CN111718162A - 一种纤维增强发泡水泥复合保温板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纤维增强发泡水泥复合保温板及其制备方法，该复合保温板包括纤维增强发泡水泥基板及其表面附着的复合防水层；所述纤维增强发泡水泥基板主要由水和普通硅酸盐水泥、硅灰、减水剂、发泡剂双氧水、硬脂酸钙、促凝剂、微晶泡沫玻璃渣、苯丙乳液、聚丙烯纤维制成；所述复合防水层由复合防水涂料在基板表面涂覆形成，所述复合防水涂料主要由多异氰酸酯和聚醚多元醇、分散剂、增塑剂、超细水泥、硅灰、滑石粉、氢化蓖麻油、消泡剂、催化剂、潜固化剂、溶剂油制成。该纤维增强发泡水泥复合保温板外观质量好，导热系数低，具有良好的保温隔热、防火阻燃性能及较高的强度、极低的吸水率、优异的抗冻融循环性能，耐久度好，使用寿命长。

Description

一种纤维增强发泡水泥复合保温板及其制备方法
技术领域
本发明属于发泡水泥板技术领域，具体涉及一种纤维增强发泡水泥复合保温板及其制备方法。
背景技术
近年来，民用建筑尤其是商住房建筑行业迅猛发展，高层及超高层建筑不断涌现；为了减重、隔热保温及节能目的，建筑外墙外保温材料多以有机材料为主，如聚苯乙烯泡沫(EPS)、挤塑聚苯乙烯泡沫(XPS)、聚氨酯泡沫(PU)等，这些有机材料虽然具有较好的保温性能，但是其耐热性差、易燃烧，由于外墙保温结构往往是连续的，一旦某处遇火燃烧，则火焰很快上下蔓延、左右窜燃，火势发展极快，并且燃烧时产生大量有毒烟气，很难进行扑救和灭火，造成极大的人员伤亡和财产损失。随着建筑节能的全面推进，外墙保温材料防火问题也越来越严峻，A级防火保温板材是发展趋势。
目前，也有无机保温板材投入使用，如石膏类板材、水泥类板材、钢丝网架水泥夹芯板材等，但是由于多数无机板材存在密度大质量重、保温隔热性能差等问题，应用效果难以达到建筑节能要求。于是，质量轻便、隔热保温性能好的发泡水泥保温板得到发展。
发泡水泥保温板是一种以水泥为主要胶凝材料，辅以矿物掺合料、外加剂和水混合搅拌制成浆料，加入发泡剂进行发泡后，经养护制成的水泥基轻质保温材料；其突出特点是内部含有丰富的细小封闭气孔，从而实现轻量化和保温隔热作用。由于原料多采用无机矿物材料，发泡水泥保温板可以达到A1级不燃防火要求，且在高温或火灾情况下不会产生有毒气体，安全性高；板材容重轻、导热系数低，是理想的保温隔热材料；与建筑材料具有良好的相容性，与墙体的粘结强度高，板材本身干燥收缩值低，抗风能力强，非常适合作为建筑外墙维护材料使用；其属于密闭型多孔材料，具有良好的隔音效果；可使用砂浆直接粘结墙体，易于操作，施工简便、周期短。基于上述优点，发泡水泥保温板逐渐在墙体保温防火隔离带、外墙保温层等区域得到应用。
现有技术为了追求发泡水泥保温板的质轻价廉和达到超轻板的使用标准，通过降低板材的干表观密度来降低板材的导热系数，加大发泡强度增加孔隙率，板材的力学性能往往会急速下降，同时由于开放孔隙、连通孔隙和微裂缝增加，板材的吸水率也会急剧增加，较高的吸水率会进一步降低发泡水泥保温板的强度和耐久性，缩短其使用寿命，也限制了其在冬季施工和在寒冷地区的推广使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种纤维增强发泡水泥复合保温板，具有较高的强度、耐久性和极低的吸水率。
本发明的第二个目的是提供一种上述的纤维增强发泡水泥复合保温板的制备方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种纤维增强发泡水泥复合保温板，包括纤维增强发泡水泥基板及其表面附着的复合防水层；
所述纤维增强发泡水泥基板主要由水和以下重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥95-96份、硅灰4.0-5.0份、减水剂0.50-0.60份、发泡剂双氧水6.0-7.0份、硬脂酸钙1.6-2.0份、促凝剂0.5-0.6份、微晶泡沫玻璃渣5.5-6.5份、苯丙乳液7.0-8.0份、聚丙烯纤维0.45-0.60份；水胶比为0.55-0.57；
