CN111350286A - 一种复合阻燃的墙体保温材料及其制备方法 - Google Patents

一种复合阻燃的墙体保温材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合阻燃的墙体保温材料及其制备方法，涉及墙体保温材料制备技术领域，复合阻燃的墙体保温材料包括阻燃层和保温层；阻燃层由以下组分制备：硅烷偶联剂、分散剂、聚氨酯、水泥粉末、石灰石粉末、细沙粉末、玻璃纤维、阻燃剂和甲苯；保温层是由以下组分制备：钙基膨润土、滑石粉、石灰石粉末、氧化钙粉末、氧化镁粉末、丙烯酰胺、陶瓷纤维、硫酸铝纤维和丙烯酸、异氰酸酯、二甲基烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、蒸馏水、乙醇和氯化钠；复合阻燃的墙体保温材料的制备方法包括阻燃层的制备、保温层的制备以及阻燃层和保温层通过粘结剂粘合。本发明的复合阻燃的墙体保温材料有优良的保温性能和阻燃性能，还有优良的力学性能。

Description

一种复合阻燃的墙体保温材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及墙体保温材料制备技术领域，具体是一种复合阻燃的墙体保 温材料及其制备方法。
背景技术
能源是经济和社会发展的命脉，现有能源包括可再生能源和不可再生能 源，虽然现在技术已经在大力发展可再生清洁能源，但是不可再生能源依旧 是当前社会最主要的供给能源。随着世界人口增加和社会生产的发展，全球 能量消耗量日益增加。建筑能耗占总能耗的比例超过十分之一。而其中三分 之一的能量由于建筑材料的保温性能不够而泄漏到环境中，既产生资源浪费， 又会导致热污染，如果能够降低这一能量泄露，不仅能够大大减少二氧化碳 的排放量，而且能够有效降低热污染。目前对于建筑能耗的降低是通过开发 墙体保温材料以实现降低建筑能耗。。
中国专利公开了一种植物纤维发泡墙体保温材料及其制备方法(公开号 为CN106280059A)，本发明提供的植物纤维发泡墙体保温材料与传统的保温 材料相比，保温性能更好，同时还具备了轻质、吸音防震、阻燃、抗冲击缓 冲性能等优良特性。但是，现有保温材料在使用过程中容易发生开裂、鼓包 等老化等现象发生，而造成这种老化现象发生的原因之一是材料内部无机和 有机物质之间的连接结构发生了改变；此外单一阻燃剂对聚合物板材的力学 性能影响较大，而该发明并未对上述技术问题进行详细说明。因此，本领域 技术人员提供了一种复合阻燃的墙体保温材料及其制备方法，以解决上述背 景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合阻燃的墙体保温 材料及其制备方法，所述墙体保温材料包括阻燃层和保温层，所述阻燃层由 以下质量份数组分制备：5-9份硅烷偶联剂、4-8份分散剂、50-65份聚氨酯、 15-25份水泥粉末、15-25份石灰石粉末、12-22份细沙粉末、3-6份玻璃纤 维、5-11份阻燃剂和15-20份甲苯；所述保温层是由以下质量份数组分制备： 10-20份钙基膨润土、15-25份滑石粉、12-20份石灰石粉末、10-20份氧化 钙粉末、10-20份氧化镁粉末、25-30份丙烯酰胺、3-7份陶瓷纤维、3-6份 硫酸铝纤维和5-15份丙烯酸、3-5份异氰酸酯、3-5份二甲基烯丙基氯化铵、 3-5份丙烯酰胺、3-5份蒸馏水、3-5份乙醇和3-5份氯化钠。
