CN115503300A - 一种复合岩棉防火保温装饰一体板及其制备方法 - Google Patents

一种复合岩棉防火保温装饰一体板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及保温材料技术领域，提出了一种复合岩棉防火保温装饰一体板及其制备方法，包括从上到下依次设置的岩棉保温层、表面处理层和饰面层，所述表面处理层由表面处理剂组成，所述表面处理剂包括BC‑413纯丙乳液、VAE705乳液、水；所述岩棉保温层由岩棉毡和二氧化硅气凝胶浆体组成；所述饰面层由硅酸盐水泥、细砂、石粉、减水剂、聚萘甲醛磺酸钠盐、固化剂、水组成。通过上述技术方案，解决了现有技术中复合岩棉板抗拉强度、压缩强度低，导致安全性下降的问题。

Description

一种复合岩棉防火保温装饰一体板及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温材料技术领域，具体的，涉及一种复合岩棉防火保温装饰一体板及其制备方法。
背景技术
普通岩棉板是将玄武岩和白云石经过高温烧制而成的，在施工时通常不能直接使用需要进行处理。复合岩棉板是在普通岩棉板的基础上，复合了水泥砂浆等其他材料制备而成的，改进了岩棉板的缺陷，在施工过程中可以直接粘贴使用。因此复合岩棉板在施工周期和性能方面都优于普通岩棉板。但是，在复合岩棉板的制备过程中，存在岩棉-砂浆界面的拉伸粘结强度低以及吸水膨胀，导致复合岩棉板强度下降、保温层脱落的问题，影响其结构安全性，极大危害建筑安全。
发明内容
本发明提出一种复合岩棉防火保温装饰一体板及其制备方法，解决了相关技术中复合岩棉板抗拉强度、压缩强度低，导致安全性下降的问题。
本发明的技术方案如下：
一种复合岩棉防火保温装饰一体板，包括从上到下依次设置的岩棉保温层、表面处理层和饰面层，所述表面处理层由表面处理剂组成，所述表面处理剂包括BC-413纯丙乳液、VAE705乳液、水；
所述岩棉保温层由岩棉毡和二氧化硅气凝胶浆体组成；
所述饰面层由硅酸盐水泥、细砂、石粉、减水剂、聚萘甲醛磺酸钠盐、固化剂、水组成。
作为进一步技术方案，所述表面处理剂包括以下重量份组分：1-3份BC-413纯丙乳液、1-3份VAE705乳液、8-20份水。
作为进一步技术方案，所述BC-413纯丙乳液、VAE705乳液的质量比为1:1。
作为进一步技术方案，所述饰面层原料包括以下重量份组分：硅酸盐水泥35-45份、细砂15-20份、石粉15-20份、减水剂0.5-1份、聚萘甲醛磺酸钠盐1-2份、固化剂10-12份、水6-17份。
作为进一步技术方案，所述岩棉保温层厚度为30-80mm；表面处理层厚度为1-2mm；饰面层厚度为3-8mm。
一种复合岩棉防火保温装饰一体板的制备方法，包括以下步骤：
S1、将岩棉毡浸渍在二氧化硅气凝胶浆体20-30min后取出，在60-80℃干燥24-48h，得到岩棉保温层；
S2、将所述表面处理剂混合并涂抹到岩棉保温层的一面后，再将硅酸盐水泥、细砂、石粉、减水剂、聚萘甲醛磺酸钠盐、固化剂和水搅拌混合后挤出成型到该面上，进行养护得到复合岩棉保温板。
作为进一步技术方案，所述二氧化硅气凝胶浆体包括以下重量份组分：二氧化硅气凝胶10-35份、吐温-80 10-20份、硅烷偶联剂5-18份、水50-80份。
作为进一步技术方案，所述二氧化硅气凝胶依次经含三甲基氯硅烷的环己烷溶液和含(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的环己烷溶液进行预处理。
作为进一步技术方案，所述含三甲基氯硅烷的环己烷溶液中三甲基氯硅烷的体积分数为5%；含(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的环己烷溶液中(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的体积分数为8%。