所述复合防水层是由复合防水涂料在纤维增强发泡水泥基板表面涂覆形成，所述复合拒水涂料主要由多异氰酸酯和以下重量份的原料制成：聚醚多元醇100份、分散剂0.5-0.6份、增塑剂15-20份、超细水泥39-41份、硅灰4-6份、滑石粉10-12份、氢化蓖麻油0.5-0.6份、消泡剂0.1-0.2份、催化剂0.3-0.4份、潜固化剂1.0-1.5份、溶剂油10-12份；所述多异氰酸酯的用量满足异氰酸指数R＝1.6-1.8。
所述复合防水层的厚度为0.5-5.0mm。优选的，所述复合防水层的厚度为0.8-3.0mm。
所述纤维增强发泡水泥基板中，水胶比中的胶指胶凝材料，为水泥和硅灰的总质量；水胶比中的水包含外加的水和其余各组分自带的水，为两者的质量之和。水胶比为0.55-0.57，满足水泥水化要求，能进行有效搅拌便于后期浇注及凝结硬化。
所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，减水率≥20％。
所述发泡剂双氧水的质量浓度为27％-30％。
所述促凝剂为碳酸锂。
所述微晶泡沫玻璃渣的粒径≤4mm，体积密度≤250kg/m3。
所述苯丙乳液的固含量为40％-45％。所述聚丙烯纤维的直径为15-25μm，长度为6-10mm。
所述复合拒水涂料中，多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；所述聚醚多元醇由聚醚二元醇2000D和聚醚三元醇330N组成，所述聚醚三元醇330N占聚醚多元醇总质量的20％-25％。聚醚二元醇提供分子内线性结构，提高涂膜的断裂伸长率；聚醚三元醇提供分子内交联结构，提高涂膜的拉伸强度，同时也提高了涂料的粘度；综合涂料的拉伸强度与粘度，优选聚醚三元醇330N占聚醚多元醇总质量的20％-25％。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；所述溶剂油为150#溶剂油。增塑剂邻苯二甲酸二丁酯的作用是降低涂料粘度，提高涂膜性能，降低涂膜的硬度和脆性，提高涂膜的柔韧性。溶剂油的作用是降低涂料的粘度，方便涂覆施工。
所述超细水泥的颗粒粒径为0.2-10μm；所述硅灰的颗粒粒径为0.1-0.5μm；所述滑石粉的颗粒粒径为3-10μm。滑石粉起润滑作用，提高涂膜涂覆过程中的可操作性和延展性。
上述的纤维增强发泡水泥复合保温板的制备方法，包括以下步骤：
1)取配方量的微晶泡沫玻璃渣，表面喷水并拌和使其颗粒表面均匀润湿，加入微晶泡沫玻璃渣重量20％-25％的水泥拌和，使颗粒表面包裹薄层水泥，得增强料；
2)取配方量的苯丙乳液用剩余的水稀释后，加入配方量的减水剂、硬脂酸钙、聚丙烯纤维，搅拌分散均匀得悬浮液料；
3)在步骤2)所得悬浮液料中加入由配方量的硅灰、剩余水泥混合而成的胶凝材料和步骤1)所得增强料，高速搅拌120-150s后，加入配方量的促凝剂、发泡剂双氧水，快速搅拌20-30s，得水泥浆料；将所得水泥浆料注入模具中，静停、养护成型，脱模，制得纤维增强发泡水泥基板；
4)取配方量的聚醚多元醇、分散剂、增塑剂、滑石粉和氢化蓖麻油混合，在温度为110℃-120℃、真空条件下搅拌脱水，后降温至60℃-65℃，加入多异氰酸酯，搅拌均匀后升温至85℃-90℃反应2-4h，后降温至50℃-55℃，加入配方量的消泡剂、催化剂、潜固化剂和溶剂油，分散均匀得半成品；在所得半成品中加入配方量的超细水泥和硅灰，以1200-1400rpm的转速高速剪切分散40-60min后，真空条件下脱气泡20-30min，即得复合拒水涂料；
5)在步骤3)所得纤维增强发泡水泥基板表面涂覆步骤4)所得复合拒水涂料，干燥形成复合防水层，即得。
步骤1)中，所述喷水的用水量为微晶泡沫玻璃渣重量的8％-10％。
步骤3)中，所述高速搅拌的转速为1000-1200rpm；所述快速搅拌的转速为400-600rpm。
步骤3)中，所述养护的时间不低于24h。
步骤4)中，所述真空条件是指真空度不低于0.09MPa。搅拌脱水的转速为800-1000rpm；加入多异氰酸酯后的搅拌转速为200-400rpm。
步骤5)中，所述涂覆为湿涂，即先将纤维增强发泡水泥保温板的表面用水润湿，再涂覆复合防水涂料；涂覆的方式为喷涂、刷涂、刮涂或旋涂。润湿的方法为用滚刷涂湿或雾化喷湿。所述干燥优选自然干燥。