作为本发明进一步的方案：所述墙体保温材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一、阻燃层的制备：取部分甲苯溶解硅烷偶联剂，将石灰石粉末、 细沙粉末和玻璃纤维分别溶解在硅烷偶联剂的甲苯溶液中，机械搅拌均匀， 采用超声辐射照射作用，超声功率为340-450W，氮气作为保护气体，氮气流 量为100ml/min，超声辐照时间为30-40min，辐照结束后将混合溶液加入烘 箱中于80-90℃下烘干，得到经硅烷偶联剂改性的石灰石、细沙和玻璃纤维； 取剩余甲苯，于氮气环境下加入聚氨酯粉末，常温下低速机械搅拌3-5min， 保持低速搅拌同时加热聚氨酯的甲苯溶液至90-110℃；将石灰石、细沙和玻 璃纤维添加到聚氨酯的甲苯溶液中，保持温度为90-110℃，高速机械搅拌 45-60min；接着保持搅拌速度不变，以1℃/min的速度降温至55-60℃，然后 将混合液送入模具中进行冷却压模，制备出聚氨酯板材；
步骤二、保温层的制备：将钙基膨润土、滑石粉、石灰石粉末、氧化钙 粉末、氧化镁粉末、丙烯酰胺、陶瓷纤维和硫酸铝纤维机械搅拌混匀备用；
将蒸馏水和乙醇混合均匀，向蒸馏水和乙醇的混合溶液中添加硬脂酸钠 和十二烷基苯磺酸钠，微微加热并机械搅拌至硬脂酸钠和十二烷基苯磺酸钠 溶解完全，接着向混合溶液中添加预混均匀的钙基膨润土等混合物、丙烯酰 胺、二甲基烯丙基氯化铵和氯化钠，高速机械搅拌均匀后，向体系中添加1/3 用量的引发剂，放入超声处理器中，在氮气氛下超声引发乳液聚合反应 20-30min，接着再向体系中添加剩余引发剂，继续超声乳液聚合反应 100-120min，反应结束后待反应物体系冷却至60-70℃后，将产物送入模具中 进行冷却压模，制备出聚丙烯酰胺板材；
步骤三、将聚丙烯酰胺板材和聚氨酯板材采用胶黏剂进行粘合固化，制 备出墙体保温材料。
作为本发明进一步的方案：阻燃剂为氢氧化镁、N,N二羟乙基胺甲基磷酸 二乙酯、三(2-羰基乙基)磷盐酸和三(2-羟基乙基)磷盐酸盐按照质量比为 25-35:3-5:5-10:5-10混合制备而成。
作为本发明进一步的方案：氧化钙粉末粒径为小于300目；所述氧化镁 粉末粒径为小于300目；所述陶瓷纤维粉末粒径为小于300目；所述水泥粒 径粉末小于2mm，所述石灰石粉末粒径小于2mm，所述细沙粉末粒径小于2mm， 所述玻璃纤维粒径小于300目，所述滑石粉粉末粒径小于300目。
作为本发明进一步的方案：硅烷偶联剂、分散剂、聚丙烯酸、水泥、石 灰石、细沙、玻璃纤维、阻燃剂、钙基膨润土、滑石粉、石灰石粉末、粉状 白灰、丙烯酰胺、陶瓷纤维、硫酸铝纤维、无机粘结剂、二甲基烯丙基氯化 铵、丙烯酰胺和硝酸钠均为工业级别纯度。
作为本发明进一步的方案：所述步骤二中高速搅拌速率为 1000-1200r/min。
作为本发明进一步的方案：所述步骤三中采用不饱和聚酯胶黏剂。
作为本发明进一步的方案：所述步骤一中部分甲苯是指用量为总量的 1/3-1/2。