CN113307574A - 一种防火隔热保温板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防火隔热保温板及其制备方法，所述的防火隔热保温板，其制备原料包含硅藻土、石墨聚苯乙烯颗粒、气胶凝颗粒、胶凝材料、羟甲基纤维素醚、苯丙乳液；所述硅藻土、石墨聚苯乙烯颗粒、气胶凝颗粒、胶凝材料、羟甲基纤维素醚以及苯丙乳液的重量百分比为：硅藻土10％～20％，石墨聚苯乙烯颗粒8％～12％，气胶凝颗粒1％～5％，胶凝材料55％～70％，羟丙基甲基纤维素醚1％～8％，苯丙乳液1％～8％。本发明所述防火隔热保温板的防火性能达到A级，体积密度在120～150kg/m3，导热系数可达到0.049W/(m·K)。
Description
技术领域
本发明属于保温隔热新材料的技术领域，具体地说是涉及一种防火隔热保温板及其制备方法。
背景技术
建筑节能已成为21世纪中国建筑事业发展的一个重点，当前的建筑用能数量巨大，浪费严重与我国当前的发展目标方向不符。外墙外保温技术具有良好的建筑节能效果，但是目前市场上使用的外墙保温材料防火等级多在B级以下，存在火灾隐患。
因为要达到保温的效果，也要把发生火灾造成的人员伤亡和财产损失降到最低，国内外很多有使命感的企业都投入相当的力量去研究和开发既能保温又能防火的外墙保温产品，但一直无法打破“保温材料不防火，防火材料不保温”的这一瓶颈。目前市场上符合国家要求的防火保温材料仅有岩棉制品、发泡水泥等几种很少不尽如人意的材料，并且岩棉制品和发泡水泥等在生产、产能和施工上都受到了很多限制，特别是在生产的能耗方面受到了国家政策的约束，远远不能满足目前市场的需求，为此市场急需一种既能满足防火要求又能起到很好保温效果的材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防火隔热保温板及其制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种防火隔热保温板，其制备原料包含硅藻土、石墨聚苯乙烯颗粒、气胶凝颗粒、胶凝材料、羟甲基纤维素醚、苯丙乳液；
所述硅藻土、石墨聚苯乙烯颗粒、气胶凝颗粒、胶凝材料、羟甲基纤维素醚以及苯丙乳液的重量百分比为：硅藻土10％～20％，石墨聚苯乙烯颗粒8％～12％，气胶凝颗粒1％～5％，胶凝材料55％～70％，羟丙基甲基纤维素醚1％～8％，苯丙乳液1％～8％。
优选地，所述硅藻土、石墨聚苯乙烯颗粒、气胶凝颗粒、胶凝材料、羟甲基纤维素醚以及苯丙乳液的重量百分比为：硅藻土12.5％～18％，石墨聚苯乙烯颗粒8％～12％，气胶凝颗粒1.5％～4％，胶凝材料60％～67％，羟丙基甲基纤维素醚3％～5％，苯丙乳液2％～5％。
优选地，所述的胶凝材料由如下重量份的原料组成：普通硅酸盐水泥60％～70％、硫酸铝1％～5％，余量为水。
优选地，所述的硅藻土的粒径为200～300目。
优选地，石墨聚苯乙烯颗粒的粒径为2～5毫米，表观密度为8～10kg/m3。
优选地，气胶凝颗粒的粒径为0.5～1毫米。
优选地，所述的防火隔热保温板的制备原料还包含增强纤维；所述增强纤维的重量百分比为：增强纤维2％～4％。
进一步优选地，所述增强纤维为玻璃纤维网格布或聚丙烯短纤维。
本发明还提供一种上述防火隔热保温板的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
胶凝材料制备步骤：将普通硅酸盐水泥、硫酸铝与水混合，搅拌均匀，得胶凝材料；
固体填充料制备步骤：硅藻土、石墨聚苯乙烯颗粒以及气凝胶颗粒混合，搅拌均匀，得固体填充料；
混合浆料制备步骤：将胶凝材料与固体填充料搅拌均匀，得混合浆料；
坯体制备步骤：将混合浆料注入模板中，压平压实后形成固化坯体；
养护脱模步骤：固化坯体经养护后脱模即得所述的防火隔热保温板。
优选地，坯体制备步骤中，在形成固化坯体后还在固化坯体的一面或两面铺设增强纤维。
优选地，养护脱模步骤中养护的具体条件为：将固化坯体保持在温度32～38℃，湿度在80～90％的条件下养护12～24h。