上述制备方法中，所用水的水温不低于35℃。进一步的，夏季用水水温为35℃-40℃，冬季用水水温为45℃-50℃，春秋季节用水水温为40℃-45℃。
本发明的纤维增强发泡水泥复合保温板，包括纤维增强发泡水泥基板及其表面附着的复合防水层。所述纤维增强发泡水泥基板，以普通硅酸盐水泥和少量硅灰为胶凝材料，硅灰颗粒粒径比较小，能有效填充在水泥颗粒孔隙之间和基料与纤维孔隙之间，发泡之后，在孔隙内与水化产物生成凝胶体，阻断较大孔隙和裂隙的生成，减少大开放孔数量，从而促使基体形成小而密的封闭孔隙结构，提高基体对纤维材料的裹挟力和两者的结合力，提高发泡水泥硬化体的力学强度和耐久性。本发明采用双氧水为化学发泡剂、硬脂酸钙为稳泡剂，发泡形成泡沫质量好，存留时间长，能在基体硬化后留下较为完整均匀的孔结构，提高泡沫板材的稳定性。
所述纤维增强发泡水泥基板，采用微晶泡沫玻璃渣和苯丙乳液作为无机-有机增强材料。微晶泡沫玻璃渣是由微晶泡沫玻璃板和/或微晶泡沫玻璃砖产品生产线产生的废品或质检淘汰下来的不合格品经粉碎制成的，本身具有孔隙率高、质轻高强、防火不燃、保温隔热的特点，采用体积密度与板材设计密度相近的微晶泡沫玻璃渣作为骨料添加，能显著提高板材的物理力学性能和尺寸稳定性，同时节省成本和矿物资源。苯丙乳液作为第二胶粘剂在体系中发挥胶结增强作用，利用聚合物大分子的成膜作用，在体系中呈三维网状结构将微晶泡沫玻璃渣、聚丙烯纤维与基体交联在一起，增强板材的内聚力，从而提高其力学强度和耐久性。
所述纤维增强发泡水泥基板，采用聚丙烯纤维为纤维增强材料，通过合理设计纤维直径、长度参数，在发泡成型阶段，起到空间位阻、减缓沉降作用，发泡气孔在生长过程中被纤维分割，成孔更加均匀细小，提高泡沫体系的稳定性；在硬化后，纤维在基体中形成稳定的三维网格结构，起到抗裂增强、增韧的作用，提高板材的力学强度和耐久性。
所述复合防水层是由复合防水涂料在纤维增强发泡水泥基板表面涂覆形成，所述复合防水涂料使用时涂覆在纤维增强发泡水泥保温板表面(正面和/或反面和/或侧面)，干燥形成厚度为0.5-5.0mm厚的复合防水层，即可大幅降低板材的体系吸水率。
所述复合拒水涂料由多异氰酸酯和聚醚多元醇、分散剂、增塑剂、超细水泥、硅灰、滑石粉、氢化蓖麻油、消泡剂、催化剂、潜固化剂、溶剂油制成。多异氰酸酯与聚醚多元醇反应生成端NCO基的聚氨酯树脂，作为涂料主要成膜物质，依靠与工作面和/或空气中的湿气(H2O)反应固化成膜，异氰酸根(-NCO)与活泼氢(-H)反应形聚氨酯复合防水膜层的主体结构。异氰酸指数R＝1.6-1.8，聚合物中-NCO含量较多，硬段含量、交联密度增加，聚合物能形成硬段、软段的微相分离，硬段提供强度、软段提供延展性，提高涂膜的拉伸强度、断裂伸长率和粘结强度，且涂膜表面平整、光亮、不发粘、不透水。涂料中的-NCO与H2O反应生成氨基甲酸(-NHCOOH)，氨基甲酸不稳定，易分解产生CO2气体，可能导致涂膜表面产生针孔、气泡等；涂料中添加潜固化剂，在体系中通过与水(或湿气)优先反应产生活性基团，该活性基团再与异氰酸酯基迅速交联固化成膜，避免气体的产生，从而避免涂膜表面气孔、开裂现象。
所述复合防水涂料中，超细水泥、硅灰、滑石粉作为填料使用，构成防水涂料体系的骨架，提高涂料体系的强度和粘度。填料粉末被聚氨酯树脂体系裹挟，超细水泥、硅灰作为第二胶结材料，在涂覆成膜过程中，涂料表面裸露的超细水泥与工作面和/或空气中的湿气(H2O)反应硬化成膜，涂料内部的超细水泥与渗入涂膜内部的水(或湿气)反应固化，硅灰颗粒粒径比较小，能有效填充在水泥颗粒与树脂三维网络的孔隙之间，在孔隙内与水化产物生成凝胶体，提高涂膜的致密性和防水性；上述无机材料固化过程与聚氨酯树脂的固化反应相结合，形成有机-无机复合防水涂膜，一方面增加复合防水涂料与纤维增强发泡水泥保温板的相容性，增强两者的结合力，涂膜不易脱落；两一方面增加复合防水涂料形成的复合防水层与后续建筑材料(如外装饰材料)的相容性，增强两者的结合力，便于外部施工。在涂膜干燥或形成的复合防水层后续使用过程中，如涂膜表面开裂产生裂缝或磕碰产生缺陷，裂缝或缺陷中裸露的超细水泥和硅灰能继续与工作面或空气中的水分反应，二次硬化成膜，封闭裂缝或缺陷的孔隙，阻止裂缝或缺陷的扩大和成长，从而继续发挥防水作用。