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中利用钙基膨润土的多 孔性能提高聚丙烯酰胺板材的保温性能，并且采用超声辐射作用在有机物和 无机物之间形成细小乳液颗粒，增加钙基膨润土在有机聚合物内部的分散程 度，钙基膨润土均匀分散至有机物内部聚合物中，实现无机物均匀分散至有 机物中，在有机物内部形成井然有序的微观排列结构，提高聚丙烯酰胺板材 的力学性能和使用寿命，通过硅烷偶联剂对石灰石粉末、细沙粉末和玻璃纤 维粉末表面进行改性，能够降低石灰石粉末、细沙粉末和玻璃纤维粉末表面结合自由能，提高石灰石粉末、细沙粉末和玻璃纤维粉末与聚氨酯的连接牢 固程度，进而提高聚氨酯板材的阻燃性能；通过采用氢氧化镁、N,N二羟乙基 胺甲基磷酸二乙酯、三(2-羰基乙基)磷盐酸和三(2-羟基乙基)磷盐酸盐制备 出混合阻燃剂，既能够达到优异的阻燃性能，又能够保持聚氨酯板材的优异 的力学性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
称量5kg硅烷偶联剂、4kg分散剂、50kg聚氨酯、15kg水泥粉末、15kg 石灰石粉末、12kg细沙粉末、3kg玻璃纤维、2.6kg氢氧化镁、0.31kgN,N二 羟乙基胺甲基磷酸二乙酯、0.51kg三(2-羰基乙基)磷盐酸、0.51kg三(2-羟 基乙基)磷盐酸盐和15kg甲苯备用；
称量10kg钙基膨润土、15kg滑石粉、12kg石灰石粉末、10kg氧化钙粉 末、10kg氧化镁粉末、25kg丙烯酰胺、3kg陶瓷纤维、3kg硫酸铝纤维和5kg 丙烯酸、3kg异氰酸酯、3kg二甲基烯丙基氯化铵、3kg丙烯酰胺、3kg蒸馏 水、3kg乙醇和3kg氯化钠备用。
其中，氧化钙粉末粒径为小于300目；所述氧化镁粉末粒径为小于300 目；所述陶瓷纤维粉末粒径为小于300目；所述水泥粒径粉末小于2mm，所述 石灰石粉末粒径小于2mm，所述细沙粉末粒径小于2mm，所述玻璃纤维粒径小 于300目，所述滑石粉粉末粒径小于300目。其中，硅烷偶联剂、分散剂、 聚丙烯酸、水泥、石灰石、细沙、玻璃纤维、阻燃剂、钙基膨润土、滑石粉、 石灰石粉末、粉状白灰、丙烯酰胺、陶瓷纤维、硫酸铝纤维、无机粘结剂、 二甲基烯丙基氯化铵、丙烯酰胺和硝酸钠均为工业级别纯度。
阻燃层的制备：取1/3质量的甲苯溶解硅烷偶联剂，将石灰石粉末、细 沙粉末和玻璃纤维分别溶解在硅烷偶联剂的甲苯溶液中，机械搅拌均匀，采 用超声辐射照射作用，超声功率为400W，氮气作为保护气体，氮气流量为 100ml/min，超声辐照时间为35min，辐照结束后将混合溶液加入烘箱中于85℃ 下烘干，得到经硅烷偶联剂改性的石灰石、细沙和玻璃纤维；取剩余甲苯， 于氮气环境下加入聚氨酯粉末，常温下低速机械搅拌4min，保持低速搅拌同 时加热聚氨酯的甲苯溶液至105℃；将石灰石、细沙和玻璃纤维添加到聚氨酯 的甲苯溶液中，保持温度为105℃，搅拌速率为1100r/min高速机械搅拌 50min；接着保持搅拌速度不变，以1℃/min的速度降温至55℃，然后将混合 液送入模具中进行冷却压模，制备出聚氨酯板材；
保温层的制备：将钙基膨润土、滑石粉、石灰石粉末、氧化钙粉末、氧 化镁粉末、丙烯酰胺、陶瓷纤维和硫酸铝纤维机械搅拌混匀备用；将蒸馏水 和乙醇混合均匀，向蒸馏水和乙醇的混合溶液中添加硬脂酸钠和十二烷基苯 磺酸钠，微微加热并机械搅拌至硬脂酸钠和十二烷基苯磺酸钠溶解完全，接 着向混合溶液中添加预混均匀的钙基膨润土等混合物、丙烯酰胺、二甲基烯 丙基氯化铵和氯化钠，高速机械搅拌均匀后，向体系中添加1/3用量的引发 剂，放入超声处理器中，在氮气氛下超声引发乳液聚合反应25min，接着再向 体系中添加剩余引发剂，继续超声乳液聚合反应110min，反应结束后待反应 物体系冷却至65℃后，将产物送入模具中进行冷却压模，制备出聚丙烯酰胺 板材；
