CN112480828A - 一种无机保温板用复合粘结剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无机保温板用复合粘结剂，包括以下质量百分比的原料制成：磷酸二氢铵8%~12%，氧化镁70%~75%，硼砂3.0%~3.5%，缓凝剂3%~6%，硅酸盐6%~8%，水性助剂2%~5%；同时，本发明还提供一种无机保温板用复合粘结剂的制备方法，包括原材料称取、硅酸盐配制、磷酸盐和硅酸盐复配等；本发明的无机复合粘结剂解决了无机复合保温材料粘结性不好，纤维分散不均，团聚现象，以及有机粘结剂不耐高温，防火性差关键难题。

Description

一种无机保温板用复合粘结剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种粘结剂，主要用作无机保温板矿物纤维及多孔矿物的粘结，具体指一种无机保温板用复合粘结剂及其制备方法。
背景技术
随着我国节能政策的不断推进实施，建筑节能指标不断提升，为满足我国建筑节能要求，对建筑外墙外保温材料提出了兼具保温、耐久、防火、不空鼓、不开裂、施工性能好等更高要求。近几年，已进入市场并得到广泛应用的无机保温材料在保温、防火、施工等方面表现突出，与有机保温材料相比优势更加明显，应用也越来越广泛，但仍存在容重偏大、保温性欠佳、易吸水、结构稳定性有待改善等问题。
在纤维无机保温板的制备过程中，各材料组分的粘结是关键，矿物纤维易团聚、分散性差，与基体界面结合性不好等缺陷愈加凸显。
一般纤维无机保温板制作过程中，使用粘结剂对矿物纤维以及基体界面进行粘合，使用无机材料粘结性不好、化学稳定性差，纤维分散不均，团聚现象，有机粘结剂不耐高温，防火性差。
发明内容
本发明的目的针对以上问题，提供一种无机保温板用复合粘结剂及其制备方法，制备简单、成本低廉、粘结性好的复合粘结剂，该粘结剂用于无机保温墙体材料的制备中，保温板的强度高，粘结性好，性能稳定。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无机保温板用复合粘结剂，由以下质量百分比的原料制成：磷酸二氢铵8%~12%，氧化镁70%~75%，硼砂3.0%~3.5%，缓凝剂3%~6%，硅酸盐6%~8%，水性助剂2%~5%；
其中，所述缓凝剂选用粉煤灰或白云石的一种或者两种；所述硅酸盐为硅酸钠和非金属矿物中高岭土、膨润土、珍珠岩、硅灰石中的一种或几种按照适宜的比例混合配制而成；所述水性助剂由有机硅预聚物、甲醇、水复配而成的憎水性助剂溶液。
其中，所述氧化镁为重质氧化镁，粒度为45μm。
其中，所述水性助剂由有机硅预聚物、甲醇、水复配而成的憎水性助剂溶液，配制比例为有机硅预聚物：甲醇：水=1:1:1。
同时，本发明还提供一种无机保温板用复合粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）原材料称取：按以下比例称取原料，磷酸二氢铵8%~12%，氧化镁70%~75%，硼砂3.0%~3.5%，缓凝剂3%~6%，硅酸盐6%~8%，水性助剂2%~5%；
（2）磷酸盐配制：将磷酸二氢铵、氧化镁、硼砂、缓凝剂按照上述比例加入自制反向混合容器中进行高速混合，搅拌速度350~450 r/min，搅拌时间10~15min；
（3）硅酸盐配制：将硅酸钠和非金属矿物高岭土、膨润土、珍珠岩、硅灰石中的一种或者多种按照一定比例加入步骤（2）配制好的磷酸盐混合物中进行混合10 min；
（4）磷酸盐和硅酸盐复配：将配制好的磷酸盐和硅酸盐依次加入搅拌器，搅拌速度350~450 r/min，搅拌时间5~10 min；
（5）憎水性助剂配制：按比例称取的有机硅预聚物、甲醇、水，将甲醇加入有机硅预聚物中搅拌至透明状，然后加入水，搅拌均匀；
（6）将步骤（4）制得的复配磷酸盐和硅酸盐和步骤（5）制得的憎水性助剂混匀制得复合粘结剂。
本发明提出以多组分无机保温板用复合粘结剂配制方法，通过硅酸盐、磷酸盐复配解决粘结剂化学稳定性及耐久性问题，通过憎水性助剂解决矿物纤维与基体桥联和无机保温材料吸水率高问题，从而实现了纤维增强无机保温板矿物纤维-多孔矿物材料-无机粘结剂多组分协同作用，同时本发明的无机复合粘结剂解决了无机复合保温材料粘结性不好，纤维分散不均，团聚现象，以及有机粘结剂不耐高温，防火性差关键难题。
具体实施方式
下面结合具体实施方式及对本发明作进一步的详细说明：
实施例1
1. 原材料包括：磷酸二氢铵12%，氧化镁70%，硼砂3.0%，缓凝剂3.5%，硅酸盐8%，水性助剂3.5%；
2. 磷酸盐配制：将磷酸二氢铵、氧化镁、硼砂、缓凝剂按照上述比例加入自制反向混合容器中进行高速混合，搅拌速度360r/min，搅拌时间12min；；
3. 硅酸盐配制：将硅酸钠和高岭土、膨润土按照5:3:2的比例进行配置，并将配置好的硅酸盐取8%加入磷酸盐混合物中进行混合搅拌10min。
4. 磷酸盐和硅酸盐复配：将配制好的磷酸盐、硅酸盐依次加入搅拌器，搅拌速度450 r/min，搅拌时间8 min；
5. 憎水性助剂配制：按比例称取的MTMS、甲醇、水，将甲醇加入MTMS中搅拌至透明状，然后加入水，搅拌均匀即可。
6. 无机保温材料原料制备：选用直径为3～5μm，长度为1～2cm纤维人造矿物纤维15%，膨胀珍珠岩70%。
7. 将上述复配磷酸盐和硅酸盐按总质量的15%加入无机保温材料中经混合均匀，憎水性助剂按照无机保温材料按总质量的30%的质量比加入、混匀，然后压制成型、烘干得到无机保温板。
实施例2
1. 原料组成：磷酸二氢铵10%，氧化镁72%，硼砂3.2%，缓凝剂4%，硅酸盐7%，水性助剂3.8%；
2. 磷酸盐配制：将磷酸二氢铵、氧化镁、硼砂、缓凝剂按照一定的比例加入自制反向混合容器中进行高速混合，搅拌速度380r/min，搅拌时间15min；
3. 硅酸盐配制：将硅酸钠和高岭土、硅灰石按照6:2:2的比例进行配置，并将配置好的硅酸盐取7%加入磷酸盐混合物中进行混合搅拌10min。
4. 磷酸盐和硅酸盐复配：将配制好的磷酸盐、硅酸盐依次加入搅拌器，搅拌速度450 r/min，搅拌时间8 min；
5.憎水性助剂配制：按比例称取的MTMS、甲醇、水，将甲醇加入MTMS中搅拌至透明状，然后加入水，搅拌均匀即可。
6. 无机保温材料原料制备：选用直径为3～5μm，长度为1～2cm纤维人造矿物纤维15%，膨胀珍珠岩70%。
7.将上述复配磷酸盐和硅酸盐按总质量的15%加入无机保温材料中经混合均匀，憎水性助剂按照无机保温材料按总质量的30%的质量比加入、混匀，然后压制成型、烘干得到无机保温板。
将本发明制备的无机复合粘结剂与市面上其他粘结剂同时加入到纤维增强无机保温板制备中，对无机保温板进行指标测试并综合比较，本发明粘结剂在粘结、耐温、憎水等方面具有很大的优势，使得纤维增强无机保温板的抗压强度、导热系数、憎水率、阻燃等性能有很大程度的改善和提升，如表1所示， 表中本发明实施例1、2分别为不同制备条件下所得到的无机复合粘结剂应用于纤维增强无机保温板中制得的产品，其中表1中面产品1，市面产品2使用的粘结剂分别为酚醛树脂和聚氨酯胶粘剂。
表 1 不同粘结剂所制备纤维增强无机保温板的性能对比
Figure DEST_PATH_IMAGE002