所述复合防水涂料中，氢化蓖麻油作为触变剂使用，依靠其链上的羟基与氨基甲酸酯基形成氢键基团，形成有触变性的网络结构，使得体系具有触变效果，方便无机填料的分散，提高体系的储存稳定性。分散剂中的作用是提高无机粉体在体系中的分散性；消泡剂的作用是消除涂料体系的泡沫。
本发明的纤维增强发泡水泥复合保温板的制备方法，先将微晶泡沫玻璃渣表面喷水并拌和使其颗粒表面均匀润湿，加入少量水泥拌和，使颗粒表面包裹薄层水泥制备增强料；一方面通过薄层水泥层对微晶泡沫玻璃渣表面开放孔进行封闭，提高保温隔热性能并防止孔隙吸水，另一方面通过预裹的薄层水泥层起过渡作用，提高微晶泡沫玻璃渣增强料与基体的结合力。将苯丙乳液用剩余的水稀释后，加入配方量的减水剂、硬脂酸钙、聚丙烯纤维，搅拌分散均匀得悬浮液料，使得聚合物大分子先与聚丙烯纤维材料纠缠成三维网状结构。在所得悬浮液料中加入由配方量的硅灰、剩余水泥混合而成的胶凝材料和所得增强料，高速搅拌120-150s使其充分分散后，加入配方量的促凝剂、发泡剂双氧水，快速搅拌制备水泥浆料；将所得水泥浆料注入模具中，静停、养护成型，脱模，制得纤维增强发泡水泥基板。在所得纤维增强发泡水泥基板表面涂覆所述复合拒水涂料，干燥形成复合防水层。该制备方法工艺合理、操作简便，适合大规模工业化生产。
经检测，本发明的纤维增强发泡水泥复合保温板外观没有裂缝、缺棱掉角、层裂和表面油污等；基板按照设计规格加工成型，复合防水层厚度小，对成品尺寸影响不大，实际成品尺寸均在允许偏差范围内，外观质量好，满足使用要求。所得板材的表观密度属于II型保温板；导热系数(平均温度25℃)低，在0.045-0.047W/(m·K)，具有良好的保温隔热性能；由于主体采用无机不燃材料，燃烧性能等级均为不燃A1级，具有良好的防火阻燃性能；抗压强度高，力学性能好。复合保温板成品板材的表观密度、导热系数、不燃性能和力学强度由基板决定，由于复合防水层很薄，对板材的表观密度、导热系数、不燃性能和抗压强度影响不大。
本发明所用基板的体系吸水率在7.43％-7.92％之间，而所得复合保温板的体系吸水率在1.02％-1.13％之间，体系吸水率大幅下降，这是因为复合防水层封闭板材表面开放孔，阻断水分进入板材的通道，具有良好的防水隔水及阻止水汽侵袭的能力，大部分水分无法进入板材内部，从而大幅降低板材吸水率。在抗冻融循环实验中，设置-18℃保温3h、20℃保温6h为一次循环，经过50次循环后，所得板材的抗压强度分别为0.660MPa、0.690MPa、0.681MPa，抗压强度损失率仅在8.10％-8.41％之间，大大降低了强度损失，这是由于所得板材体积吸水率极低，在冻融循环中大幅减少了水分对板材内部的破坏，强度保持率高。实验结果表明所得板材具有较高的强度、极低的吸水率和优异的抗冻融循环性能，耐久度好，使用寿命长。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。
具体实施方式中，所用普通硅酸盐水泥为市售P.O 42.5R级普通硅酸盐水泥，水泥颗粒粒径为10-30μm，含水量<0.15％。所用硅灰为市售商品，SiO2含量≥90％，粒径0.1-0.5μm，比表面积20-28m2/g，含水量≤1.0％。所用减水剂为市售高效聚羧酸减水剂，固含量为30％，减水率≥25％。所用发泡剂双氧水为市售质量浓度为27.5％的工业双氧水。所用硬脂酸钙为市售商品，白色粉末，含水量≤2.0％。所用促凝剂为碳酸锂，市售商品，含水量≤1.0％。所用苯丙乳液为市售建筑防水涂料用苯丙乳液，乳白色液体，固含量为45％，pH值为8.4，单体残留量0.4％。所用聚丙烯纤维为市售商品，直径为15-25μm，长度为6-10mm，含水量≤2.0％。
所用微晶泡沫玻璃渣由微晶泡沫玻璃经机械粉碎制得，此处所用的微晶泡沫玻璃来自微晶泡沫玻璃板或微晶泡沫玻璃砖产品生产线产生的废品或质检淘汰下来的不合格品，废品或不合格品产生的原因主要是形状缺失、尺寸偏差、裂纹、破碎、磕碰损伤等；所得微晶泡沫玻璃渣的粒径为1-4mm，体积密度为201.3kg/m3。
所述水胶比是指水与胶凝材料的质量比；水包含外加的水和其余各组分自带的水的质量之和；胶凝材料为水泥和硅灰的总质量。实施例中所用外加水的水温为45℃-50℃(冬季标准)。