将聚丙烯酰胺板材和聚氨酯板材采用不饱和聚酯胶黏剂进行粘合固化， 制备出墙体保温材料。
实施例二
称量9kg硅烷偶联剂、8kg分散剂、65kg聚氨酯、25kg水泥粉末、25kg 石灰石粉末、22kg细沙粉末、6kg玻璃纤维、3.1kg氢氧化镁、0.37kgN,N二 羟乙基胺甲基磷酸二乙酯、0.61kg三(2-羰基乙基)磷盐酸、0.62kg三(2-羟 基乙基)磷盐酸盐和20kg甲苯备用；
称量20kg钙基膨润土、25kg滑石粉、20kg石灰石粉末、20kg氧化钙粉 末、20kg氧化镁粉末、30kg丙烯酰胺、7kg陶瓷纤维、6kg硫酸铝纤维和15kg 丙烯酸、5kg异氰酸酯、5kg二甲基烯丙基氯化铵、5kg丙烯酰胺、5kg蒸馏 水、5kg乙醇和5kg氯化钠备用。
其中，氧化钙粉末粒径为小于300目；所述氧化镁粉末粒径为小于300 目；所述陶瓷纤维粉末粒径为小于300目；所述水泥粒径粉末小于2mm，所述 石灰石粉末粒径小于2mm，所述细沙粉末粒径小于2mm，所述玻璃纤维粒径小 于300目，所述滑石粉粉末粒径小于300目。其中，硅烷偶联剂、分散剂、 聚丙烯酸、水泥、石灰石、细沙、玻璃纤维、阻燃剂、钙基膨润土、滑石粉、 石灰石粉末、粉状白灰、丙烯酰胺、陶瓷纤维、硫酸铝纤维、无机粘结剂、 二甲基烯丙基氯化铵、丙烯酰胺和硝酸钠均为工业级别纯度。
阻燃层的制备：取1/3甲苯溶解硅烷偶联剂，将石灰石粉末、细沙粉末 和玻璃纤维分别溶解在硅烷偶联剂的甲苯溶液中，机械搅拌均匀，采用超声 辐射照射作用，超声功率为400W，氮气作为保护气体，氮气流量为100ml/min， 超声辐照时间为35min，辐照结束后将混合溶液加入烘箱中于85℃下烘干， 得到经硅烷偶联剂改性的石灰石、细沙和玻璃纤维；取剩余甲苯，于氮气环 境下加入聚氨酯粉末，常温下低速机械搅拌4min，保持低速搅拌同时加热聚 氨酯的甲苯溶液至105℃；将石灰石、细沙和玻璃纤维添加到聚氨酯的甲苯溶 液中，保持温度为105℃，搅拌速率为1100r/min高速机械搅拌50min；接着 保持搅拌速度不变，以1℃/min的速度降温至58℃，然后将混合液送入模具 中进行冷却压模，制备出聚氨酯板材；
保温层的制备：将钙基膨润土、滑石粉、石灰石粉末、氧化钙粉末、氧 化镁粉末、丙烯酰胺、陶瓷纤维和硫酸铝纤维机械搅拌混匀备用；将蒸馏水 和乙醇混合均匀，向蒸馏水和乙醇的混合溶液中添加硬脂酸钠和十二烷基苯 磺酸钠，微微加热并机械搅拌至硬脂酸钠和十二烷基苯磺酸钠溶解完全，接 着向混合溶液中添加预混均匀的钙基膨润土等混合物、丙烯酰胺、二甲基烯 丙基氯化铵和氯化钠，高速机械搅拌均匀后，向体系中添加1/3用量的引发 剂，放入超声处理器中，在氮气氛下超声引发乳液聚合反应25min，接着再向 体系中添加剩余引发剂，继续超声乳液聚合反应105min，反应结束后待反应 物体系冷却至65℃后，将产物送入模具中进行冷却压模，制备出聚丙烯酰胺 板材；
将聚丙烯酰胺板材和聚氨酯板材采用不饱和聚酯胶黏剂进行粘合固化， 制备出墙体保温材料。
实施例三
称量7kg硅烷偶联剂、6kg分散剂、58kg聚氨酯、20kg水泥粉末、20kg 石灰石粉末、17kg细沙粉末、4kg玻璃纤维、4.1kg氢氧化镁、0.49kgN,N二 羟乙基胺甲基磷酸二乙酯、0.81kg三(2-羰基乙基)磷盐酸、0.81kg三(2-羟 基乙基)磷盐酸盐和17kg甲苯备用；
