CN111302824B - 一种环保高效阻燃墙体材料制备方法及制得的材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种环保高效阻燃墙体材料制备方法，属于阻燃墙体材料制备领域，包括以下步骤：将25～40wt％水泥、7～23wt％阻燃纤维、3～5wt％纳米二氧化硅混合均匀，加30‑40wt％水后，搅拌均匀；再加入1.5～2wt％防水剂、1.3～4.2wt％稳泡剂、1.8～5.5wt％发泡剂，补充水使总重量百分率达到100wt％，搅拌均匀，得到混合浆料；将所述混合浆料压制成型，静置固化，干燥后，即得环保高效阻燃墙体材料。本发明涉及的环保高效阻燃墙体材料阻燃性能好、制备工艺简单，且价廉、环保，可应用于建筑内外保温墙体。

Description

一种环保高效阻燃墙体材料制备方法及制得的材料

技术领域

本发明属于阻燃墙体材料制备领域，具体涉及一种环保高效阻燃墙体材料制备方法及制得的材料。

背景技术

全球每年因建筑火灾造成的人员伤亡和财产损失非常巨大，而建筑火灾与所用建筑材料的防火性能不佳有一定的关系，目前不少建筑上使用的保温材料存在易燃的缺陷。基于此，生产一种防火性能好、不易燃烧的墙体材料，应用在建筑内外保温墙体中，可在一定程度上有效降低建筑火灾的发生率。

与此同时，随着社会的发展和人们生活水平的提高，大量的纺织品服用周期短，每年会产生大量的废旧纺织品，其中包括不少具有优良阻燃性能的纤维。如果将这些具有阻燃性能的纤维应用在防火性能好、不易燃烧的墙体材料制作上，不但对防火建筑材料进行了创新，还可实现废旧阻燃纺织品的高产值化应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种阻燃性能好、不易燃烧的环保高效阻燃墙体材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的一种环保高效阻燃墙体材料的制备方法，包括以下步骤：

将25～40wt％水泥、7～23wt％阻燃纤维、3～5wt％纳米二氧化硅混合均匀，加30-40wt％水后，搅拌均匀(搅拌速度为1000～1500r/min，搅拌20～30min)；

再加入1.5～2wt％防水剂、1.3～4.2wt％稳泡剂、1.8～5.5wt％发泡剂，补充水使总重量百分率达到100wt％，搅拌均匀(搅拌速度为1500～2000r/min，搅拌30～50min)，得到混合浆料；

将所述混合浆料压制成型后，静置固化2～3h，干燥后，即得到环保高效阻燃墙体材料。

其中，因为阻燃纤维易带静电，带电量多的阻燃纤维表面吸附干粉状水泥会更多，如果在加水搅拌前，未使干粉状水泥与阻燃纤维混合均匀，容易引起成型的墙体材料强度不均匀。而加入纳米二氧化硅，可增加水泥和阻燃纤维之间的粘结力，从而提高墙体材料的强度。

阻燃纤维为聚酰亚胺、芳纶、聚苯硫醚、丙烯腈预氧化纤维、聚芳酯纤维、芳砜纶、聚苯并咪唑纤维、聚醚纤维、酚醛纤维中的一种或多种。聚酰亚胺、芳纶、聚苯硫醚的阻燃性能优异，耐高温、不易燃、导热系数低，纺织品中这三种物质回收较为方便，且纺织品的回收过程中，对此三种物质的阻燃性能几乎没有影响。纺织品中其他种类阻燃纤维的阻燃效果相对较差，故优选采用聚酰亚胺、芳纶或聚苯硫醚。

进一步地，阻燃纤维的长度为1mm～50mm。当阻燃纤维长度大于50mm时，在制作过程中，阻燃纤维不易混合均匀；而现有的切碎设备切割阻燃纤维长度小于1mm的操作难度很大。采用1mm～50mm阻燃纤维混合在水泥内，形成水泥和阻燃纤维之间的抱合力，可提高墙体材料的抗折和抗压强度。

水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、氯氧镁水泥中的一种或多种。当水泥由硅酸盐水泥和氯氧镁水泥混合时，其两者比例为1:9～9:1。此外，制作时采用的水泥比例低于25wt％时，墙体材料成型后的强度低；而水泥比例大于40wt％时，易开裂。

墙体材料制作中加入防水剂，当水泥凝结硬化时，随之体积膨胀，可起补偿收缩、充分填充水泥间隙的作用。因高级脂肪酸类砂浆的防水效果好、防水寿命长，本专利中优选采用高级脂肪酸类砂浆作为防水剂。

墙体材料制作中加入稳泡剂，可增加混合浆料的粘结力，从而提高墙体材料的强度。稳泡剂优选为硅酮酰胺，硅酮酰胺价格低廉，成本低。

墙体材料制作中加入发泡剂，可改善墙体材料的隔热性能。发泡剂优选为双氧水或十二烷基苯磺酸钠，此两者安全性高，价格低廉，环境污染小。

此外，将回收的纺织用品中的阻燃纤维应用于上述环保高效阻燃墙体材料制作中，在降低环保高效阻燃墙体材料成本的同时，也可实现废旧阻燃纺织品高价值再利用。在制备环保高效阻燃墙体材料之前，需将回收来的阻燃纤维进行包括清洗、消毒、分拣、切割、粉碎的多项处理。因回收的纺织品有可能发霉或者带有细菌，所以需要消毒，而紫外线消毒操作简单，故优先采用紫外线消毒。

