CN111978053A - 一种聚苯颗粒保温板的制备方法及由其得到的聚苯颗粒保温板和应用 - Google Patents

一种聚苯颗粒保温板的制备方法及由其得到的聚苯颗粒保温板和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种聚苯颗粒保温板的制备方法及由其得到的聚苯颗粒保温板和应用，所述制备方法包括如下步骤：(1)将聚苯颗粒与乳液胶黏剂混合并置于模具；(2)将填缝增强剂与水混合，得到填缝浆料；(3)将步骤(2)得到的填缝浆料浇灌于步骤(1)的模具中，然后干燥成型，得到所述聚苯颗粒保温板。采用本发明提供的制备方法制备得到的聚苯颗粒保温板具有较低的导热系数，即其保温性能良好；同时其抗压强度和拉拔强度均较高，可以很好地满足应用要求。

Description

一种聚苯颗粒保温板的制备方法及由其得到的聚苯颗粒保温 板和应用
技术领域
本发明属于保温材料技术领域，涉及一种聚苯颗粒保温板的制备方法及由其得到的聚苯颗粒保温板和应用。
背景技术
墙体保温是节能降耗的重要环节，通过给墙体设置保温材料，起到保温隔热的效果，不仅节约了能源也提高了居住的舒适性，外墙保温材料有岩棉、聚苯板、挤塑板、聚苯颗粒浆料等，其中岩棉为无机材料，不仅具有保温的功能还可以起到防火的功能，是建筑业比较青睐的保温材料之一，建筑防火设计规范要求在一些人员密集的重要场所设置A级保温材料，对一般的建筑业要求设置防火隔离带，起到抑制火灾发生的作用，表明A级保温材料是保温行业不可或缺的材料之一。
目前聚苯颗粒保温板的制备技术主要采用聚苯颗粒、水泥、硅粉、胶粉、憎水剂等材料制成，其制作工艺通常是先将水泥、硅粉、胶粉、憎水剂等材料搅拌均匀，再加入水搅拌成浆体，再投入聚苯颗粒搅拌成浆料，将浆料投注到模具内，用液压机压制，等养护成型后在拆除模具，制成聚苯颗粒保温板大块，再根据使用要求切割成一定尺寸和厚度的聚苯颗粒保温板。用这种方法制成的聚苯颗粒保温板由于孔隙率大，造成板材的导热系数高、体积吸水率大、拉拔强度低，严重限制聚苯颗粒保温板在工程上的应用。
CN109249518A公开了一种聚苯颗粒保温板的制备方法，使用的原材料及单位立方米用量如下：聚苯颗粒、水泥、硅质矿粉、胶粉、有机乳液、憎水剂、水；生产时先将有机乳液、憎水剂和水搅拌均匀制成混合液体，按一定比例在压制桶内与聚苯颗粒混合均匀，用液压机在压制桶里反复压制后使混合液体吸附包裹在聚苯颗粒表面和内部浅表层，用搅拌机将压制后的聚苯颗粒打散，再投入用水泥、硅质矿粉和胶粉均匀混合制成的粉体材料，搅拌后制成聚苯颗粒包干拌料，在压制箱内用液压机上下顶压，经保压养护后用液压机脱模，制成聚苯颗粒保温板大块，再按要求的尺寸经切割后成为需要的聚苯颗粒保温板。
因此，目前需要提供一种成型工艺简单，且最后制备得到的保温板保温效果好，强度高的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚苯颗粒保温板的制备方法及由其得到的聚苯颗粒保温板和应用；采用本发明提供的制备方法制备得到的聚苯颗粒保温板具有较低的导热系数，即其保温性能良好；同时其抗压强度和拉拔强度均较高，可以很好地满足应用要求。
为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种聚苯颗粒保温板的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚苯颗粒与乳液胶黏剂混合并置于模具；
(2)将填缝增强剂与水混合，得到填缝浆料；
(3)将步骤(2)得到的填缝浆料浇灌于步骤(1)的模具中，然后干燥成型，得到所述聚苯颗粒保温板。
相较于现有技术，本发明提供的制备方法可以使最后得到的保温板具有较少的空隙，同时配合填缝增强剂，使得最后得到的聚苯颗粒保温板具有较低的导热系数，即其保温性能良好；同时其抗压强度和拉拔强度均较高，可以很好地满足应用要求。
优选地，所述聚苯颗粒选自直径为2-8mm(例如2-3mm、3-4mm、4-5mm、5-6mm、6-7mm、2-4mm、5-7mm等)的原生聚苯颗粒。