称量15kg钙基膨润土、20kg滑石粉、16kg石灰石粉末、15kg氧化钙粉 末、15kg氧化镁粉末、28kg丙烯酰胺、5kg陶瓷纤维、4kg硫酸铝纤维和20kg 丙烯酸、4kg异氰酸酯、4kg二甲基烯丙基氯化铵、4kg丙烯酰胺、4kg蒸馏 水、4kg乙醇和4kg氯化钠备用。
其中，氧化钙粉末粒径为小于300目；所述氧化镁粉末粒径为小于300 目；所述陶瓷纤维粉末粒径为小于300目；所述水泥粒径粉末小于2mm，所述 石灰石粉末粒径小于2mm，所述细沙粉末粒径小于2mm，所述玻璃纤维粒径小 于300目，所述滑石粉粉末粒径小于300目。其中，硅烷偶联剂、分散剂、 聚丙烯酸、水泥、石灰石、细沙、玻璃纤维、阻燃剂、钙基膨润土、滑石粉、 石灰石粉末、粉状白灰、丙烯酰胺、陶瓷纤维、硫酸铝纤维、无机粘结剂、 二甲基烯丙基氯化铵、丙烯酰胺和硝酸钠均为工业级别纯度。
阻燃层的制备：取1/2甲苯溶解硅烷偶联剂，将石灰石粉末、细沙粉末 和玻璃纤维分别溶解在硅烷偶联剂的甲苯溶液中，机械搅拌均匀，采用超声 辐射照射作用，超声功率为400W，氮气作为保护气体，氮气流量为100ml/min， 超声辐照时间为35min，辐照结束后将混合溶液加入烘箱中于85℃下烘干， 得到经硅烷偶联剂改性的石灰石、细沙和玻璃纤维；取剩余甲苯，于氮气环 境下加入聚氨酯粉末，常温下低速机械搅拌4min，保持低速搅拌同时加热聚 氨酯的甲苯溶液至95℃；将石灰石、细沙和玻璃纤维添加到聚氨酯的甲苯溶 液中，保持温度为95℃，搅拌速率为1100r/min高速机械搅拌50min；接着 保持搅拌速度不变，以1℃/min的速度降温至59℃，然后将混合液送入模具 中进行冷却压模，制备出聚氨酯板材；
保温层的制备：将钙基膨润土、滑石粉、石灰石粉末、氧化钙粉末、氧 化镁粉末、丙烯酰胺、陶瓷纤维和硫酸铝纤维机械搅拌混匀备用；将蒸馏水 和乙醇混合均匀，向蒸馏水和乙醇的混合溶液中添加硬脂酸钠和十二烷基苯 磺酸钠，微微加热并机械搅拌至硬脂酸钠和十二烷基苯磺酸钠溶解完全，接 着向混合溶液中添加预混均匀的钙基膨润土等混合物、丙烯酰胺、二甲基烯 丙基氯化铵和氯化钠，高速机械搅拌均匀后，向体系中添加1/3用量的引发 剂，放入超声处理器中，在氮气氛下超声引发乳液聚合反应24min，接着再向 体系中添加剩余引发剂，继续超声乳液聚合反应105min，反应结束后待反应 物体系冷却至65℃后，将产物送入模具中进行冷却压模，制备出聚丙烯酰胺 板材；
将聚丙烯酰胺板材和聚氨酯板材采用不饱和聚酯胶黏剂进行粘合固化， 制备出墙体保温材料。
实施例四
称量8kg硅烷偶联剂、7kg分散剂、63kg聚氨酯、24kg水泥粉末、23kg 石灰石粉末、21kg细沙粉末、5kg玻璃纤维、5.1kg氢氧化镁、0.61kgN,N二 羟乙基胺甲基磷酸二乙酯、1.0kg三(2-羰基乙基)磷盐酸、1.0kg三(2-羟基 乙基)磷盐酸盐和19kg甲苯备用；
称量18kg钙基膨润土、24kg滑石粉、19kg石灰石粉末、19kg氧化钙粉 末、19kg氧化镁粉末、29kg丙烯酰胺、6kg陶瓷纤维、5kg硫酸铝纤维和13kg 丙烯酸、4kg异氰酸酯、4kg二甲基烯丙基氯化铵、4kg丙烯酰胺、3kg蒸馏 水、5kg乙醇和4kg氯化钠备用。