Claims (4)

1.一种无机保温板用复合粘结剂，其特征在于，包括以下质量百分比的原料制成：磷酸二氢铵8%~12%，氧化镁70%~75%，硼砂3.0%~3.5%，缓凝剂3%~6%，硅酸盐6%~8%，水性助剂2%~5%；
其中，所述缓凝剂选用粉煤灰或白云石的一种或者两种；所述硅酸盐为硅酸钠和非金属矿物中高岭土、膨润土、珍珠岩、硅灰石中的一种或几种按照适宜的比例混合配制而成；所述水性助剂由有机硅预聚物、甲醇、水复配而成的憎水性助剂溶液。
2.一种如权利要求1所述的无机保温板用复合粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）原材料称取：按以下比例称取原料，磷酸二氢铵8%~12%，氧化镁70%~75%，硼砂3.0%~3.5%，缓凝剂3%~6%，硅酸盐6%~8%，水性助剂2%~5%；
（2）磷酸盐配制：将磷酸二氢铵、氧化镁、硼砂、缓凝剂按照上述比例加入自制反向混合容器中进行高速混合，搅拌速度350~450 r/min，搅拌时间10~15min；
（3）硅酸盐配制：将硅酸钠和非金属矿物高岭土、膨润土、珍珠岩、硅灰石中的一种或者多种按照一定比例加入步骤（2）配制好的磷酸盐混合物中进行混合10 min；
（4）磷酸盐和硅酸盐复配：将配制好的磷酸盐和硅酸盐依次加入搅拌器，搅拌速度350~450 r/min，搅拌时间5~10 min；
（5）憎水性助剂配制：按比例称取的有机硅预聚物、甲醇、水，将甲醇加入有机硅预聚物中搅拌至透明状，然后加入水，搅拌均匀；
（6）将步骤（4）制得的复配磷酸盐和硅酸盐和步骤（5）制得的憎水性助剂混匀制得复合粘结剂。
3.根据权利要求1所述的一种无机保温板用复合粘结剂，其特征在于，所述氧化镁为重质氧化镁，粒度为小于45μm。
4.根据权利要求1所述的一种无机保温板用复合粘结剂，其特征在于，所述水性助剂由有机硅预聚物、甲醇、水复配而成的憎水性助剂溶液，配制比例为有机硅预聚物：甲醇：水=1:1:1。
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