具体实施方式中，所用聚醚多元醇由市售商品聚醚二元醇2000D(相对分子质量2000，羟值55mgKOH/g)和聚醚三元醇330N(相对分子量4800，羟值35mgKOH/g)组成，所述聚醚三元醇330N占聚醚多元醇总质量的20％。所用超细水泥为市售超细硅酸盐水泥，活性颗粒粒径为0.2-10μm，含水量<0.15％。所用硅灰为市售商品，SiO2含量≥90％，颗粒粒径0.1-0.5μm，比表面积20-28m2/g，含水量≤1.0％。所用滑石粉为市售商品，SiO2含量为60％，氧化镁含量30％，颗粒粒径为3-10μm。所用分散剂为市售的润湿分散剂DISPER BYK-180。所用消泡剂为市售的溶剂型体系用有机硅消泡剂BYK-141。所用潜固化剂为市售的聚氨酯潜固化剂ALT-101。
实施例1
本实施例的纤维增强发泡水泥复合保温板，包括纤维增强发泡水泥基板及其表面附着的复合防水层；复合防水层的厚度为1.0mm；
所述纤维增强发泡水泥基板由水和以下重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥95份、硅灰5.0份、减水剂0.50份、发泡剂双氧水6.0份、硬脂酸钙1.8份、促凝剂碳酸锂0.6份、微晶泡沫玻璃渣6.5份、苯丙乳液8.0份、聚丙烯纤维0.50份；水胶比为0.55；
所述复合防水层是由复合防水涂料在纤维增强发泡水泥基板表面涂覆形成，所述复合拒水涂料由4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和以下重量份的原料制成：聚醚多元醇100份、分散剂0.50份、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯20份、超细水泥39份、硅灰6份、滑石粉10份、氢化蓖麻油0.6份、消泡剂0.10份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.30份、潜固化剂1.0份、150#溶剂油12份；4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的用量满足异氰酸指数R＝1.6。
上述的纤维增强发泡水泥复合保温板的制备方法，包括以下步骤：
1)取配方量的微晶泡沫玻璃渣，在微晶泡沫玻璃渣表面喷水，用水量为微晶泡沫玻璃渣重量的8％，拌和使其颗粒表面均匀润湿，加入微晶泡沫玻璃渣重量20％的水泥拌和，使颗粒表面包裹薄层水泥，得增强料；
2)取配方量的苯丙乳液用剩余的水稀释后，加入配方量的减水剂、硬脂酸钙、聚丙烯纤维，搅拌使其分散均匀得悬浮液料；
3)在步骤2)所得悬浮液料中加入由配方量的硅灰、剩余水泥均匀混合而成的胶凝材料和步骤1)所得增强料，以1000rpm的转速高速搅拌120-150s后，加入配方量的促凝剂碳酸锂、发泡剂双氧水，以500rpm的转速快速搅拌20-30s，得水泥浆料；将所得水泥浆料注入模具中，静停、养护16h成型，经脱模、标准养护28d，即得纤维增强发泡水泥基板；
4)取配方量的聚醚多元醇、分散剂、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、滑石粉和氢化蓖麻油混合，在温度为115℃、真空度不低于0.085MPa的真空条件下，以900rpm的转速搅拌脱水，后降温至60℃，加入计算需要量的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，以300rpm的转速搅拌均匀后升温至90℃反应3h，后降温至50℃，加入配方量的消泡剂、催化剂二月桂酸二丁基锡、潜固化剂和150#溶剂油，以300rpm的转速搅拌至分散均匀得半成品；
所得半成品中加入配方量的超细水泥和硅灰，以1000rpm的转速高速剪切分散60min后，真空条件下脱气泡30min，即得复合拒水涂料；
5)用湿润滚刷涂抹步骤3)所得纤维增强发泡水泥保温板的表面(包括正反两面及侧边)使其润湿，后涂覆步骤4)所得复合拒水涂料，自然干燥形成厚度为1.0mm的复合防水层，即得所述纤维增强发泡水泥复合保温板。
实施例2
本实施例的纤维增强发泡水泥复合保温板，包括纤维增强发泡水泥基板及其表面附着的复合防水层；复合防水层的厚度为1.0mm；