作为进一步技术方案，所述二氧化硅气凝胶预处理的步骤为：
A1、将二氧化硅气凝胶浸渍在含(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的环己烷溶液中处理5-8h后取出，得到物质A；
A2、将物质A浸渍在含三甲基氯硅烷的环己烷溶液中处理4-6h后取出，得到物质B；
A3、将物质B用无水乙醇洗涤后进行超临界CO2干燥，得到预处理后的二氧化硅气凝胶。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明在岩棉保温层和饰面层中设置了一层表面处理层，表面处理层由BC-413纯丙乳、VAE705乳液、水组成，通过表面处理层的设置可以增加岩棉复合保温板的粘结强度，表面处理层涂抹干燥后会形成一层高分子薄膜，一方面能提高岩棉保温层间的粘结性，提高岩棉保温层和饰面层的抗拉性能，另一方面能提高复合岩棉板的耐酸碱性能。
2、二氧化硅气凝胶具有优异的防火性能，本发明中岩棉保温层通过岩棉毡与二氧化硅气凝胶进行复合，可以提高岩棉保温层的保温绝热防火性能，并且通过含三甲基氯硅烷的环己烷溶液和含(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的环己烷溶液对二氧化硅气凝胶进行预处理，提高了二氧化硅气凝胶的疏水性，增大了二氧化硅气凝胶的强度，提高了复合岩棉板的压缩强度。本发明制备得到的复合岩棉保温板具有较高的抗拉强度和压缩强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1-5中二氧化硅气凝胶预处理的步骤和复合岩棉防火保温装饰一体板的制备方法中“浸渍”为固体完全浸渍在液体中；
实施例1-5制备得到的复合岩棉板中保温层厚度为50mm，表面处理层厚度为1mm，饰面层厚度为3mm。
BC-413纯丙乳液：固含量46%；VAE705乳液：固含量55.0%
二氧化硅气凝胶：购自苏州同玄新材料有限公司
实施例1
二氧化硅气凝胶预处理的步骤，包括以下步骤：
A1、将二氧化硅气凝胶浸渍在含8%(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的环己烷溶液中处理8h后取出，得到物质A；
A2、将物质A浸渍在含5%三甲基氯硅烷的环己烷溶液中处理6h后取出，得到物质B；
A3、将物质B用无水乙醇洗涤后置于超临界CO2萃取装置中，于20MPa，30℃进行干燥，得到预处理后的二氧化硅气凝胶。
复合岩棉防火保温装饰一体板的制备方法，包括以下步骤：
S1、取预处理后的二氧化硅气凝胶35份、吐温-80 20份、KH570 18份、水80份混合得到二氧化硅气凝胶浆体；
S2、将上述二氧化硅气凝胶浆体倒入容器后，将岩棉毡浸渍其中30min后取出，在80℃干燥24h，得到岩棉保温层；
S3、将3份BC-413纯丙乳液、3份VAE705乳液、20份水混合后，制备得到表面处理剂；
S4、将上述表面处理剂涂抹到岩棉保温层的一面后，再将硅酸盐水泥45份、细砂20份、石粉20份、减水剂1份、聚萘甲醛磺酸钠盐2份、固化剂12份、水17份搅拌混合后挤出成型到该面上，养护7d得到复合岩棉保温板。
实施例2
复合岩棉防火保温装饰一体板的制备方法，包括以下步骤：
S1、取预处理后的二氧化硅气凝胶20份、吐温-80 15份、KH570 10份、水70份混合得到二氧化硅气凝胶浆体；
S2、将上述二氧化硅气凝胶浆体倒入容器后，将岩棉毡浸渍其中25min后取出，在70℃干燥40h，得到岩棉保温层；
S3、将2份BC-413纯丙乳液、2份VAE705乳液、10份水混合后，制备得到表面处理剂；