优选地，固化坯体经养护后脱模后可以根据需要切割成不同尺寸的防火隔热保温板。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明首次以硅藻土、石墨聚苯乙烯颗粒和气胶凝颗粒作为固体填充料与本发明所述的胶凝材料混合制备防火隔热保温板；所述的防火保温板防火性能达到A级，体积密度在120～150kg/m3时的导热系数可达到0.049较之普通EPS制备的匀质保温板下降15％以上，具有更好的防火保温效果；
(2)进一步研究表明，采用石墨聚苯乙烯颗粒与本发明由普通硅酸盐水泥和硫酸铝组成的胶凝材料混合后制备得到的防火保温板，较之普通EPS颗粒制备的匀质保温板，其抗折强度提高40％，抗压强度提高20％；这说明石墨聚苯乙烯颗粒与本发明由普通硅酸盐水泥和硫酸铝组成的胶凝材料混合可以显著提高防火保温板的抗折强度以及抗压强度；
(3)进一步研究表明，本发明加入了石墨聚苯乙烯颗粒制备得到的防火保温板具有较好的耐候性能；这说明，石墨聚苯乙烯颗粒可以显著提高本发明防火保温板的耐候性能；
(4)进一步研究表明，在本发明中，加入石墨聚苯乙烯颗粒与本发明由普通硅酸盐水泥和硫酸铝组成的胶凝材料后制备得到的防火保温板，相比于不加入石墨聚苯乙烯颗粒或加入其它组成的胶凝材料制备得到的防火保温板；其不会出现酥脆掉粉等现象、同时在使用过程中也不会出现泛碱泛霜现象，提高了建筑保温系统的使用寿命和美观度；这说明，石墨聚苯乙烯颗粒与本发明由普通硅酸盐水泥和硫酸铝组成的胶凝材料共同使用后可以克服防火保温板会出现酥脆掉粉、在使用过程中出现泛碱泛霜的技术问题；
(5)本发明所述的防火隔热保温板在制备的过程中复合了增强纤维，进一步提高了该保温板材的稳定性，增强了保温板材与粘接砂浆和抹面砂浆的和异性和粘结度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：防火隔热保温板的制备
防火隔热保温板的原料重量百分比组成为：硅藻土12.5％，石墨聚苯乙烯颗粒12％，气胶凝颗粒1.5％，胶凝材料65％，羟丙基甲基纤维素醚5％，苯丙乳液4％，增强纤维1％；
所述增强纤维为玻璃纤维网格布；所述胶凝材料包括普通硅酸盐水泥和硫酸铝，其中普通硅酸盐水泥64％、硫酸铝3％，余量为水。
防火隔热保温板的制备方法如下：
S1：将普通硅酸盐水泥、硫酸铝按上述比例投放到搅拌容器中，然后加入水后充分搅拌混合，制成胶凝材料备用；
S2：将石墨聚苯乙烯颗粒、气凝胶颗粒、硅藻土按比例投放到搅拌容器中，充分混合搅拌5分钟，在常温常压下制成固体填充料备用；
S3：向混料灌中加入制备好的固体填充料和胶凝材料，充分搅拌，制成混合浆料备用；
S4：将上述制成的混合浆料注入流水线上的PVC塑料制成的模板中，用辊筒用0.9Mpa的压力将浆料压平压实形成固化坯体，同时在固化坯体两面铺设玻璃纤维网格布进行增强；
S5：将固化坯体保持在温度35℃，湿度在85％的条件下养护16h后脱模，平整堆放养护7天后进行切割，制成成品。
实施例2：防火隔热保温板的制备
防火隔热保温板的原料重量百分比组成为：硅藻土18％，石墨聚苯乙烯颗粒10％，气胶凝颗粒3％，胶凝材料60，羟丙基甲基纤维素醚3％，苯丙乳液5％，增强纤维1％。
所述增强纤维为玻璃纤维网格布；所述胶凝材料包括普通硅酸盐水泥和硫酸铝，其中普通硅酸盐水泥68％、硫酸铝3％，余量为水。
防火隔热保温板的制备方法如下：
S1：将普通硅酸盐水泥、硫酸铝按上述比例投放到搅拌容器中，然后加入水后充分搅拌混合，制成胶凝材料备用；
S2：将石墨聚苯乙烯颗粒、气凝胶颗粒、硅藻土按比例投放到搅拌容器中，充分混合搅拌3分钟，在常温常压下制成固体填充料备用；
S3：向混料灌中加入制备好的固体填充料和胶凝材料，充分搅拌，制成混合浆料备用；
S4：将上述制成的混合浆料注入流水线上的PVC塑料制成的模板中，用辊筒用1.0Mpa的压力将浆料压平压实形成固化坯体，同时在固化坯体两面铺设玻璃纤维网格布进行增强；
S5：将固化坯体保持在温度35℃，湿度在90％的条件下养护24h后脱模，平整堆放养护7天后进行切割，制成成品。
实施例3：防火隔热保温板的制备
防火隔热保温板的原料重量百分比组成为：硅藻土15％，石墨聚苯乙烯颗粒8％，气胶凝颗粒4％，胶凝材料67％，羟丙基甲基纤维素醚4％，苯丙乳液2％，增强纤维1％。
所述增强纤维为玻璃纤维网格布；所述无机胶粘浆料包括普通硅酸盐水泥和硫酸铝，其中普通硅酸盐水泥70％、硫酸铝4％，余量为水。
防火隔热保温板的制备方法如下：