本发明的另一个目的是提供上述环保高效阻燃墙体材料制备方法制得的墙体材料。

本发明的优点如下：

(1)本发明涉及的环保高效阻燃墙体材料，具有较好的阻燃性能、不易燃烧，可应用于建筑内外保温墙体，一定程度上降低建筑火灾的发生。

(2)本发明产品制备过程中采用的阻燃纤维，来源于废旧纺织品、制衣厂边角料等，该类废旧物资的化学性能稳定，难以自然降解，采用化学方法实现再回用的成本太高，而本发明可实现回收后二次应用。

(3)本专利产品制备过程中采用的阻燃纤维，因来源于废旧纺织用品和制衣厂边角料等，来源广泛，价格低廉，可大大降低墙体材料成本，有非常好的市场前景。

(4)本专利产品制备过程中采用1mm～50mm的阻燃纤维混合在水泥内，形成水泥和阻燃纤维之间的抱合力，从而提高墙体材料的抗折和抗压强度。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例对本发明作具体阐述。

实施例1

本实施例中环保高效阻燃墙体材料的制备方法，如下：

将25wt％水泥、7wt％阻燃纤维、3wt％纳米二氧化硅，加入搅拌器混合均匀，向搅拌器中加入总量40wt％的水，搅拌20～30min，搅拌速度控制在1000～1500r/min，使得搅拌均匀；再加入1.5wt％防水剂、1.3wt％稳泡剂、1.8wt％发泡剂，补充水到100wt％，然后高速搅拌，搅拌速度控制在1500～2000r/min，搅拌30～50min，使得搅拌均匀，得到混合浆料；将混合浆料放入压制成型机的模具中，压制成型后，静置固化2～3h，脱模、干燥，即得到环保高效阻燃墙体材料。干燥后，环保高效阻燃墙体材料中含有一定量的水分。

在本实施例中，所采用的水泥为硅酸盐水泥和氯氧镁水泥混合物，硅酸盐水泥与氯氧镁水泥的混合比例为8.5:1.5。氯氧镁水泥强度好，与硅酸盐水泥混合使用，可防止墙体材料烘干处理时发生裂缝。

本实施例中，防水剂为高级脂肪酸类砂浆。稳泡剂为硅酮酰胺。发泡剂为双氧水。

实施例2

本实施例中环保高效阻燃墙体材料的制备方法，如下：

将30wt％水泥、23wt％阻燃纤维、3wt％纳米二氧化硅，加入搅拌器混合均匀，向搅拌器中加入总量30wt％的水，搅拌20～30min，搅拌速度控制在1000～1500r/min，使得搅拌均匀；再加入2wt％防水剂、4.2wt％稳泡剂、5.5wt％发泡剂，补充水到100wt％，然后高速搅拌，搅拌速度控制在1500～2000r/min，搅拌30～50min，使得搅拌均匀，得到混合浆料；将混合浆料放入压制成型机的模具中，压制成型后，静置固化2～3h，脱模、干燥，即得到环保高效阻燃墙体材料。干燥后，环保高效阻燃墙体材料中含有一定量的水分。

在本实施例中，所采用的水泥为硅酸盐水泥和氯氧镁水泥混合物，硅酸盐水泥与氯氧镁水泥的混合比例为9:1。防水剂为高级脂肪酸类砂浆。稳泡剂为硅酮酰胺。发泡剂为十二烷基苯磺酸钠。

实施例3

本实施例中环保高效阻燃墙体材料的制备方法，如下：

将30wt％水泥、15wt％阻燃纤维、5wt％纳米二氧化硅，加入搅拌器混合均匀，向搅拌器中加入总量40wt％的水，搅拌20～30min，搅拌速度控制在1000～1500r/min，使得搅拌均匀；再加入2wt％防水剂、2.8wt％稳泡剂、3wt％发泡剂，补充水到100wt％，然后高速搅拌，搅拌速度控制在1500～2000r/min，搅拌30～50min，使得搅拌均匀，得到混合浆料；将混合浆料放入压制成型机的模具中，压制成型后，静置固化2～3h，脱模、干燥，即得到环保高效阻燃墙体材料。干燥后，环保高效阻燃墙体材料中含有一定量的水分。