其中，氧化钙粉末粒径为小于300目；所述氧化镁粉末粒径为小于300 目；所述陶瓷纤维粉末粒径为小于300目；所述水泥粒径粉末小于2mm，所述 石灰石粉末粒径小于2mm，所述细沙粉末粒径小于2mm，所述玻璃纤维粒径小 于300目，所述滑石粉粉末粒径小于300目。其中，硅烷偶联剂、分散剂、 聚丙烯酸、水泥、石灰石、细沙、玻璃纤维、阻燃剂、钙基膨润土、滑石粉、 石灰石粉末、粉状白灰、丙烯酰胺、陶瓷纤维、硫酸铝纤维、无机粘结剂、 二甲基烯丙基氯化铵、丙烯酰胺和硝酸钠均为工业级别纯度。
阻燃层的制备：取1/2甲苯溶解硅烷偶联剂，将石灰石粉末、细沙粉末 和玻璃纤维分别溶解在硅烷偶联剂的甲苯溶液中，机械搅拌均匀，采用超声 辐射照射作用，超声功率为420W，氮气作为保护气体，氮气流量为100ml/min， 超声辐照时间为38min，辐照结束后将混合溶液加入烘箱中于88℃下烘干， 得到经硅烷偶联剂改性的石灰石、细沙和玻璃纤维；取剩余甲苯，于氮气环 境下加入聚氨酯粉末，常温下低速机械搅拌4min，保持低速搅拌同时加热聚 氨酯的甲苯溶液至105℃；将石灰石、细沙和玻璃纤维添加到聚氨酯的甲苯溶 液中，保持温度为108℃，搅拌速率为1150r/min高速机械搅拌58min；接着 保持搅拌速度不变，以1℃/min的速度降温至58℃，然后将混合液送入模具 中进行冷却压模，制备出聚氨酯板材；
保温层的制备：将钙基膨润土、滑石粉、石灰石粉末、氧化钙粉末、氧 化镁粉末、丙烯酰胺、陶瓷纤维和硫酸铝纤维机械搅拌混匀备用；将蒸馏水 和乙醇混合均匀，向蒸馏水和乙醇的混合溶液中添加硬脂酸钠和十二烷基苯 磺酸钠，微微加热并机械搅拌至硬脂酸钠和十二烷基苯磺酸钠溶解完全，接 着向混合溶液中添加预混均匀的钙基膨润土等混合物、丙烯酰胺、二甲基烯 丙基氯化铵和氯化钠，高速机械搅拌均匀后，向体系中添加1/3用量的引发 剂，放入超声处理器中，在氮气氛下超声引发乳液聚合反应28min，接着再向 体系中添加剩余引发剂，继续超声乳液聚合反应115min，反应结束后待反应 物体系冷却至68℃后，将产物送入模具中进行冷却压模，制备出聚丙烯酰胺 板材；
将聚丙烯酰胺板材和聚氨酯板材采用不饱和聚酯胶黏剂进行粘合固化， 制备出墙体保温材料。
实施例五
称量6kg硅烷偶联剂、5kg分散剂、53kg聚氨酯、17kg水泥粉末、18kg 石灰石粉末、14kg细沙粉末、4kg玻璃纤维、5.6kg氢氧化镁、0.67kgN,N二 羟乙基胺甲基磷酸二乙酯、1.2kg三(2-羰基乙基)磷盐酸、1.2kg三(2-羟基 乙基)磷盐酸盐和16kg甲苯备用；
称量12kg钙基膨润土、17kg滑石粉、14kg石灰石粉末、12kg氧化钙粉 末、14kg氧化镁粉末、26kg丙烯酰胺、4kg陶瓷纤维、5kg硫酸铝纤维和7kg 丙烯酸、4kg异氰酸酯、4kg二甲基烯丙基氯化铵、4kg丙烯酰胺、4kg蒸馏 水、4kg乙醇和4kg氯化钠备用。
其中，氧化钙粉末粒径为小于300目；所述氧化镁粉末粒径为小于300 目；所述陶瓷纤维粉末粒径为小于300目；所述水泥粒径粉末小于2mm，所述 石灰石粉末粒径小于2mm，所述细沙粉末粒径小于2mm，所述玻璃纤维粒径小 于300目，所述滑石粉粉末粒径小于300目。其中，硅烷偶联剂、分散剂、 聚丙烯酸、水泥、石灰石、细沙、玻璃纤维、阻燃剂、钙基膨润土、滑石粉、 石灰石粉末、粉状白灰、丙烯酰胺、陶瓷纤维、硫酸铝纤维、无机粘结剂、 二甲基烯丙基氯化铵、丙烯酰胺和硝酸钠均为工业级别纯度。
