CN112047754A - 一种防火保温板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种防火保温板及其制备方法，保温板由包含以下重量份的原料制成：水泥80‑150份，非金属矿物质石粉20‑40份，粉煤灰30‑60份，胶黏剂20‑40份，聚苯颗粒发泡物5‑10份，水80‑150份。制备方法为：将不同发泡倍率的发泡颗粒混合，得聚苯颗粒发泡物；按配比将非金属矿物质石粉、水泥、胶黏剂和粉煤灰混合，得预混料；将聚苯颗粒发泡物与预混料混合，混合均匀，得混合料；将混合物成型，养护，然后将半成品进行表面处理，使半成品表面形成有若干圆弧面槽。本申请的防火保温板具有优异的保温性能、抗压强度、抗拉强度，且对环境友好，阻燃性能达到A级，通过对保温板进行表面处理，形成若干圆弧面槽，可增加防火保温板与待施工墙面/板材的粘合牢固度。

Description

一种防火保温板及其制备方法

技术领域

本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种防火保温板及其制备方法。

背景技术

在我国,外墙保温材料主要被分为A级、B1级、B2级和B3级四个等级。参考现行的《建筑材料燃烧性能分级方法》可知，A级为不燃材料，属无机保温材料，例如玻璃棉、岩棉板、泡沫玻璃和玻化微珠等。与A级保温材料相比，较受市场欢迎的则是有机保温材料，这种被定性为B级的保温材料，分为三个等级，B1级、B2级、和B3级。B1级为难燃保温材料，比较常见的如经过特殊处理加了阻燃剂的EPS/XPS保温板等；B2级为可燃保温材料，多见为EPS膨胀聚苯泡沫保温板与XPS挤塑板，也就是我们常说的普板，其燃点低，并在燃烧过程中会释放大量有害气体；B3级为易燃保温材料，这种多见的是为聚苯泡沫为主材料的保温材料，其极易燃烧，目前已是被淘汰的外墙保温材料。

当前，市面上的无机产品防火性能可达到A级不燃，但力学指标差，保温节能效果差，环保、施工等存在缺陷(如岩棉板等)；有机保温产品，保温效果好，但是其强度偏低，特别是防火效果差，燃烧性能最多只能达到B1防火等级，存在巨大的安全隐患。因此，亟待需要研发一种燃烧性能好且保温效果佳的防火保温板。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本申请的第一个目的在于提供一种防火保温板，其阻燃性能达到A级，且具有优异的保温性能。

本申请的第二个目的是提供上述防火保温板的制备方法，该方法可操控性强，易于工业化。

本申请提供的一种防火保温板，其由包含以下重量份的原料制成：

本申请中的防火保温板采用无机材料水泥、粉煤灰、胶黏剂等材料，采用科学配比，形成高强轻质的浆料，与有机级配聚苯颗粒发泡物进行复合成型，养护，最终产品综合指标达到标准要求，且达到较高技术水平。本申请中的防火保温板是有机和无机结合的产物，可同时吸收无机产品的燃烧性能(A2级)和有机产品的保温效果，且综合指标达到标准要求。

进一步，所述聚苯颗粒发泡物采用以下方法制成：将聚苯颗粒发泡至40-60倍率，得到发泡颗粒，在40-60倍率范围中任取三种不同倍率的发泡颗粒，按照(1-2):(6-9):(1-3)的质量比进行级配，即得聚苯颗粒发泡物。

进一步，所述胶黏剂包括可再分散性乳胶粉、聚乙烯醇和建筑胶粉中的一种或几种；再进一步地，所述可再分散性乳胶粉、聚乙烯醇和建筑胶粉的重量比为(3-7)：1：(1-4)混合。本申请中，建筑胶粉具体可选用108建筑胶粉。

