CN113149546B - 一种无机轻集料保温板及其制备方法 - Google Patents

一种无机轻集料保温板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑保温材料领域，公开了一种无机轻集料保温板及其制备方法。该保温板包括以下重量份的原料：改性膨胀珍珠岩390‑410份，硅酸盐水泥90‑110份，防水胶25‑28份，固化粉1.1‑1.5份，聚丙烯纤维0.3‑0.5份，水1‑2份；所述改性膨胀珍珠岩表面包覆有疏水层，所述疏水层外接枝有端烷氧基硅烷树状分子。本发明的保温板中，膨胀珍珠岩表面被疏水层充分覆盖，能防止水渗入膨胀珍珠岩的内部孔隙中，从而防止潮湿环境中保温板的保温性能下降，且膨胀珍珠岩通过端烷氧基硅烷树状分子与水泥形成大量共价键，故保温板的强度较大。

Description

一种无机轻集料保温板及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑保温材料领域，尤其涉及一种无机轻集料保温板及其制备方法。
背景技术
外墙保温板是满足当前房屋建筑节能需求，提高工业与民用建筑外墙保温水平的优选材料，也是对既有建筑节能改造的首先材料。传统保温板采用聚氨酯等有机材料制成，虽然具有造价低、施工方法简单的优点，但存在阻燃性能差的问题。而膨胀珍珠岩保温板具有优良的防火性能，随着建筑节能政策落实需要及保温材料防火性能要求的提高，其作为有机保温材料的替代产品之一，在建筑领域中的应用量不断增大。
膨胀珍珠岩保温板是以膨胀珍珠岩为保温主体材料，无机黏结剂为胶凝材料，通过模压固型而成。膨胀珍珠岩中具有大量孔隙，当热量传递到孔隙时，一条路线是仍通过固相传递，但总的传递路线大大增加，从而减缓传热速度，另一条路线是通过孔内空气传热，但由于空气导热系数小，传热速度也将大大减缓，通过以上机制，膨胀珍珠岩能赋予保温板较好的保温性能。不过，当环境湿度较大时，水渗入膨胀珍珠岩的空隙内，而水的导热系数比静态空气大20多倍，将导致保温性能大幅下降，因此，提高防水性能对于膨胀珍珠岩保温板而言非常重要。
公开号为CN102815906A的中国专利文献公开了一种双重有机改性水泥基膨胀珍珠岩防火保温板及其制备方法，其中通过热雾喷涂聚合物乳液的方式，在膨胀珍珠岩表面形成聚合物膜，而后将这种经有机改性的膨胀珍珠岩用于保温板的制备。在该方法中，虽然能利用聚合物膜阻止水分进入膨胀珍珠岩的内部空隙中，防止保温板在潮湿环境中保温性能大幅下降，当由于聚合物膜与膨胀珍珠岩表面的结合强度较弱，在制备保温板的过程中易被剥落而丧失防水作用，并且，有机改性也会导致膨胀珍珠岩与水泥之间的结合强度减弱，影响保温板的强度。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无机轻集料保温板及其制备方法。该保温板中的膨胀珍珠岩表面接枝有端烷氧基硅烷树状分子，能与水泥之间形成大量共价键而提高与水泥的结合强度，故保温板的强度较大。
本发明的具体技术方案为：
一种无机轻集料保温板，包括以下重量份的原料：改性膨胀珍珠岩390-410份，硅酸盐水泥90-110份，防水胶25-28份，固化粉1.1-1.5份，聚丙烯纤维0.3-0.5份，水1-2份；所述改性膨胀珍珠岩表面包覆有疏水层，所述疏水层外接枝有端烷氧基硅烷树状分子。
本发明通过在膨胀珍珠岩表面包覆疏水层，能防止水渗入膨胀珍珠岩的内部孔隙中，从而防止潮湿环境中保温板的保温性能下降。不过，由于疏水性物质通常为有机物，会降低膨胀珍珠岩与水泥之间的相容性，导致保温板强度下降，因此，本发明在疏水层外接枝端烷氧基硅烷树状分子，使改性膨胀珍珠岩表面具有大量分枝，在制备保温板的过程中，分枝末端的烷氧基硅烷水解形成硅羟基，能与水泥水化时形成的硅酸钙凝胶反应，通过这种方式，能使膨胀珍珠岩与水泥之间通过大量共价键相连，提高两者之间的结合强度，进而提高保温板的强度。
作为优选，所述改性膨胀珍珠岩的制备方法如下：
(1.1)接枝乙烯基：将膨胀珍珠岩分散到乙醇中，加入乙烯基三甲氧基硅烷，混合均匀后，在70-80℃下搅拌3-4h，过滤、洗涤、烘干后，获得乙烯基改性膨胀珍珠岩；