本发明优选直径为2-8mm的原生聚苯颗粒，若聚苯颗粒的直径过小，则可能会导致填缝增强剂较难填充至颗粒之间的空隙，而导致最后的保温板强度和保温性能稍差；若聚苯颗粒的直径过大，一方面会导致填缝增强剂的使用量增高，另一方面也可能会导致保温板的空隙较多，最终导热性能稍差。
优选地，所述乳液胶黏剂的固含量为30-50％，例如32％、35％、38％、40％、42％、45％、48％等。
优选地，所述乳液胶黏剂选自丙烯酸乳液和/或EVA乳液。
优选地，以所述聚苯颗粒的体积为基准，所述乳液胶黏剂的添加量为8-15g/L，例如9g/L、10g/L、11g/L、12g/L、13g/L、14g/L等。
优选地，以所述聚苯颗粒的体积为基准，所述填缝浆料的添加量为0.3-0.5kg/L，例如0.32kg/L、0.34kg/L、0.36kg/L、0.38kg/L、0.40kg/L、0.42kg/L、0.45kg/L、0.48kg/L等。
优选地，在步骤(2)中，所述水的加入量为所述填缝增强剂质量的20-35％，例如22％、25％、28％、30％、32％、34％等。
在本发明中，所述填缝增强剂包括如下组分：硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、超细粉煤灰、超细微硅粉、聚合物乳液、减水剂、憎水剂、增稠保水剂、消泡剂、渗透剂和润滑促流剂。
优选地，所述填缝增强剂按质量百分含量计，包括如下组分：
Figure BDA0002590511740000031
在本发明中，所述硅酸盐水泥55-80％，例如60％、65％、70％、75％、78％等。在本发明中，所述硫铝酸盐水泥5-8％，例如5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％等。在本发明中，所述超细粉煤灰8-15％，例如10％、11％、12％、13％、14％等。在本发明中，所述超细微硅粉5-10％，例如6％、7％、8％、9％等。在本发明中，所述聚合物乳液1-3％，例如1.5％、2％、2.5％等。在本发明中，所述减水剂0.1-0.2％，例如0.12％、0.14％、0.15％、0.16％、0.18％等。在本发明中，所述憎水剂0.1-0.2％，例如0.12％、0.14％、0.15％、0.16％、0.18％等。在本发明中，所述增稠保水剂0.05-0.15％，例如0.08％、0.10％、0.12％、0.14％等。在本发明中，所述消泡剂0.05-0.1％，例如0.06％、0.07％、0.08％、0.09％等。在本发明中，所述渗透剂0.05-0.08％等，例如0.06％、0.07％等。在本发明中，所述润滑促流剂0.01-0.05％，例如0.02％、0.03％、0.04％等。
在本发明中，所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚，所述润滑促流剂选自聚四氟乙微粉。
和/或，所述聚合物乳液选自丙烯酸类乳液。
和/或，所述减水剂选自聚羧酸类减水剂。
和/或，所述憎水剂选自硅类憎水剂。
和/或，所述增稠保水剂选自粘度为400-10000mPa·s(例如500mPa·s、1000mPa·s、2000mPa·s、5000mPa·s、8000mPa·s等)的羟丙基甲基纤维素。
和/或，所述消泡剂选自聚醚类消泡剂。
本发明提供的填缝增强剂具有较高的流动性，其中的渗透剂和润滑促流剂相互配合，润滑促流剂在宏观上增加填缝剂的流动性，而渗透剂降低填缝剂的表面张力且在微观上增加填缝剂与聚苯颗粒的结合力，二者具有协同作用，使得最后得到的保温材料具有优异的保温性能以及抗压强度和拉拔强度；同时采用普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的配合，使得最后的填缝增强剂具有较合适的凝结时间，既可以节约保温板成型时间，又可以给填缝增强剂足够的时间，使其完全填充至聚苯颗粒保温板空隙之间。
若硫铝酸盐水泥的添加量过多，则其会较快凝结，导致部分空隙没有被填缝增强剂填充，进而导致最后得到的保温材料的导热系数增高，强度下降；若硫铝酸盐水泥的添加量过低，则会导致凝胶时间延长，成型时间延长，相当于降低了成型效率。
第二方面，本发明提供了第一方面所述的制备方法制备得到的聚苯颗粒保温板。
