材料和材料复合体，其保温性能的好坏是由材料导热系数的大小所决定。保温材料是与人类生产、生活密切相关的一类重要的功能性材料，主要是通过加工而成为工业或建筑需要的矿物原料和具有一定功能的现代新材料，对国民经济的发展起到举足轻重的作用。

我国现有建筑保温材料多为各类有机保温材料，如EPS板、XPS板及PU板等，有机保温板材保温性能优异，但存在致命缺陷，即防火性能差，近几年来导致在国内发生过多起由有机保温材料引起的大型火灾，造成了多死多伤的惨案。国家针对这一情况，出台了禁止用易燃的保温材料作建筑保温层的文件，对建筑保温材料的防火等级给出了明确要求。然而，现有无机保温材料虽具有较好的阻燃性、耐久性，但其保温性能较差，吸水率较高，施工性能较差，同样也限制了在建筑墙体外保温中的应用。

市场现有的无机保温材料有多种，但在产品性能及实际应用方面都存在各种问题。如岩棉保温板是以天然矿石等为主要原料，熔化后，采用离心制棉工艺，制成单纤维直径为4～7μm的定长岩棉纤维，再在岩棉纤维中加入一定量的粘结剂（有机）、防尘油、憎水剂，经沉降、固化、切割等工艺制成岩棉保温板，与有机保温板相比吸水率较大，生产成本较高，施工性能较差。膨胀珍珠岩保温板是以膨胀珍珠岩散料为骨料，加入防水剂、粘结剂（水泥或硅酸钠）进行配制、筛选、加压成型、烘干等工序制成的保温材料，其吸水率相对较高，产品保温性能差、在使用中易开裂空鼓，应用性能较差。泡沫混凝土是通过化学或物理的方式根据应用需要将空气或氮气、二氧化碳、氧气等气体引入混凝土浆体中，经过合理养护成型，而形成的含有大量细小的封闭气孔，并具有相当强度的混凝土制品，其存在强度低、保温差、开裂、吸水等缺陷。总之，目前我国已有无机保温材料仍存在较大缺陷，不能满足建筑外墙外保温及其他特殊要求。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有无机保温材料保温性能差、强度低、吸水率高、施工性能差等缺陷，制备一种纤维增强无机复合保温板，从而优化现有无机保温材料存在的性能缺陷，为建筑外墙外保温提供一种能够满足使用要求的新材料的制备技术方案。

本发明的技术解决方案是：采用经过表面改性的混杂纤维为骨架增强材料，多孔矿物为保温主体，并引入外加剂对保温主体材料进行憎水处理，通过无机复合粘结剂将上述材料胶结，该专利材料成型采用抽滤-模压工艺成型。

本发明的应用于纤维增强无机保温板，其成分包括混杂纤维、无机复合粘结剂、多孔矿物、外加剂，其重量比例为混杂纤维35%～40%，混杂纤维的增强作用可提高保温板的强度和施工性能，同时也能优化材料内的孔隙结构和数量，混杂纤维中矿物纤维占比为混杂纤维总量的80%，玻璃纤维占比为混杂纤维总量的20%；无机复合粘结剂重量比例为20%～30%，无机复合粘结剂解决了单纯硅酸钠做粘结剂的析碱、性能不稳定问题，以及有机粘结剂的老化失效问题，无机复合粘结剂中硅酸钠占比为无机复合粘结剂总量的30%，氧化镁占比为无机复合粘结剂总量的55%，磷酸二氢铵占比为无机复合粘结剂总量的12%，硼砂占比为无机复合粘结剂总量的2%，粉煤灰占比为无机复合粘结剂总量的1%；多孔矿物重量比例为35%～45%，经表面憎水处理的多孔矿物，可使材料保持较高的孔隙率，提高保温性能，多孔矿物中膨胀珍珠岩占比为多孔矿物总量的85%，膨胀蛭石占比为多孔矿物总量的15%；外加剂重量比例为0.08‰～0.1‰，外加剂中减水剂占比为外加剂总量的10%，疏水剂占比为外加剂总量的90%。