(1.2)包覆疏水层：将乙烯基改性膨胀珍珠岩、甲基丙烯酸甲酯和3-氨基-1-丙烯加入乙醇中，分散均匀后，加热至70-80℃，在搅拌下逐滴加入偶氮二异丁腈的乙醇溶液，滴加完成后，继续搅拌反应4.5-5.5h，过滤、洗涤、烘干后，获得疏水改性膨胀珍珠岩；
(1.3)接枝端氨基树状分子：将疏水改性膨胀珍珠岩分散到丙醇中，加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，混合均匀后，在60-70℃下搅拌反应3-4h；反应结束后，加入三(2-氨基乙基)胺，混合均匀后，在60-70℃下搅拌反应20-24h，过滤、洗涤、烘干后，获得端氨基树状改性膨胀珍珠岩；
(1.4)接枝烷氧基硅烷：将端氨基树状改性膨胀珍珠岩分散到N,N-二甲基乙酰胺中，加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，混合均匀后，在保护气氛中、60-70℃下搅拌反应8-10h，过滤、洗涤、烘干后，获得改性膨胀珍珠岩。
在以上制备过程中，先通过乙烯基三甲氧基硅烷与膨胀珍珠岩表面的二氧化硅反应，在膨胀珍珠岩表面接枝乙烯基(步骤(1.1))，通过其与甲基丙烯酸甲酯和3-氨基-1-丙烯中的碳碳双键进行自由基聚合反应，使甲基丙烯酸甲酯和3-氨基-1-丙烯在膨胀珍珠岩表面形成疏水层(步骤(1.2))，起到防止水渗入膨胀珍珠岩内部孔隙的作用，并且，由于疏水层与膨胀珍珠岩共价相连，在制备保温板的过程中不易从膨胀珍珠岩表面剥落而丧失防水作用。
在形成疏水层的同时，3-氨基-1-丙烯使疏水层表面带有氨基，通过其与N,N'-亚甲基双丙烯酰胺之间的加成反应，在疏水层表面接枝上丙烯酰氨基，再与过量的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和后续加入的三(2-氨基乙基)胺混合反应，使疏水层表面接枝上端氨基树状分子(步骤(1.3))，而后端氨基与3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷发生开环反应，使树状分子末端变为烷氧基硅烷(步骤(1.4))，从而使膨胀珍珠岩与水泥之间能够形成大量共价键。
作为优选，步骤(1.1)中，所述膨胀珍珠岩与乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为1:0.8-1.0。
作为优选，步骤(1.1)中，所述膨胀珍珠岩与乙醇的质量体积比为1g:10-15mL。
作为优选，步骤(1.2)中，所述乙烯基改性膨胀珍珠岩、甲基丙烯酸甲酯和3-氨基-1-丙烯的质量比为1:0.3-0.4:0.1-0.2。
作为优选，步骤(1.2)中，所述乙烯基改性膨胀珍珠岩与乙醇的质量体积比为1g:25-30mL。
作为优选，步骤(1.2)中，所述偶氮二异丁腈与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.01-0.02:1。
作为优选，步骤(1.2)中，所述偶氮二异丁腈的乙醇溶液中，偶氮二异丁腈与乙醇的质量体积比为1g:15-20mL。
作为优选，步骤(1.3)中，所述疏水改性膨胀珍珠岩、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、三(2-氨基乙基)胺的质量比为1:2.7-3.2:2.0-2.5。
作为优选，步骤(1.3)中，所述疏水改性膨胀珍珠岩与丙醇的质量体积比为1g:30-40mL。
作为优选，步骤(1.4)中，所述端氨基树状改性膨胀珍珠岩与3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:5.0-5.5。
作为优选，步骤(1.4)中，所述端氨基树状改性膨胀珍珠岩与N,N-二甲基乙酰胺的质量体积比为1g:25-35mL。
作为优选，所述防水胶为聚氨酯胶粘剂。
作为优选，所述固化粉为环氧树脂。
一种制备所述保温板的方法，包括以下步骤：
(1)将硅酸盐水泥、改性膨胀珍珠岩、水充分搅拌混匀后，制得预混物；
(2)将防水胶、固化粉加入预混物中，充分搅拌混匀后，制得混合料；
(3)将聚丙烯纤维加入混合料中，充分搅拌混匀后，制得混合浆料；