进一步，所述非金属矿物质石粉选自石墨粉、石英粉、石膏、石灰石、煤矸石，偏高岭土、矿粉、滑石粉、重钙粉、莫来石粉、膨润土或铝矾土中的任意一种或几种。

进一步，所述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥。

进一步，所述防火保温板的表面形成有若干呈蜂窝状排布的圆弧面槽，所述圆弧面槽的密集度为65-80％。

本申请提供的一种防火保温板的制备方法，包括以下步骤：

制备聚苯颗粒发泡物：将聚苯颗粒发泡至40-60倍率，得到发泡颗粒，任取三种不同倍率的发泡颗粒，按照(1-2):(6-9):(1-3)的质量比进行级配，得到聚苯颗粒发泡物；

制备预混料：按配比将非金属矿物质石粉、水泥、胶黏剂，粉煤灰和水混合，搅拌6-15min，得预混料；

制备混合料：将制得的所述聚苯颗粒发泡物与所述预混料混合，搅拌10-15min，使混合均匀，得混合料；

成型：将所述混合料倒入模具中增大压强至5-50MPa，使混合物在5-80℃下成型，维持3h-20h，得到成型的材料；

养护：将成型的材料取出，养护24-72小时，得半成品；

表面处理：将半成品进行表面处理，使半成品表面形成有若干圆弧面槽。

本方法通过将聚苯颗粒按不同的发泡倍率进行级配，可使得材料内部具有大小不一的泡孔，增大了泡孔的密集度，可有效减低材料的导热系数，从而提高保温性能；通过控制搅拌时间在较短的时间内，避免材料过早凝结；通过控制成型温度和压强，可以改善防火保温板的基本性能；通过对保温板进行表面处理，从而形成保温板表面形成若干圆弧面槽，可增加防火保温板与待施工墙面/板材的接触面积，从而增强粘合牢固度。

进一步，搅拌过程中，制备预混料时，控制搅拌转速为100-1400rad/min。

通过采用以上技术方案，混合过程的搅拌速度可根据工艺进行无极调试，初期转速快些，中期放缓，混合好后，再放慢一点，转速能防止凝固即可。

进一步，实现表面处理的方法为：表面处理时，在250-380℃下对半成品表面加热烧结。

进一步，防火保温板表面上圆弧面槽的密集度为70％-80％。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

本申请以聚苯颗粒为主材，经发泡后可赋予材料轻质的特点，同时选用水泥、非金属矿物质石粉和粉煤灰为辅料，可保证材料具有优异的阻燃性能(可达A2级)、保温性能、压缩强度和抗拉强度；另外，在胶黏剂和水作用下，原料之间易于粘合成型。本申请通过将聚苯颗粒按不同的发泡倍率进行级配，可使得材料内部具有大小不一的泡孔，增大了泡孔的密集度，可有效减低材料的导热系数，从而提高保温性能；另外，本申请通过对保温板进行表面处理，从而形成保温板表面形成若干圆弧面槽，可增加防火保温板与待施工墙面/板材的接触面积，从而增强粘合牢固度。

本申请中的防火保温板是有机和无机结合的产物，可同时吸收无机产品的燃烧性能(A2级)和有机产品的保温效果，且综合指标达到标准要求。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例