第三方面，本发明提供了第二方面所述的聚苯颗粒保温板在外墙保温中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)利用本发明提供的制备方法制备得到的聚苯颗粒保温板具有较低的导热系数，同时其抗压强度和拉拔强度均较高，可以很好地满足应用要求，其中，导热系数在0.050W/m·k以下，最优可达0.047W/m·k以下，而抗压强度仍可达到0.35MPa以上，最优可达0.44MPa以上，同时拉拔强度也可以达到0.16MPa以上，最优可达0.19MPa以上；
(2)本发明提供的保温板的制备方法简单易行。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种聚苯颗粒保温板，制备方法如下：
(1)将填缝增强剂与水混合，水的加入量为填缝增强剂质量的30％，得到填缝浆料；
其中，填缝增强剂按质量百分含量计，由如下组分组成：硅酸盐水泥68％；硫铝酸盐水泥7％；超细粉煤灰14.4％；超细微硅粉8％；聚合物乳液2％；减水剂0.15％；憎水剂0.15％；增稠保水剂0.1％；消泡剂0.1％；渗透剂0.08％；润滑促流剂0.02％。
其中，聚合物乳液为苯丙乳液，减水剂为聚羧酸减水剂，憎水剂为甲基硅酸钠，增稠保水剂为羟丙基甲基纤维素，粘度为2000mPa·s，消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，润滑促流剂为聚四氟乙烯微粉。
(2)将直径是4-5mm的原生聚苯颗粒与固含量为40％的丙烯酸乳液混合并置于模具，以聚苯颗粒的体积为基准，乳液胶黏剂的添加量为11g/L；
(3)将步骤(1)得到的填缝浆料浇灌于步骤(2)的模具中，然后在30℃干燥成型，得到聚苯颗粒保温板，其中，以原生聚苯颗粒的体积为基准，填缝浆料的使用量为0.4kg/L。
实施例2-3
与实施例1的区别在于，在本实施例中，原生聚苯颗粒的直径为2-3mm(实施例2)、7-8mm(实施例3)。
实施例4
与实施例1的区别在于，在本实施例中，以原生聚苯颗粒的体积为基准，填缝浆料的使用量为0.2kg/L。
实施例5
一种聚苯颗粒保温板，制备方法如下：
(1)将填缝增强剂与水混合，水的加入量为填缝增强剂质量的20％，得到填缝浆料；
其中，填缝增强剂按质量百分含量计，由如下组分组成：硅酸盐水泥80％；硫铝酸盐水泥5％；超细粉煤灰8％；超细微硅粉5％；聚合物乳液1.4％；减水剂0.1％；憎水剂0.2％；增稠保水剂0.1％；消泡剂0.1％；渗透剂0.05％；润滑促流剂0.05％。
其中，聚合物乳液为苯丙乳液，减水剂为聚羧酸减水剂，憎水剂为甲基硅酸钠，增稠保水剂为羟丙基甲基纤维素，粘度为5000mPa·s，消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，润滑促流剂为聚四氟乙烯微粉。
(2)将直径是5mm的原生聚苯颗粒与固含量为30％的EVA乳液混合并置于模具，以聚苯颗粒的体积为基准，乳液胶黏剂的添加量为8g/L；
(3)将步骤(1)得到的填缝浆料浇灌于步骤(2)的模具中，然后干燥成型，得到聚苯颗粒保温板，其中，以原生聚苯颗粒的体积为基准，填缝浆料的使用量为0.3kg/L。
实施例6
一种聚苯颗粒保温板，制备方法如下：
(1)将填缝增强剂与水混合，水的加入量为填缝增强剂质量的35％，得到填缝浆料；
其中，填缝增强剂按质量百分含量计，由如下组分组成：硅酸盐水泥55％；硫铝酸盐水泥8％；超细粉煤灰23.5％；超细微硅粉10％；聚合物乳液3％；减水剂0.2％；憎水剂0.11％；增稠保水剂0.05％；消泡剂0.05％；渗透剂0.06％；润滑促流剂0.03％。
其中，聚合物乳液为苯丙乳液，减水剂为聚羧酸减水剂，憎水剂为甲基硅酸钠，增稠保水剂为羟丙基甲基纤维素，粘度为8000mPa·s，消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，润滑促流剂为聚四氟乙烯微粉。
(2)将直径是5mm的原生聚苯颗粒与固含量为50％的丙烯酸乳液混合并置于模具，以聚苯颗粒的体积为基准，乳液胶黏剂的添加量为15g/L；
(3)将步骤(1)得到的填缝浆料浇灌于步骤(2)的模具中，然后干燥成型，得到聚苯颗粒保温板，其中，以原生聚苯颗粒的体积为基准，填缝浆料的使用量为0.5kg/L。