一种纤维增强无机复合保温板，其特征是由下述方法和步骤制备而成：

（一）混杂纤维的制备及预处理：所述混杂纤维中的矿物纤维和玻璃纤维短切丝按所给比例称取，先将矿物纤维在2倍重量的水中分散均匀，然后加入玻璃纤维短切丝，搅拌制浆。

（二）无机复合粘结剂制备：所述无机复合粘结剂是氧化镁、磷酸二氢铵、硼砂、粉煤灰按给出比例称取，分别预处理至200目通过率达到100%，然后加入搅拌器混合均匀，最后加入已称好的硅酸钠，并搅拌均匀。

（三）多孔矿物配制：所述多孔矿物是膨胀珍珠岩、膨化蛭石按给出比例称取，低速机械搅拌混合均匀。

（四）外加剂配制：所述外加剂是由减水剂和疏水剂按给出比例称取，并加入水中稀释均匀，至要求浓度（外加剂：水=1:1000）。

（五）纤维增强无机保温板的制备：首先将步骤（四）制得的外加剂与步骤（三）制得的多孔矿物混合均匀，该混合物再与步骤（一）制得的混杂纤维混合均匀，然后加入步骤（二）制得的无机复合粘结剂，混合均匀后加入抽滤——模压无机板材成型机，经抽滤、模压、烘干制得纤维增强无机保温板。

本发明相比现有技术具有如下优点：该纤维增强无机复合保温板导热系数低，保温性能好；抗压、抗拉强度高，施工性能优；A级阻燃，具有很好的防火性能；憎水率高，材料应用性能稳定，与现有无机保温材料相比，各项性能均有较大优化，且该材料无毒、无气味，生产过程绿色环保，是一种环保型的新型功能材料。

具体实施方式

下面结合具体的实施例，进一步详细地描述本发明，应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。

实施例1：

（一）称取各原料重量为：

1）混杂纤维36kg：矿物纤维（FX-15）28.8kg，玻璃纤维短切纱（E9-3）7.2kg；

2）无机复合粘结剂25kg：硅酸钠7.5kg，氧化镁13.75kg，磷酸二氢铵3.0kg，硼砂0.5kg，粉煤灰0.25kg；

3）多孔矿物38.9kg：膨胀蛭石33.1kg，膨胀蛭石5.8kg；

4）外加剂9g：减水剂0.9g，疏水剂8.1g。

（二）混杂纤维制备及预处理：将称取的矿物纤维在水（2倍混杂纤维重量）中分散均匀，然后加入玻璃纤维短切丝，搅拌制浆。

（三）将称取的氧化镁、磷酸二氢铵、硼砂、粉煤灰分别预处理至200目通过率达到100%，然后加入搅拌器混合均匀，最后加入已称好的硅酸钠，并搅拌均匀。

（四）多孔矿物配制：将称取的膨胀珍珠岩、膨化蛭石依次加入低速搅拌器，混合均匀。

（五）外加剂配制：将称取的减水剂、疏水剂加入水中，稀释至（外加剂：水体积比=1:1000）。

（六）将步骤（五）制得的外加剂溶液加入制得的外加剂与步骤（四）制得的多孔矿物混合均匀，该混合物再与步骤（二）制得的混杂纤维混合均匀，然后加入步骤（三）制得的无机复合粘结剂，混合均匀后加入抽滤——模压无机板材成型机，经抽滤、模压、烘干制得纤维增强无机保温板，制得纤维增强无机保温板主要性能指标为：容重198.1kg/m³，导热系数0.043W/m.k，憎水率99.7%，抗拉强度0.17MPa，抗压强度0. 55MPa，阻燃性能达到A级。