阻燃层的制备：取1/2甲苯溶解硅烷偶联剂，将石灰石粉末、细沙粉末 和玻璃纤维分别溶解在硅烷偶联剂的甲苯溶液中，机械搅拌均匀，采用超声 辐射照射作用，超声功率为360W，氮气作为保护气体，氮气流量为100ml/min， 超声辐照时间为33min，辐照结束后将混合溶液加入烘箱中于82℃下烘干， 得到经硅烷偶联剂改性的石灰石、细沙和玻璃纤维；取剩余甲苯，于氮气环 境下加入聚氨酯粉末，常温下低速机械搅拌3min，保持低速搅拌同时加热聚 氨酯的甲苯溶液至95℃；将石灰石、细沙和玻璃纤维添加到聚氨酯的甲苯溶 液中，保持温度为95℃，搅拌速率为1050r/min高速机械搅拌50min；接着 保持搅拌速度不变，以1℃/min的速度降温至56℃，然后将混合液送入模具 中进行冷却压模，制备出聚氨酯板材；
保温层的制备：将钙基膨润土、滑石粉、石灰石粉末、氧化钙粉末、氧 化镁粉末、丙烯酰胺、陶瓷纤维和硫酸铝纤维机械搅拌混匀备用；将蒸馏水 和乙醇混合均匀，向蒸馏水和乙醇的混合溶液中添加硬脂酸钠和十二烷基苯 磺酸钠，微微加热并机械搅拌至硬脂酸钠和十二烷基苯磺酸钠溶解完全，接 着向混合溶液中添加预混均匀的钙基膨润土等混合物、丙烯酰胺、二甲基烯 丙基氯化铵和氯化钠，高速机械搅拌均匀后，向体系中添加1/3用量的引发 剂，放入超声处理器中，在氮气氛下超声引发乳液聚合反应22min，接着再向 体系中添加剩余引发剂，继续超声乳液聚合反应110min，反应结束后待反应 物体系冷却至62℃后，将产物送入模具中进行冷却压模，制备出聚丙烯酰胺 板材；
将聚丙烯酰胺板材和聚氨酯板材采用不饱和聚酯胶黏剂进行粘合固化， 制备出墙体保温材料。
检测实施例一、实施例二、实施例三、实施例四和实施例五制备的复合 墙体保温材料的抗压强度、导热系数和氧指数，再测量市场上现有产品的抗 压强度、导热系数和氧指数作为对比例，结果如表所示。由表可知，实施例 一、实施例二、实施例三、实施例四和实施例五制备出的复合墙体保温材料 抗压强度、导热性能和阻燃性能均优于对比例。
Figure BDA0002407177780000121
Figure BDA0002407177780000131
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实 施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起 见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也 可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种复合阻燃的墙体保温材料及其制备方法，其特征在于，所述墙体保温材料包括阻燃层和保温层，所述阻燃层由以下质量份数组分制备：5-9份硅烷偶联剂、4-8份分散剂、50-65份聚氨酯、15-25份水泥粉末、15-25份石灰石粉末、12-22份细沙粉末、3-6份玻璃纤维、5-11份阻燃剂和15-20份甲苯；所述保温层是由以下质量份数组分制备：10-20份钙基膨润土、15-25份滑石粉、12-20份石灰石粉末、10-20份氧化钙粉末、10-20份氧化镁粉末、25-30份丙烯酰胺、3-7份陶瓷纤维、3-6份硫酸铝纤维和5-15份丙烯酸、3-5份异氰酸酯、3-5份二甲基烯丙基氯化铵、3-5份丙烯酰胺、3-5份蒸馏水、3-5份乙醇和3-5份氯化钠。