S4、将上述表面处理剂涂抹到岩棉保温层的一面后，再将硅酸盐水泥40份、细砂16份、石粉16份、减水剂0.6份、聚萘甲醛磺酸钠盐1.5份、固化剂11份、水15份搅拌混合后挤出成型到该面上，养护7d得到复合岩棉保温板。
二氧化硅气凝胶预处理的方案与实施例1相同。
实施例3
复合岩棉防火保温装饰一体板的制备方法，包括以下步骤：
S1、取预处理后的二氧化硅气凝胶10份、吐温-80 10份、KH570 5份、水50份混合得到二氧化硅气凝胶浆体；
S2、将上述二氧化硅气凝胶浆体倒入容器后，将岩棉毡浸渍其中20min后取出，在60℃干燥48h，得到岩棉保温层；
S3、将1份BC-413纯丙乳液、1份VAE705乳液、8份水混合后，制备得到表面处理剂；
S4、将上述表面处理剂涂抹到岩棉保温层的一面后，再将硅酸盐水泥35份、细砂15份、石粉15份、减水剂0.5份、聚萘甲醛磺酸钠盐1份、固化剂10份、水6份搅拌混合后挤出成型到该面上，养护7d得到复合岩棉保温板。
二氧化硅气凝胶预处理的方案与实施例1相同。
实施例4
二氧化硅气凝胶预处理的步骤，包括以下步骤：
A1、将二氧化硅气凝胶浸渍在含8%(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的环己烷溶液中处理6h后取出，得到物质A；
A2、将物质A浸渍在含5%三甲基氯硅烷的环己烷溶液中处理4h后取出，得到物质B；
A3、将物质B用无水乙醇洗涤后置于超临界CO2萃取装置中，于20MPa，30℃进行干燥，得到预处理后的二氧化硅气凝胶。
复合岩棉防火保温装饰一体板的制备方法与实施例1相同。
实施例5
二氧化硅气凝胶预处理的步骤，包括以下步骤：
A1、将二氧化硅气凝胶浸渍在含8%(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的环己烷溶液中处理5h后取出，得到物质A；
A2、将物质A浸渍在含5%三甲基氯硅烷的环己烷溶液中处理5h后取出，得到物质B；
A3、将物质B用无水乙醇洗涤后置于超临界CO2萃取装置中，于20MPa，30℃进行干燥，得到预处理后的二氧化硅气凝胶。
复合岩棉防火保温装饰一体板的制备方法与实施例1相同。
对比例1
与实施例5相比，对比例1中二氧化硅气凝胶不进行预处理，其他与实施例5相同。
对比例2
与实施例5相比，对比例2中二氧化硅气凝胶预处理的步骤，包括以下步骤：
A1、将二氧化硅气凝胶浸渍在含 (4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷和三甲基氯硅烷的环己烷溶液中处理10h后取出，得到物质A；环己烷溶液中含8%(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷和5%三甲基氯硅烷；
A2、将物质A用无水乙醇洗涤后置于超临界CO2萃取装置中，于20MPa，30℃进行干燥，得到预处理后的二氧化硅气凝胶。
复合岩棉防火保温装饰一体板的制备方法与实施例5相同。
对比例3
与实施例5相比，对比例3中二氧化硅气凝胶预处理的步骤，包括以下步骤：
A1、将二氧化硅气凝胶浸渍在含5%(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的环己烷溶液中处理5h后取出，得到物质A；
A2、将物质A浸渍在含8%三甲基氯硅烷的环己烷溶液中处理5h后取出，得到物质B；
A3、将物质B用无水乙醇洗涤后置于超临界CO2萃取装置中，于20MPa，30℃进行干燥，得到预处理后的二氧化硅气凝胶。
复合岩棉防火保温装饰一体板的制备方法与实施例5相同。
对比例4
与实施例5相比，对比例4将VAE705乳液替换成等量的VAE707乳液，其他与实施例5相同。
对比例5
与实施例5相比，对比例5中表面处理剂包括以下重量份组分：2份BC-413纯丙乳液、4份VAE705乳液、20份水，其他与实施例5相同。
对比例6