所述纤维增强发泡水泥基板由水和以下重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥95.5份、硅灰4.5份、减水剂0.55份、发泡剂双氧水6.5份、硬脂酸钙1.9份、促凝剂碳酸锂0.55份、微晶泡沫玻璃渣6.0份、苯丙乳液7.5份、聚丙烯纤维0.55份；水胶比为0.55；
所述复合防水层是由复合防水涂料在纤维增强发泡水泥基板表面涂覆形成，所述复合拒水涂料由4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和以下重量份的原料制成：聚醚多元醇100份、分散剂0.55份、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯18份、超细水泥40份、硅灰5份、滑石粉11份、氢化蓖麻油0.55份、消泡剂0.15份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.35份、潜固化剂1.4份、150#溶剂油11份；4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的用量满足异氰酸指数R＝1.7。
上述的纤维增强发泡水泥复合保温板的制备方法，包括以下步骤：
1)取配方量的微晶泡沫玻璃渣，在微晶泡沫玻璃渣表面喷水，用水量为微晶泡沫玻璃渣重量的9％，拌和使其颗粒表面均匀润湿，加入微晶泡沫玻璃渣重量22％的水泥拌和，使颗粒表面包裹薄层水泥，得增强料；
2)取配方量的苯丙乳液用剩余的水稀释后，加入配方量的减水剂、硬脂酸钙、聚丙烯纤维，搅拌使其分散均匀得悬浮液料；
3)在步骤2)所得悬浮液料中加入由配方量的硅灰、剩余水泥均匀混合而成的胶凝材料和步骤1)所得增强料，以1000rpm的转速高速搅拌120-150s后，加入配方量的促凝剂碳酸锂、发泡剂双氧水，以500rpm的转速快速搅拌20-30s，得水泥浆料；将所得水泥浆料注入模具中，静停、养护16h成型，经脱模、标准养护28d，即得纤维增强发泡水泥基板；
4)取配方量的聚醚多元醇、分散剂、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、滑石粉和氢化蓖麻油混合，在温度为110℃、真空度不低于0.085MPa的真空条件下，以1000rpm的转速搅拌脱水，后降温至60℃，加入计算需要量的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，以400rpm的转速搅拌均匀后升温至85℃反应4h，后降温至50℃，加入配方量的消泡剂、催化剂二月桂酸二丁基锡、潜固化剂和150#溶剂油，以400rpm的转速搅拌至分散均匀得半成品；
所得半成品中加入配方量的超细水泥和硅灰，以1100rpm的转速高速剪切分散50min后，真空条件下脱气泡25min，即得复合拒水涂料；
5)用湿润滚刷涂抹步骤3)所得纤维增强发泡水泥保温板的表面(包括正反两面及侧边)使其润湿，后涂覆步骤4)所得复合拒水涂料，自然干燥形成厚度为1.0mm的复合防水层，即得所述纤维增强发泡水泥复合保温板。
实施例3
本实施例的纤维增强发泡水泥复合保温板，包括纤维增强发泡水泥基板及其表面附着的复合防水层；复合防水层的厚度为1.0mm；
所述纤维增强发泡水泥基板由水和以下重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥96份、硅灰4.0份、减水剂0.60份、发泡剂双氧水7.0份、硬脂酸钙2.0份、促凝剂碳酸锂0.6份、微晶泡沫玻璃渣5.5份、苯丙乳液7.0份、聚丙烯纤维0.60份；水胶比为0.55；
所述复合防水层是由复合防水涂料在纤维增强发泡水泥基板表面涂覆形成，所述复合拒水涂料由4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和以下重量份的原料制成：聚醚多元醇100份、分散剂0.60份、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯18份、超细水泥41份、硅灰6份、滑石粉12份、氢化蓖麻油0.5份、消泡剂0.20份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.40份、潜固化剂1.3份、150#溶剂油10份；4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的用量满足异氰酸指数R＝1.8。