2.根据权利要求1所述的一种复合阻燃的墙体保温材料及其制备方法，其特征在于，所述墙体保温材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一、阻燃层的制备：取部分甲苯溶解硅烷偶联剂，将石灰石粉末、细沙粉末和玻璃纤维分别溶解在硅烷偶联剂的甲苯溶液中，机械搅拌均匀，采用超声辐射照射作用，超声功率为340-450W，氮气作为保护气体，氮气流量为100ml/min，超声辐照时间为30-40min，辐照结束后将混合溶液加入烘箱中于80-90℃下烘干，得到经硅烷偶联剂改性的石灰石、细沙和玻璃纤维；取剩余甲苯，于氮气环境下加入聚氨酯粉末，常温下低速机械搅拌3-5min，保持低速搅拌同时加热聚氨酯的甲苯溶液至90-110℃；将石灰石、细沙和玻璃纤维添加到聚氨酯的甲苯溶液中，保持温度为90-110℃，高速机械搅拌45-60min；接着保持搅拌速度不变，以1℃/min的速度降温至55-60℃，然后将混合液送入模具中进行冷却压模，制备出聚氨酯板材；
步骤二、保温层的制备：将钙基膨润土、滑石粉、石灰石粉末、氧化钙粉末、氧化镁粉末、丙烯酰胺、陶瓷纤维和硫酸铝纤维机械搅拌混匀备用；
将蒸馏水和乙醇混合均匀，向蒸馏水和乙醇的混合溶液中添加硬脂酸钠和十二烷基苯磺酸钠，微微加热并机械搅拌至硬脂酸钠和十二烷基苯磺酸钠溶解完全，接着向混合溶液中添加预混均匀的钙基膨润土等混合物、丙烯酰胺、二甲基烯丙基氯化铵和氯化钠，高速机械搅拌均匀后，向体系中添加1/3用量的引发剂，放入超声处理器中，在氮气氛下超声引发乳液聚合反应20-30min，接着再向体系中添加剩余引发剂，继续超声乳液聚合反应100-120min，反应结束后待反应物体系冷却至60-70℃后，将产物送入模具中进行冷却压模，制备出聚丙烯酰胺板材；
步骤三、将聚丙烯酰胺板材和聚氨酯板材采用胶黏剂进行粘合固化，制备出墙体保温材料。
3.根据权利要求1所述的一种复合阻燃的墙体保温材料及其制备方法，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化镁、N,N二羟乙基胺甲基磷酸二乙酯、三(2-羰基乙基)磷盐酸和三(2-羟基乙基)磷盐酸盐按照质量比为25-35:3-5:5-10:5-10混合制备而成。
4.根据权利要求1所述的一种复合阻燃的墙体保温材料及其制备方法，其特征在于，所述氧化钙粉末粒径为小于300目；所述氧化镁粉末粒径为小于300目；所述陶瓷纤维粉末粒径为小于300目；所述水泥粒径粉末小于2mm，所述石灰石粉末粒径小于2mm，所述细沙粉末粒径小于2mm，所述玻璃纤维粒径小于300目，所述滑石粉粉末粒径小于300目。
5.根据权利要求1所述的一种复合阻燃的墙体保温材料及其制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂、分散剂、聚丙烯酸、水泥、石灰石、细沙、玻璃纤维、阻燃剂、钙基膨润土、滑石粉、石灰石粉末、粉状白灰、丙烯酰胺、陶瓷纤维、硫酸铝纤维、无机粘结剂、二甲基烯丙基氯化铵、丙烯酰胺和硝酸钠均为工业级别纯度。
6.根据权利要求2所述的一种复合阻燃的墙体保温材料及其制备方法，其特征在于，所述步骤二中高速搅拌速率为1000-1200r/min。
7.根据权利要求2所述的一种复合阻燃的墙体保温材料及其制备方法，其特征在于，所述步骤三中采用不饱和聚酯胶黏剂。
8.根据权利要求2所述的一种复合阻燃的墙体保温材料及其制备方法，其特征在于，所述步骤一中部分甲苯是指用量为总量的1/3-1/2。
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