(4)将混合浆料倒入模具中，热压成型后脱模，经自然养护后，制得保温板。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)膨胀珍珠岩表面的疏水层能防止水渗入膨胀珍珠岩内部孔隙，从而防止潮湿环境中保温板的保温性能下降；
(2)改性膨胀珍珠岩表面接枝有端烷氧基硅烷树状分子，能与水泥形成大量共价键，使保温板具有较大的强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
一种无机轻集料保温板，包括以下重量份的原料：改性膨胀珍珠岩390-410份，硅酸盐水泥90-110份，防水胶25-28份，固化粉1.1-1.5份，聚丙烯纤维0.3-0.5份，水1-2份。所述防水胶为聚氨酯胶粘剂；所述固化粉为环氧树脂。
所述改性膨胀珍珠岩的制备方法如下：
(1.1)接枝乙烯基：将膨胀珍珠岩分散到乙醇中，所述膨胀珍珠岩与乙醇的质量体积比为1g:10-15mL，加入乙烯基三甲氧基硅烷，所述膨胀珍珠岩与乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为1:0.8-1.0，混合均匀后，在70-80℃下搅拌3-4h，过滤、洗涤、烘干后，获得乙烯基改性膨胀珍珠岩；
(1.2)包覆疏水层：将质量比为1:0.3-0.4:0.1-0.2的乙烯基改性膨胀珍珠岩、甲基丙烯酸甲酯和3-氨基-1-丙烯加入乙醇中，所述乙烯基改性膨胀珍珠岩与乙醇的质量体积比为1g:25-30mL，分散均匀后，加热至70-80℃，在搅拌下逐滴加入偶氮二异丁腈的乙醇溶液(其中，偶氮二异丁腈与乙醇的质量体积比为1g:15-20mL)，所述偶氮二异丁腈与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.01-0.02:1，滴加完成后，继续搅拌反应4.5-5.5h，过滤、洗涤、烘干后，获得疏水改性膨胀珍珠岩；
(1.3)接枝端氨基树状分子：将疏水改性膨胀珍珠岩分散到丙醇中，所述疏水改性膨胀珍珠岩与丙醇的质量体积比为1g:30-40mL，加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，所述疏水改性膨胀珍珠岩与N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为1:2.7-3.2，混合均匀后，在60-70℃下搅拌反应3-4h；反应结束后，加入三(2-氨基乙基)胺，所述疏水改性膨胀珍珠岩与三(2-氨基乙基)胺的质量比为1:2.0-2.5，混合均匀后，在60-70℃下搅拌反应20-24h，过滤、洗涤、烘干后，获得端氨基树状改性膨胀珍珠岩；
(1.4)接枝烷氧基硅烷：将端氨基树状改性膨胀珍珠岩分散到N,N-二甲基乙酰胺中，所述端氨基树状改性膨胀珍珠岩与N,N-二甲基乙酰胺的质量体积比为1g:25-35mL，加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，所述端氨基树状改性膨胀珍珠岩与3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:5.0-5.5，混合均匀后，在保护气氛中、60-70℃下搅拌反应8-10h，过滤、洗涤、烘干后，获得改性膨胀珍珠岩。
一种制备所述保温板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将硅酸盐水泥、改性膨胀珍珠岩、水充分搅拌混匀后，制得预混物；
(2)将防水胶、固化粉加入预混物中，充分搅拌混匀后，制得混合料；
(3)将聚丙烯纤维加入混合料中，充分搅拌混匀后，制得混合浆料；
(4)将混合浆料倒入模具中，热压成型后脱模，经自然养护后，制得保温板。
实施例1
一种无机轻集料保温板，包括以下重量份的原料：改性膨胀珍珠岩390份，硅酸盐水泥90份，防水胶25份，固化粉1.1份，聚丙烯纤维0.3份，水1份。所述防水胶为聚氨酯胶粘剂；所述固化粉为环氧树脂。
所述改性膨胀珍珠岩的制备方法如下：
(1.1)接枝乙烯基：将膨胀珍珠岩分散到乙醇中，所述膨胀珍珠岩与乙醇的质量体积比为1g:10mL，加入乙烯基三甲氧基硅烷，所述膨胀珍珠岩与乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为1:0.8，混合均匀后，在80℃下搅拌3h，过滤、洗涤、烘干后，获得乙烯基改性膨胀珍珠岩；