实施例1

本实施例所采用的原料组成和配比见表1。

本实施例中，水泥选用硅酸盐水泥；非金属矿物质石粉选用石墨粉；胶黏剂为：可再分散性乳胶粉、聚乙烯醇和108建筑胶粉按重量比为3:1:4的比例混合。

一种保温板的制备方法如下：

1)制备聚苯颗粒发泡物：取聚苯颗粒，分别发泡至40、50、60倍率，将这三种发泡颗粒按照1:6:3的质量比进行级配，得到聚苯颗粒发泡物；

2)制备预混料：按配比将石墨粉、硅酸盐水泥、胶黏剂，粉煤灰和水混合，搅拌6min，得预混料；

3)制备混合料：将步骤1)制得的聚苯颗粒发泡物与步骤2)制得的预混料混合，搅拌10min，使混合均匀，得混合料；

4)成型：将步骤3)所得混合料倒入模具中，增大压强至5MPa，使混合物在80℃下成型，维持3h，得到成型的材料；

5)养护：将成型的材料取出，养护24小时，得半成品；

6)表面处理：在250℃下对半成品表面加热烧结，使半成品表面形成有若干圆弧面槽。

表1

实施例2

本实施例所采用的原料组成和配比见表1，制备方法同实施例1。与实施例1不同的是，步骤1)中，实施例2中聚苯颗粒发泡物由发泡至40、50、60倍率的三种发泡颗粒按照2:9:1的质量比进行级配而成。

实施例3-5

本实施例3-5所采用的原料组成和配比见表1，制备方法同实施例1，与实施例1不同之处分别在于原料配比。

实施例6

实施例6与实施例1的区别如下：

本实施例中，非金属矿物质石粉选用偏高岭土、莫来石粉和石英粉；胶黏剂为：可再分散性乳胶粉、聚乙烯醇和108建筑胶粉按重量比为7:1:1的比例混合；其余均与实施例1保持一致。

实施例7

实施例7与实施例1的区别在于：实施例7中，胶黏剂为可再分散性乳胶粉、其余均与实施例1保持一致。

实施例8

实施例8与实施例1的区别在于：实施例8中，制备方法中的工艺参数不同，其余均与实施例1保持一致。具体如下：

一种保温板的制备方法如下：

1)制备聚苯颗粒发泡物：取聚苯颗粒，分别发泡至40、50、60倍率，将这三种发泡颗粒按照1:6:3的质量比进行级配，得到聚苯颗粒发泡物；

2)制备预混料：按配比将石墨粉、硅酸盐水泥、可再分散性乳胶粉、聚乙烯醇和建筑胶粉胶黏剂，粉煤灰和水混合，搅拌15min，得预混料；

3)制备混合料：将步骤1)制得的聚苯颗粒发泡物与步骤2)制得的预混料混合，搅拌15min，使混合均匀，得混合料；

4)成型：将步骤3)所得混合料倒入模具中，增大压强至50MPa，使混合物在60℃下成型，维持10h，得到成型的材料；

5)养护：将成型的材料取出，养护72小时，得半成品；

6)表面处理：在380℃下对半成品表面加热烧结，使半成品表面形成有若干圆弧面槽。

实施例9

实施例9与实施例1的区别在于：实施例9中，制备方法中的工艺参数不同，其余均与实施例1保持一致。具体如下：

一种保温板的制备方法如下：

1)制备聚苯颗粒发泡物：取聚苯颗粒，分别发泡至40、50、60倍率，将这三种发泡颗粒按照1:6:3的质量比进行级配，得到聚苯颗粒发泡物；

2)制备预混料：按配比将石墨粉、硅酸盐水泥、可再分散性乳胶粉、聚乙烯醇和建筑胶粉胶黏剂，粉煤灰和水混合，搅拌10min，得预混料；

3)制备混合料：将步骤1)制得的聚苯颗粒发泡物与步骤2)制得的预混料混合，搅拌12min，使混合均匀，得混合料；

4)成型：将步骤3)所得混合料倒入模具中，增大压强至20MPa，使混合物在5℃下成型，维持20h，得到成型的材料；

5)养护：将成型的材料取出，养护72小时，得半成品；

6)表面处理：在300℃下对半成品表面加热烧结，使半成品表面形成有若干圆弧面槽。

对比例

对比例1-2

对比例1-2所采用的原料组成和配比见表2，制备方法同实施例1。与实施例1不同的是，对比例1中水泥的用量为60kg，对比例2中水泥的用量为170kg。

对比例3

对比例3所采用的原料组成和配比见表2，制备方法同实施例1。与实施例1不同的是，对比例3中，发泡倍率为40、50、60的发泡颗粒按照2:3:6质量比进行级配而成。

表2

性能检测

1、对实施例1-8和对比例1-3的保温板样品，按照GB/T 30595-2014，对其防火级别(燃烧性能)、导热系数、抗压强度、抗拉强度进行测定，并对测定保温板样品的表观密度和燃烧后的产物进行检测。结果见表3。