上述的纤维增强发泡水泥复合保温板的制备方法，包括以下步骤：
1)取配方量的微晶泡沫玻璃渣，在微晶泡沫玻璃渣表面喷水，用水量为微晶泡沫玻璃渣重量的10％，拌和使其颗粒表面均匀润湿，加入微晶泡沫玻璃渣重量25％的水泥拌和，使颗粒表面包裹薄层水泥，得增强料；
2)取配方量的苯丙乳液用剩余的水稀释后，加入配方量的减水剂、硬脂酸钙、聚丙烯纤维，搅拌使其分散均匀得悬浮液料；
3)在步骤2)所得悬浮液料中加入由配方量的硅灰、剩余水泥均匀混合而成的胶凝材料和步骤1)所得增强料，以1000rpm的转速高速搅拌120-150s后，加入配方量的促凝剂碳酸锂、发泡剂双氧水，以500rpm的转速快速搅拌20-30s，得水泥浆料；将所得水泥浆料注入模具中，静停、养护16h成型，经脱模、标准养护28d，即得纤维增强发泡水泥基板；
4)取配方量的聚醚多元醇、分散剂、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、滑石粉和氢化蓖麻油混合，在温度为120℃、真空度不低于0.085MPa的真空条件下，以800rpm的转速搅拌脱水，后降温至65℃，加入计算需要量的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，以300rpm的转速搅拌均匀后升温至90℃反应2h，后降温至55℃，加入配方量的消泡剂、催化剂二月桂酸二丁基锡、潜固化剂和150#溶剂油，以300rpm的转速搅拌至分散均匀得半成品；
在所得半成品中加入配方量的超细水泥和硅灰，以1200rpm的转速高速剪切分散40min后，真空条件下脱气泡20min，即得复合拒水涂料；
5)用湿润滚刷涂抹步骤3)所得纤维增强发泡水泥保温板的表面(包括正反两面及侧边)使其润湿，后涂覆步骤4)所得复合拒水涂料，自然干燥形成厚度为1.0mm的复合防水层，即得所述纤维增强发泡水泥复合保温板。
为验证上述所得纤维增强发泡水泥复合保温板的性能，按照《JC/T2200-2013水泥基泡沫保温板》的要求进行检测，结果如表1所示。
实施例1-3所得纤维增强发泡水泥复合保温板的性能检测结果
Figure BDA0002419215080000101
Figure BDA0002419215080000111
从表1的检测结果可以看出，实施例1-3所得纤维增强发泡水泥复合保温板外观没有裂缝、缺棱掉角、层裂和表面油污等；基板按照设计规格(长×宽×厚)为300mm×300mm×50mm加工成型，复合防水层(厚度1.0mm)对成品尺寸影响不大，实际成品尺寸均在允许偏差范围内，外观质量好，满足使用要求。
实施例1-3所得板材的表观密度在199.9-205.3kg/m3之间，属于II型保温板；导热系数(平均温度25℃)低，在0.045-0.047W/(m·K)，具有良好的保温隔热性能；由于主体采用无机不燃材料，燃烧性能等级均为不燃A1级，具有良好的防火阻燃性能；抗压强度分别为0.725MPa、0.753MPa、0.741MPa，抗压强度高，力学性能好。复合保温板成品板材的表观密度、导热系数、不燃性能和力学强度由基板决定，由于复合防水层很薄，对板材的表观密度、导热系数、不燃性能和抗压强度影响不大。
实施例1-3所用基板的体系吸水率在7.43％-7.92％之间，而所得复合保温板的体系吸水率在1.02％-1.13％之间，体系吸水率大幅下降，这是因为复合防水层封闭板材表面开放孔，阻断水分进入板材的通道，具有良好的防水隔水及阻止水汽侵袭的能力，大部分水分无法进入板材内部，从而大幅降低板材吸水率。在抗冻融循环实验中，设置-18℃保温3h、20℃保温6h为一次循环，经过50次循环后，实施例1-3所用基板的抗压强度分别为0.606MPa、0.632MPa、0.627MPa，抗压强度损失率在14.59％-15.04％之间；所得板材的抗压强度分别为0.660MPa、0.690MPa、0.681MPa，抗压强度损失率仅在8.10％-8.41％之间，大大降低了强度损失，这是由于所得板材体积吸水率极低，在冻融循环中大幅减少了水分对板材内部的破坏，强度保持率高。