(1.2)包覆疏水层：将质量比为1:0.3:0.1的乙烯基改性膨胀珍珠岩、甲基丙烯酸甲酯和3-氨基-1-丙烯加入乙醇中，所述乙烯基改性膨胀珍珠岩与乙醇的质量体积比为1g:25mL，分散均匀后，加热至70℃，在搅拌下逐滴加入偶氮二异丁腈的乙醇溶液(其中，偶氮二异丁腈与乙醇的质量体积比为1g:15mL)，所述偶氮二异丁腈与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.01:1，滴加完成后，继续搅拌反应5.5h，过滤、洗涤、烘干后，获得疏水改性膨胀珍珠岩；
(1.3)接枝端氨基树状分子：将疏水改性膨胀珍珠岩分散到丙醇中，所述疏水改性膨胀珍珠岩与丙醇的质量体积比为1g:30mL，加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，所述疏水改性膨胀珍珠岩与N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为1:2.7，混合均匀后，在60℃下搅拌反应4h；反应结束后，加入三(2-氨基乙基)胺，所述疏水改性膨胀珍珠岩与三(2-氨基乙基)胺的质量比为1:2.0，混合均匀后，在60℃下搅拌反应24h，过滤、洗涤、烘干后，获得端氨基树状改性膨胀珍珠岩；
(1.4)接枝烷氧基硅烷：将端氨基树状改性膨胀珍珠岩分散到N,N-二甲基乙酰胺中，所述端氨基树状改性膨胀珍珠岩与N,N-二甲基乙酰胺的质量体积比为1g:25mL，加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，所述端氨基树状改性膨胀珍珠岩与3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:5.0，混合均匀后，在氮气气氛中、70℃下搅拌反应8h，过滤、洗涤、烘干后，获得改性膨胀珍珠岩。
一种制备所述保温板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将硅酸盐水泥、改性膨胀珍珠岩、水投入搅拌机中，以200rpm的转速搅拌15min，制得预混物；
(2)将防水胶、固化粉加入预混物中，以500rpm的转速搅拌20min，制得混合料；
(3)将聚丙烯纤维加入混合料中，以300rpm的转速搅拌20min，制得混合浆料；
(4)将混合浆料倒入模具中，热压成型后脱模，经自然养护24h后，制得保温板。
实施例2
一种无机轻集料保温板，包括以下重量份的原料：改性膨胀珍珠岩400份，硅酸盐水泥100份，防水胶27份，固化粉1.3份，聚丙烯纤维0.4份，水1.5份。所述防水胶为聚氨酯胶粘剂；所述固化粉为环氧树脂。
所述改性膨胀珍珠岩的制备方法如下：
(1.1)接枝乙烯基：将膨胀珍珠岩分散到乙醇中，所述膨胀珍珠岩与乙醇的质量体积比为1g:10mL，加入乙烯基三甲氧基硅烷，所述膨胀珍珠岩与乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为1:0.9，混合均匀后，在75℃下搅拌3.5h，过滤、洗涤、烘干后，获得乙烯基改性膨胀珍珠岩；
(1.2)包覆疏水层：将质量比为1:0.35:0.15的乙烯基改性膨胀珍珠岩、甲基丙烯酸甲酯和3-氨基-1-丙烯加入乙醇中，所述乙烯基改性膨胀珍珠岩与乙醇的质量体积比为1g:30mL，分散均匀后，加热至75℃，在搅拌下逐滴加入偶氮二异丁腈的乙醇溶液(其中，偶氮二异丁腈与乙醇的质量体积比为1g:20mL)，所述偶氮二异丁腈与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.015:1，滴加完成后，继续搅拌反应5h，过滤、洗涤、烘干后，获得疏水改性膨胀珍珠岩；
(1.3)接枝端氨基树状分子：将疏水改性膨胀珍珠岩分散到丙醇中，所述疏水改性膨胀珍珠岩与丙醇的质量体积比为1g:40mL，加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，所述疏水改性膨胀珍珠岩与N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为1:3.0，混合均匀后，在65℃下搅拌反应3.5h；反应结束后，加入三(2-氨基乙基)胺，所述疏水改性膨胀珍珠岩与三(2-氨基乙基)胺的质量比为1:2.3，混合均匀后，在65℃下搅拌反应22h，过滤、洗涤、烘干后，获得端氨基树状改性膨胀珍珠岩；