表3

观察表3可知，本申请制得的防火保温的基本性能和防火等级明显优于对比例，由此可知：本申请中，采用无机材料水泥、粉煤灰、胶黏剂等材料，采用科学配比，形成高强轻质的浆料，与有机级配聚苯颗粒发泡物进行复合成型，养护，可制得阻燃性能(可达A2级)、保温性能、压缩强度、抗拉强度等基本性能优异的防火保温板；本申请中的防火保温板是有机和无机结合的产物，可同时吸收无机产品的燃烧性能(A2级)和有机产品的保温效果。

2、本申请制得的防火保温板经表面处理后，板体表面形成大小不一的圆形凹坑，单从一个球体来说，半球面积是球体横断面积的2倍，形成保温板后，球体分布率60－80％左右。施工时，基层粘结砂浆与板体接触面积比不进行表面处理，接触面积比增大了1.5倍，即粘结力增加1.5倍，施工质量更加安全可靠。

以上实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种防火保温板，其特征在于，其由包含以下重量份的原料制成：

水泥 80-150份，

非金属矿物质石粉 20-40份，

粉煤灰 30-60份，

胶黏剂 20-40份，

聚苯颗粒发泡物 5-10份，

水 80-150份。

2.根据权利要求1所述的一种防火保温板，其特征在于，所述聚苯颗粒发泡物采用以下方法制成：

将聚苯颗粒发泡至40-60倍率，得到发泡颗粒，在40-60倍率范围中任取三种不同倍率的发泡颗粒，按照（1-2）:（6-9）:（1-3）的质量比进行级配，即得聚苯颗粒发泡物。

3.根据权利要求1所述的一种防火保温板，其特征在于，所述胶黏剂包括可再分散性乳胶粉、聚乙烯醇和建筑胶粉中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种防火保温板，其特征在于，所述非金属矿物质石粉选自石墨粉、石英粉 、石膏、石灰石、煤矸石，偏高岭土、矿粉、滑石粉、重钙粉、莫来石粉、膨润土或铝矾土中的任意一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种防火保温板，其特征在于，所述水泥选自硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥。

6.根据权利要求1所述的一种防火保温板，其特征在于，所述防火保温板的表面形成有若干呈蜂窝状排布的圆弧面槽，所述圆弧面槽的密集度为65%-80%。

7.权利要求1-6任一所述的一种防火保温板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备聚苯颗粒发泡物：将聚苯颗粒发泡至40-60倍率，得到发泡颗粒，任取三种不同倍率的发泡颗粒，按照（1-2）:（6-9）:（1-3）的质量比进行级配，得到聚苯颗粒发泡物；

制备预混料：按配比将非金属矿物质石粉、水泥、胶黏剂，粉煤灰和水混合，搅拌6-15min，得预混料；

制备混合料：将制得的所述聚苯颗粒发泡物与所述预混料混合，搅拌10-15min，使混合均匀，得混合料；

成型：将所述混合料倒入模具中增大压强至5-50MPa，使混合物在5-80℃下成型，维持3h-20h，得到成型的材料；

养护：将成型的材料取出，养护24-72小时，得半成品；

表面处理：将半成品进行表面处理，使半成品表面形成有若干圆弧面槽。

8.根据权利要求7所述的一种防火保温板的制备方法，其特征在于，制备预混料时，控制搅拌转速为100-1400rad/min。

9.根据权利要求7所述的一种防火保温板的制备方法，其特征在于，表面处理时，在250-380℃下对半成品表面加热烧结。

10.根据权利要求7所述的一种防火保温板的制备方法，其特征在于，所述防火保温板表面上圆弧面槽的密集度为70%-80%。