在本实施例中，所采用的水泥为硅酸盐水泥和氯氧镁水泥混合物，硅酸盐水泥与氯氧镁水泥的混合比例为1:1。防水剂为高级脂肪酸类砂浆。稳泡剂为硅酮酰胺。发泡剂为双氧水。

实施例4

本实施例中环保高效阻燃墙体材料的制备方法，如下：

将40wt％水泥、13wt％阻燃纤维、3wt％纳米二氧化硅，加入搅拌器混合均匀，向搅拌器中加入总量30wt％的水，搅拌20～30min，搅拌速度控制在1000～1500r/min，使得搅拌均匀；再加入1.5wt％防水剂、4.2wt％稳泡剂、2.5wt％发泡剂，补充水到100wt％，然后高速搅拌，搅拌速度控制在1500～2000r/min，搅拌30～50min，使得搅拌均匀，得到混合浆料；将混合浆料放入压制成型机的模具中，压制成型后，静置固化2～3h，脱模、干燥，即得到环保高效阻燃墙体材料。干燥后，环保高效阻燃墙体材料中含有一定量的水分。

在本实施例中，所采用的水泥为硅酸盐水泥和氯氧镁水泥混合物，硅酸盐水泥与氯氧镁水泥的混合比例为1:9。防水剂为高级脂肪酸类砂浆。稳泡剂为硅酮酰胺。发泡剂为双氧水。

实施例5

本实施例中环保高效阻燃墙体材料的制备方法，如下：

将40wt％水泥、7wt％阻燃纤维、4wt％纳米二氧化硅，加入搅拌器混合均匀，向搅拌器中加入总量40wt％的水，搅拌20～30min，搅拌速度控制在1000～1500r/min，使得搅拌均匀；再加入1.5wt％防水剂、3.0wt％稳泡剂、1.8wt％发泡剂，补充水到100wt％，然后高速搅拌，搅拌速度控制在1500～2000r/min，搅拌30～50min，使得搅拌均匀，得到混合浆料；将混合浆料放入压制成型机的模具中，压制成型后，静置固化2～3h，脱模、干燥，即得到环保高效阻燃墙体材料。干燥后，环保高效阻燃墙体材料中含有一定量的水分。

在本实施例中，所采用的水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和氯氧镁水泥混合物，硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和氯氧镁水泥比例为1:0.5:1。防水剂为高级脂肪酸类砂浆。稳泡剂为硅酮酰胺。发泡剂为双氧水。

实施例6

阻燃纤维来源于回收的具有阻燃性能的废旧纺织用品等，比如服装企业的边角料、不再穿的衣物等。

在制备环保高效阻燃墙体材料之前，对回收来的阻燃纤维，先清洗干净，紫外线消毒杀菌，分离出不同种类材质的阻燃纤维，选出阻燃性能较好的阻燃纤维，比如聚酰亚胺、芳纶或聚苯硫醚，再将其切割、粉碎成1mm～50mm的长度。

实施例7

将实施例5获得的墙体材料A和市售的现有墙体材料B，按照标准GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》的相关规定进行导热系数测试；按照标准YB/T 4252-2011《耐热混凝土应用技术规程》的相关规定进行耐高温测试，主要采用电阻炉，测试温度600℃下墙体材料的重量损失及强度损失率；按照标准GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》的相关规定进行抗折强度测试；按照标准GB/T 11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验》的相关规定进行干燥收缩测试。

测试后各项对比结果如表1所示。

表1环保阻燃墙体材料A和现有墙体材料B各项性能对比(28d)

由表1可以看出，实施例5获得的墙体材料比现有墙体材料的导热系数降低了31.5％，抗压强度提高了23.4％，抗折强度提高21.1％，耐高温性能、抗压性等各项性能更好。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围。

Claims (6)

1.一种环保高效阻燃墙体材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将25～40wt％水泥、7～23wt％阻燃纤维、3～5wt％纳米二氧化硅混合均匀，加30-40wt％水后，搅拌均匀；所述阻燃纤维的长度为1mm～50mm；所述阻燃纤维为聚酰亚胺、芳纶、聚苯硫醚、丙烯腈预氧化纤维、聚芳酯纤维、芳砜纶、聚苯并咪唑纤维、聚醚纤维、酚醛纤维中的一种或多种；

再加入1.5～2wt％防水剂、1.3～4.2wt％稳泡剂、1.8～5.5wt％发泡剂，补充水使总重量百分率达到100wt％，搅拌均匀，得到混合浆料；所述防水剂为高级脂肪酸类砂浆，所述稳泡剂为硅酮酰胺；

将所述混合浆料压制成型，静置固化，干燥后，即得环保高效阻燃墙体材料。

2.根据权利要求1所述的环保高效阻燃墙体材料制备方法，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、氯氧镁水泥中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的环保高效阻燃墙体材料制备方法，其特征在于，所述硅酸盐水泥和氯氧镁水泥混合比例为1:9～9:1。

4.根据权利要求1所述的环保高效阻燃墙体材料制备方法，其特征在于，所述发泡剂为双氧水或十二烷基苯磺酸钠。

5.根据权利要求1所述的环保高效阻燃墙体材料制备方法，其特征在于，在环保高效阻燃墙体材料制备之前，所述阻燃纤维进行了包括清洗、消毒、分拣、切割、粉碎的处理。

6.一种环保高效阻燃墙体材料，其特征在于，由权利要求1-5任一项所述的环保高效阻燃墙体材料制备方法制得。