对比例1-2
与实施例1的区别在于，在本对比例中，原生聚苯颗粒的直径为1-2mm(对比例1)、9-10mm(对比例2)。
对比例3
市售聚苯板。
性能测试
对实施例1-6和对比例1-3提供的聚苯颗粒保温板进行性能测试，依据GB/T29906-2013《模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料》中的测试方法测试其导热系数、抗压强度和拉拔强度；
测试结果见表1：
表1
Figure BDA0002590511740000071
由实施例和性能测试可知，利用本发明提供的制备方法制备得到的聚苯颗粒保温板具有较低的导热系数以及较高的抗压强度和拉拔强度，其中，导热系数在0.050W/m·k以下，最优可达0.047W/m·k以下，而抗压强度仍可达到0.35MPa以上，最优可达0.44MPa以上，同时拉拔强度也可以达到0.16MPa以上，最优可达0.19MPa以上。
由实施例1-3的对比可知，本发明选择聚苯颗粒的粒径为2-8mm时，最后得到的保温板综合性能最优；由实施例1和实施例4的对比可知，填缝增强剂的添加量为0.3-0.5kg/L时效果最佳，若添加量过低，则有可能部分空隙存在而导致保温效果和强度均略低，若添加量过多，并不会增加保温等性能，反而会造成原料的浪费；由实施例1和对比例1-2的对比可知，在本发明中，采用直径为2-8mm的原生聚苯颗粒具有更优的综合效果；由实施例1和对比例3的对比可知，相比于现有技术，本发明提供的保温板具有优异的保温性能以及更高的机械性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的聚苯颗粒保温板的制备方法及由其得到的聚苯颗粒保温板和应用，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种聚苯颗粒保温板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚苯颗粒与乳液胶黏剂混合并置于模具；
(2)将填缝增强剂与水混合，得到填缝浆料；
(3)将步骤(2)得到的填缝浆料浇灌于步骤(1)的模具中，然后干燥成型，得到所述聚苯颗粒保温板。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚苯颗粒选自直径为2-8mm的原生聚苯颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述乳液胶黏剂的固含量为30-50％。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的制备方法，其特征在于，所述乳液胶黏剂选自丙烯酸乳液和/或EVA乳液。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的制备方法，其特征在于，以所述聚苯颗粒的体积为基准，所述乳液胶黏剂的添加量为8-15g/L。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的制备方法，其特征在于，以所述聚苯颗粒的体积为基准，所述填缝浆料的添加量为0.3-0.5kg/L。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述水的加入量为所述填缝增强剂质量的20-35％。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的制备方法，其特征在于，所述填缝增强剂包括如下组分：硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、超细粉煤灰、超细微硅粉、聚合物乳液、减水剂、憎水剂、增稠保水剂、消泡剂、渗透剂和润滑促流剂。
9.权利要求1-8中的任一项所述的制备方法制备得到的聚苯颗粒保温板。
10.权利要求9所述的聚苯颗粒保温板在外墙保温中的应用。
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