(1.4)接枝烷氧基硅烷：将端氨基树状改性膨胀珍珠岩分散到N,N-二甲基乙酰胺中，所述端氨基树状改性膨胀珍珠岩与N,N-二甲基乙酰胺的质量体积比为1g:30mL，加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，所述端氨基树状改性膨胀珍珠岩与3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:5.2，混合均匀后，在氮气气氛中、65℃下搅拌反应9h，过滤、洗涤、烘干后，获得改性膨胀珍珠岩。
一种制备所述保温板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将硅酸盐水泥、改性膨胀珍珠岩、水投入搅拌机中，以200rpm的转速搅拌15min，制得预混物；
(2)将防水胶、固化粉加入预混物中，以500rpm的转速搅拌20min，制得混合料；
(3)将聚丙烯纤维加入混合料中，以300rpm的转速搅拌20min，制得混合浆料；
(4)将混合浆料倒入模具中，热压成型后脱模，经自然养护24h后，制得保温板。
实施例3
一种无机轻集料保温板，包括以下重量份的原料：改性膨胀珍珠岩410份，硅酸盐水泥110份，防水胶28份，固化粉1.5份，聚丙烯纤维0.5份，水2份。所述防水胶为聚氨酯胶粘剂；所述固化粉为环氧树脂。
所述改性膨胀珍珠岩的制备方法如下：
(1.1)接枝乙烯基：将膨胀珍珠岩分散到乙醇中，所述膨胀珍珠岩与乙醇的质量体积比为1g:15mL，加入乙烯基三甲氧基硅烷，所述膨胀珍珠岩与乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为1:1.0，混合均匀后，在70℃下搅拌4h，过滤、洗涤、烘干后，获得乙烯基改性膨胀珍珠岩；
(1.2)包覆疏水层：将质量比为1:0.4:0.2的乙烯基改性膨胀珍珠岩、甲基丙烯酸甲酯和3-氨基-1-丙烯加入乙醇中，所述乙烯基改性膨胀珍珠岩与乙醇的质量体积比为1g:30mL，分散均匀后，加热至80℃，在搅拌下逐滴加入偶氮二异丁腈的乙醇溶液(其中，偶氮二异丁腈与乙醇的质量体积比为1g:20mL)，所述偶氮二异丁腈与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.02:1，滴加完成后，继续搅拌反应4.5h，过滤、洗涤、烘干后，获得疏水改性膨胀珍珠岩；
(1.3)接枝端氨基树状分子：将疏水改性膨胀珍珠岩分散到丙醇中，所述疏水改性膨胀珍珠岩与丙醇的质量体积比为1g:40mL，加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，所述疏水改性膨胀珍珠岩与N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为1:3.2，混合均匀后，在70℃下搅拌反应3h；反应结束后，加入三(2-氨基乙基)胺，所述疏水改性膨胀珍珠岩与三(2-氨基乙基)胺的质量比为1:2.5，混合均匀后，在70℃下搅拌反应20h，过滤、洗涤、烘干后，获得端氨基树状改性膨胀珍珠岩；
(1.4)接枝烷氧基硅烷：将端氨基树状改性膨胀珍珠岩分散到N,N-二甲基乙酰胺中，所述端氨基树状改性膨胀珍珠岩与N,N-二甲基乙酰胺的质量体积比为1g:35mL，加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，所述端氨基树状改性膨胀珍珠岩与3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:5.5，混合均匀后，在氮气气氛中、60℃下搅拌反应10h，过滤、洗涤、烘干后，获得改性膨胀珍珠岩。
一种制备所述保温板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将硅酸盐水泥、改性膨胀珍珠岩、水投入搅拌机中，以200rpm的转速搅拌15min，制得预混物；