实施例2：

（一）称取各原料重量为：

1）混杂纤维38kg：矿物纤维（FX-15）30.4kg，玻璃纤维短切纱（E9-3）7.6kg；

2）无机复合粘结剂28kg：硅酸钠8.4kg，氧化镁15.4kg，磷酸二氢铵3.36kg，硼砂0.56kg，粉煤灰0.28kg；

3）多孔矿物33.9kg：膨胀蛭石28.82kg，膨胀蛭石5.08kg；

4）外加剂9g：减水剂0.9g，疏水剂8.1g；

（二）混杂纤维制备及预处理：将称取的矿物纤维在水中分散均匀，然后加入玻璃纤维短切丝，搅拌制浆。

（五）外加剂配制：将称取的减水剂、疏水剂加入水中，稀释至（外加剂：水=1:1000）。

（六）将步骤（五）制得的外加剂溶液加入制得的外加剂与步骤（四）制得的多孔矿物混合均匀，该混合物再与步骤（二）制得的混杂纤维混合均匀，然后加入步骤（三）制得的无机复合粘结剂，混合均匀后加入抽滤——模压无机板材成型机，经抽滤、模压、烘干制得纤维增强无机保温板，制得纤维增强无机保温板主要性能指标为：容重198.8kg/m³，导热系数0.044W/m.k，憎水率99.5%，抗拉强度0.18MPa，抗压强度0. 56MPa，阻燃性能达到A级。

Claims

1.一种纤维增强无机复合保温板，其特征是由下列原料按照重量百分比制成的材料：

混杂纤维 35%～40%

无机复合粘结剂 20%～30%

多孔矿物 35%～45%

外加剂 0.08‰～0.1‰

其中，所述混杂纤维是由矿物纤维（FX-15）和玻璃纤维短切丝（E9-3）配制而成，两种纤维的占比分别为混杂纤维总量的80%、20%；所述无机复合粘结剂是由硅酸钠与氧化镁、磷酸二氢铵、硼砂、粉煤灰复合而成，各材料的占比分别为无机复合粘结剂总量的30%、55%、12%、2%、1%；所述多孔矿物是由膨胀珍珠岩、膨胀蛭石配制而成，所占比例分别为多孔矿物总量的85%、15%；所述外加剂是由减水剂和疏水剂配制而成，所占比例分别为外加剂总量的10%，90%。

2.如权利要求1所述的一种纤维增强无机保温板，其特征是由下述方法和步骤制备而成：

原料按重量称取：

混杂纤维 35%～40%

无机复合粘结剂 20%～30%

多孔矿物 35%～45%

外加剂 0.08‰～0.1‰

方法和步骤是：

（一）混杂纤维的制备及预处理：所述混杂纤维中的矿物纤维和玻璃纤维短切丝按所给比例称取，先将矿物纤维在混杂纤维2倍重量的水中分散均匀，然后加入玻璃纤维短切丝，搅拌制浆；

（二）无机复合粘结剂制备：所述无机复合粘结剂是氧化镁、磷酸二氢铵、硼砂、粉煤灰按给出比例称取，分别预处理至200目通过率达到100%，然后加入搅拌器混合均匀，最后加入已称好的硅酸钠，并搅拌均匀；

（三）多孔矿物配制：所述多孔矿物是膨胀珍珠岩、膨化蛭石按给出比例称取，低速机械搅拌混合均匀；

（四）外加剂配制：所述外加剂是由减水剂和疏水剂按给出比例称取，并加入水中稀释均匀，至要求浓度（外加剂：水体积比=1:1000）；

（五）纤维增强无机保温板的制备：首先将步骤（四）制得的外加剂与步骤（三）制得的多孔矿物混合均匀，该混合物再与步骤（一）制得的混杂纤维混合均匀，然后加入步骤（二）制得的无机复合粘结剂，混合均匀后加入抽滤——模压无机板材成型机，经抽滤、模压制得纤维增强无机保温板。

3.如权利要求1或2所述，制得的纤维增强无机保温板，容重≤200kg/m³，导热系数≤0.045W/m.k，憎水率≥98.5%，抗拉强度≥0.15MPa，抗压强度≥0. 52MPa，阻燃性能达到A级。