S1：将普通硅酸盐水泥、硫酸铝按上述比例投放到搅拌容器中，然后加入水后充分搅拌混合，制成胶凝材料备用；
S2：将石墨聚苯乙烯颗粒、气凝胶颗粒、硅藻土按比例投放到搅拌容器中，充分混合搅拌4分钟，在常温常压下制成固体填充料备用；
S3：向混料灌中加入制备好的固体填充料和胶凝材料，充分搅拌，制成混合浆料备用；
S4：将上述制成的混合浆料注入流水线上的PVC塑料制成的模板中，用辊筒用1.2Mpa的压力将浆料压平压实形成固化坯体，同时在固化坯体两面铺设玻璃纤维网格布进行增强；
S5：将固化坯体保持在温度35℃，湿度在90％的条件下养护24h后脱模，平整堆放养护7天后进行切割，制成成品。
试验例1：防火隔热保温板的性能评价
对实施例1～3得到的防火隔热保温板进行抗压强度、导热系数等性能测定，防火隔热保温板的性能评价参照GB/T5486-2008试验方法标准，测定结果见下表1。
表1、防火隔热保温板的性能汇总
由表1的结果可以看出，经石墨聚苯乙烯颗粒和气凝胶颗粒改性的保温板防火性能达到A级，体积密度在120～150kg/m3时的导热系数可达到0.049，较之普通EPS制备的硅岩保温板下降15％以上。
进一步地，实施例1～3制备得的防火隔热保温板没有出现酥脆掉粉现象以及在使用过程中也未出现泛碱泛霜现象，采用实施例1～3制备得的防火隔热保温板可以提高建筑保温系统的使用寿命和美观度。
进一步地，实施例1～3制备得的防火隔热保温板在生产过程中进行了双面增强复合，进一步提高了该保温板材的稳定性，增强了保温板材与粘接砂浆和抹面砂浆的和异性和粘结度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种防火隔热保温板，其特征在于：其制备原料包含硅藻土、石墨聚苯乙烯颗粒、气胶凝颗粒、胶凝材料、羟甲基纤维素醚、苯丙乳液；
所述硅藻土、石墨聚苯乙烯颗粒、气胶凝颗粒、胶凝材料、羟甲基纤维素醚以及苯丙乳液的重量百分比为：硅藻土10％～20％，石墨聚苯乙烯颗粒8％～12％，气胶凝颗粒1％～5％，胶凝材料55％～70％，羟丙基甲基纤维素醚1％～8％，苯丙乳液1％～8％。
2.根据权利要求1所述的防火隔热保温板，其特征在于：所述硅藻土、石墨聚苯乙烯颗粒、气胶凝颗粒、胶凝材料、羟甲基纤维素醚以及苯丙乳液的重量百分比为：硅藻土12.5％～18％，石墨聚苯乙烯颗粒8％～12％，气胶凝颗粒1.5％～4％，胶凝材料60％～67％，羟丙基甲基纤维素醚3％～5％，苯丙乳液2％～5％。
3.根据权利要求1所述的防火隔热保温板，其特征在于：所述的胶凝材料由如下重量份的原料组成：普通硅酸盐水泥60％～70％、硫酸铝1％～5％，余量为水。
4.根据权利要求1所述的防火隔热保温板，其特征在于：所述的硅藻土的粒径为200～300目。
5.根据权利要求1所述的防火隔热保温板，其特征在于：石墨聚苯乙烯颗粒的粒径为2～5毫米，表观密度为8～10kg/m3。
6.根据权利要求1所述的防火隔热保温板，其特征在于：气胶凝颗粒的粒径为0.5～1毫米。
7.根据权利要求1所述的防火隔热保温板，其特征在于：所述的防火隔热保温板的制备原料还包含增强纤维；所述增强纤维的重量百分比为：增强纤维2％～4％。
8.权利要求1～7任一项所述的防火隔热保温板的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
胶凝材料制备步骤：将普通硅酸盐水泥、硫酸铝与水混合，搅拌均匀，得胶凝材料；
固体填充料制备步骤：硅藻土、石墨聚苯乙烯颗粒以及气凝胶颗粒混合，搅拌均匀，得固体填充料；
混合浆料制备步骤：将胶凝材料与固体填充料搅拌均匀，得混合浆料；
坯体制备步骤：将混合浆料注入模板中，压平压实后形成固化坯体；
养护脱模步骤：固化坯体经养护后脱模即得所述的防火隔热保温板。
9.根据权利要求8所述的防火隔热保温板的制备方法，其特征在于，坯体制备步骤中，在形成固化坯体后还在固化坯体的一面或两面铺设增强纤维。
10.根据权利要求8所述的防火隔热保温板的制备方法，其特征在于，养护脱模步骤中养护的具体条件为：将固化坯体保持在温度32～38℃，湿度在80～90％的条件下养护12～24h。
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