(2)将防水胶、固化粉加入预混物中，以500rpm的转速搅拌20min，制得混合料；
(3)将聚丙烯纤维加入混合料中，以300rpm的转速搅拌20min，制得混合浆料；
(4)将混合浆料倒入模具中，热压成型后脱模，经自然养护24h后，制得保温板。
对比例1
一种无机轻集料保温板，包括以下重量份的原料：膨胀珍珠岩400份，硅酸盐水泥100份，防水胶27份，固化粉1.3份，聚丙烯纤维0.4份，水1.5份。所述防水胶为聚氨酯胶粘剂；所述固化粉为环氧树脂。
一种制备所述保温板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将硅酸盐水泥、水投入搅拌机中，以200rpm的转速搅拌15min，制得预混物；
(2)将防水胶、固化粉加入预混物中，以500rpm的转速搅拌20min，制得混合料；
(3)将聚丙烯纤维加入混合料中，以300rpm的转速搅拌20min，制得混合浆料；
(4)将混合浆料倒入模具中，热压成型后脱模，经自然养护24h后，制得保温板。
对比例2
一种无机轻集料保温板，包括以下重量份的原料：改性膨胀珍珠岩400份，硅酸盐水泥100份，防水胶27份，固化粉1.3份，聚丙烯纤维0.4份，水1.5份。所述防水胶为聚氨酯胶粘剂；所述固化粉为环氧树脂。
所述改性膨胀珍珠岩的制备方法如下：
(1.1)接枝乙烯基：将膨胀珍珠岩分散到乙醇中，所述膨胀珍珠岩与乙醇的质量体积比为1g:10mL，加入乙烯基三甲氧基硅烷，所述膨胀珍珠岩与乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为1:0.9，混合均匀后，在75℃下搅拌3.5h，过滤、洗涤、烘干后，获得乙烯基改性膨胀珍珠岩；
(1.2)包覆疏水层：将质量比为1:0.35:0.15的乙烯基改性膨胀珍珠岩、甲基丙烯酸甲酯和3-氨基-1-丙烯加入乙醇中，所述乙烯基改性膨胀珍珠岩与乙醇的质量体积比为1g:30mL，分散均匀后，加热至75℃，在搅拌下逐滴加入偶氮二异丁腈的乙醇溶液(其中，偶氮二异丁腈与乙醇的质量体积比为1g:20mL)，所述偶氮二异丁腈与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.015:1，滴加完成后，继续搅拌反应5h，过滤、洗涤、烘干后，获得改性膨胀珍珠岩。
一种制备所述保温板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将硅酸盐水泥、改性膨胀珍珠岩、水投入搅拌机中，以200rpm的转速搅拌15min，制得预混物；
(2)将防水胶、固化粉加入预混物中，以500rpm的转速搅拌20min，制得混合料；
(3)将聚丙烯纤维加入混合料中，以300rpm的转速搅拌20min，制得混合浆料；
(4)将混合浆料倒入模具中，热压成型后脱模，经自然养护24h后，制得保温板。
对实施例1-3和对比例1-2的保温板进行性能试验，试验方法和结果见表1。
表1
Figure BDA0002990884790000091
1吸水后的导热系数：采用GB/T 5486-2008中测试体积吸水率的方法，在吸水后根据GB/T 10294-2008测试导热系数。
对比例1中未对膨胀珍珠岩进行改性，实施例2中采用本发明的改性膨胀珍珠岩，其余原料和工艺均相同。从表1可以看出，相较于对比例1而言，实施例2的保温板体积吸水率和吸水后的导热系数明显较小，表明采用本发明的方法对膨胀珍珠岩进行改性后，能提高保温板的防水性能，这是由于本发明在膨胀珍珠岩表面包覆疏水层，能防止水渗入膨胀珍珠岩内部孔隙而导致保温性能下降，因而能减小保温板的体积吸水率以及吸水后的导热系数。