实验结果表明所得板材具有较高的强度、极低的吸水率和优异的抗冻融循环性能，耐久度好，使用寿命长。

Claims (9)

1.一种纤维增强发泡水泥复合保温板，其特征在于：包括纤维增强发泡水泥基板及其表面附着的复合防水层；
所述纤维增强发泡水泥基板主要由水和以下重量份的原料制成：普通硅酸盐水泥95-96份、硅灰4.0-5.0份、减水剂0.50-0.60份、发泡剂双氧水6.0-7.0份、硬脂酸钙1.6-2.0份、促凝剂0.5-0.6份、微晶泡沫玻璃渣5.5-6.5份、苯丙乳液7.0-8.0份、聚丙烯纤维0.45-0.60份；水胶比为0.55-0.57；
所述复合防水层是由复合防水涂料在纤维增强发泡水泥基板表面涂覆形成，所述复合拒水涂料主要由多异氰酸酯和以下重量份的原料制成：聚醚多元醇100份、分散剂0.5-0.6份、增塑剂15-20份、超细水泥39-41份、硅灰4-6份、滑石粉10-12份、氢化蓖麻油0.5-0.6份、消泡剂0.1-0.2份、催化剂0.3-0.4份、潜固化剂1.0-1.5份、溶剂油10-12份；所述多异氰酸酯的用量满足异氰酸指数R＝1.6-1.8。
2.根据权利要求1所述的纤维增强发泡水泥复合保温板，其特征在于：所述复合防水层的厚度为0.5-5.0mm。
3.根据权利要求1所述的纤维增强发泡水泥复合保温板，其特征在于：所述微晶泡沫玻璃渣的粒径≤4mm，体积密度≤250kg/m3。
4.根据权利要求1所述的纤维增强发泡水泥复合保温板，其特征在于：所述苯丙乳液的固含量为40％-45％。
5.根据权利要求1所述的纤维增强发泡水泥复合保温板，其特征在于：所述多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；所述聚醚多元醇由聚醚二元醇2000D和聚醚三元醇330N组成，所述聚醚三元醇330N占聚醚多元醇总质量的20％-25％。
6.根据权利要求1所述的纤维增强发泡水泥复合保温板，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；所述溶剂油为150#溶剂油。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的纤维增强发泡水泥复合保温板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)取配方量的微晶泡沫玻璃渣，表面喷水并拌和使其颗粒表面均匀润湿，加入微晶泡沫玻璃渣重量20％-25％的水泥拌和，使颗粒表面包裹薄层水泥，得增强料；
2)取配方量的苯丙乳液用剩余的水稀释后，加入配方量的减水剂、硬脂酸钙、聚丙烯纤维，搅拌分散均匀得悬浮液料；
3)在步骤2)所得悬浮液料中加入由配方量的硅灰、剩余水泥混合而成的胶凝材料和步骤1)所得增强料，高速搅拌120-150s后，加入配方量的促凝剂、发泡剂双氧水，快速搅拌20-30s，得水泥浆料；将所得水泥浆料注入模具中，静停、养护成型，脱模，制得纤维增强发泡水泥基板；
4)取配方量的聚醚多元醇、分散剂、增塑剂、滑石粉和氢化蓖麻油混合，在温度为110℃-120℃、真空条件下搅拌脱水，后降温至60℃-65℃，加入多异氰酸酯，搅拌均匀后升温至85℃-90℃反应2-4h，后降温至50℃-55℃，加入配方量的消泡剂、催化剂、潜固化剂和溶剂油，分散均匀得半成品；在所得半成品中加入配方量的超细水泥和硅灰，以1200-1400rpm的转速高速剪切分散40-60min后，真空条件下脱气泡20-30min，即得复合拒水涂料；
5)在步骤3)所得纤维增强发泡水泥基板表面涂覆步骤4)所得复合拒水涂料，干燥形成复合防水层，即得。
8.根据权利要求7所述的纤维增强发泡水泥复合保温板的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述喷水的用水量为微晶泡沫玻璃渣重量的8％-10％。
9.根据权利要求7所述的纤维增强发泡水泥复合保温板的制备方法，其特征在于：步骤4)中，所述真空条件是指真空度不低于0.09MPa。
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