对比例2中未在疏水层表面接枝端烷氧基硅烷树状分子，其余原料和工艺均与实施例2相同。从表1可以看出，相较于对比例1而言，对比例2的保温板抗压强度和抗折强度明显减小，而实施例1的保温板抗压强度和抗折强度高于对比例1，表明在膨胀珍珠岩表面包覆疏水层会导致保温板强度降低，而本发明通过在疏水层表面接枝端烷氧基硅烷树状分子，能够解决该问题，这是由于有机疏水层与水泥之间的相容性较差，导致保温板强度下降，而在疏水层外接枝端烷氧基硅烷树状分子后，在制备保温板的过程中，分枝末端的烷氧基硅烷水解形成硅羟基，能与水泥水化时形成的硅酸钙凝胶反应，通过这种方式，能使膨胀珍珠岩与水泥之间通过大量共价键相连，提高两者之间的结合强度，进而提高保温板的强度。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种无机轻集料保温板，其特征在于，包括以下重量份的原料：改性膨胀珍珠岩390-410份，硅酸盐水泥90-110份，防水胶25-28份，固化粉1.1-1.5份，聚丙烯纤维0.3-0.5份，水1-2份；所述改性膨胀珍珠岩的制备方法如下：
（1.1）接枝乙烯基：将膨胀珍珠岩分散到乙醇中，加入乙烯基三甲氧基硅烷，混合均匀后，在70-80℃下搅拌3-4h，过滤、洗涤、烘干后，获得乙烯基改性膨胀珍珠岩；
（1.2）包覆疏水层：将乙烯基改性膨胀珍珠岩、甲基丙烯酸甲酯和3-氨基-1-丙烯加入乙醇中，分散均匀后，加热至70-80℃，在搅拌下逐滴加入偶氮二异丁腈的乙醇溶液，滴加完成后，继续搅拌反应4.5-5.5h，过滤、洗涤、烘干后，获得疏水改性膨胀珍珠岩；
（1.3）接枝端氨基树状分子：将疏水改性膨胀珍珠岩分散到丙醇中，加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，混合均匀后，在60-70℃下搅拌反应3-4h；反应结束后，加入三(2-氨基乙基)胺，混合均匀后，在60-70℃下搅拌反应20-24h，过滤、洗涤、烘干后，获得端氨基树状改性膨胀珍珠岩；
（1.4）接枝烷氧基硅烷：将端氨基树状改性膨胀珍珠岩分散到N,N-二甲基乙酰胺中，加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，混合均匀后，在保护气氛中、60-70℃下搅拌反应8-10h，过滤、洗涤、烘干后，获得改性膨胀珍珠岩。
2.如权利要求1所述的保温板，其特征在于，步骤（1.1）中，所述膨胀珍珠岩与乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为1:0.8-1.0。
3.如权利要求1所述的保温板，其特征在于，步骤（1.2）中，所述乙烯基改性膨胀珍珠岩、甲基丙烯酸甲酯和3-氨基-1-丙烯的质量比为1:0.3-0.4:0.1-0.2。
4.如权利要求1所述的保温板，其特征在于，步骤（1.2）中，所述偶氮二异丁腈与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.01-0.02:1。
5.如权利要求1所述的保温板，其特征在于，步骤（1.3）中，所述疏水改性膨胀珍珠岩、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、三(2-氨基乙基)胺的质量比为1:2.7-3.2:2.0-2.5。
6.如权利要求1所述的保温板，其特征在于，步骤（1.4）中，所述端氨基树状改性膨胀珍珠岩与3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:5.0-5.5。
7.如权利要求1所述的保温板，其特征在于，所述防水胶为聚氨酯胶粘剂。
8.如权利要求1所述的保温板，其特征在于，所述固化粉为环氧树脂。
9.一种制备如权利要求1-8之一所述保温板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将硅酸盐水泥、改性膨胀珍珠岩、水充分搅拌混匀后，制得预混物；
（2）将防水胶、固化粉加入预混物中，充分搅拌混匀后，制得混合料；
（3）将聚丙烯纤维加入混合料中，充分搅拌混匀后，制得混合浆料；
（4）将混合浆料倒入模具中，热压成型后脱模，经自然养护后，制得保温板。
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Denomination of invention: An inorganic lightweight aggregate insulation board and its preparation method

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