与实施例5相比，对比例6中表面处理剂包括以下重量份组分：4份BC-413纯丙乳液、2份VAE705乳液、20份水，其他与实施例5相同。
测定实施例1-5与对比例1-6制备得到的复合岩棉板的抗拉强度、压缩强度，测定结果见表1。
参考GB/T25975-2018《建筑外墙外保温用岩棉制品》进行测定
表1测定结果
Figure 745892DEST_PATH_IMAGE002
与实施例5相比，对比例1中二氧化硅气凝胶不进行处理，对比例2二氧化硅气凝胶进行预处理时(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的环己烷溶液和三甲基氯硅烷的环己烷溶液不分开进行处理，对比例3改变(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的环己烷溶液和三甲基氯硅烷的环己烷溶液中(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷、三甲基氯硅烷的体积分数，对比例1-3制备得到的复合岩棉板的压缩强度均低于实施例5，说明通过本发明对二氧化硅气凝胶进行的预处理可以调高复合岩棉板的压缩强度。
与实施例5相比，对比例4将VAE705乳液替换成等量的VAE707乳液，对比例5、对比例6调整了表面处理剂中BC-413纯丙乳液和VAE705乳液的质量比，对比例4-6制备得到的复合岩棉板的抗拉强度均低于实施例5，说明通过VAE705乳液、BC-413纯丙乳液和水制备的表面处理层可以提高复合岩棉板的抗拉强度。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合岩棉防火保温装饰一体板，其特征在于，包括从上到下依次设置的岩棉保温层、表面处理层和饰面层，所述表面处理层由表面处理剂组成，所述表面处理剂包括BC-413纯丙乳液、VAE705乳液、水；
所述岩棉保温层由岩棉毡和二氧化硅气凝胶浆体组成；
所述饰面层由硅酸盐水泥、细砂、石粉、减水剂、聚萘甲醛磺酸钠盐、固化剂、水组成。
2.根据权利要求1所述的一种复合岩棉防火保温装饰一体板，其特征在于，所述表面处理剂包括以下重量份组分：1-3份BC-413纯丙乳液、1-3份VAE705乳液、8-20份水。
3.根据权利要求2所述的一种复合岩棉防火保温装饰一体板，其特征在于，所述表面处理剂中BC-413纯丙乳液、VAE705乳液的质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的一种复合岩棉防火保温装饰一体板，其特征在于，所述饰面层原料包括以下重量份组分：硅酸盐水泥35-45份、细砂15-20份、石粉15-20份、减水剂0.5-1份、聚萘甲醛磺酸钠盐1-2份、固化剂10-12份、水6-17份。
5.根据权利要求1所述的一种复合岩棉防火保温装饰一体板，其特征在于，所述岩棉保温层厚度为30-80mm；表面处理层厚度为1-2mm；饰面层厚度为3-8mm。
6.根据权利要求1所述的一种复合岩棉防火保温装饰一体板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将岩棉毡浸渍在二氧化硅气凝胶浆体20-30min后取出，在60-80℃干燥24-48h，得到岩棉保温层；
S2、将所述表面处理剂混合并涂抹到岩棉保温层的一面后，再将硅酸盐水泥、细砂、石粉、减水剂、聚萘甲醛磺酸钠盐、固化剂和水搅拌混合后挤出成型到该面上，进行养护得到复合岩棉保温板。
7. 根据权利要求6所述的一种复合岩棉防火保温装饰一体板的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶浆体包括以下重量份组分：二氧化硅气凝胶10-35份、吐温-80 10-20份、硅烷偶联剂5-18份、水50-80份。
8.根据权利要求6所述的一种复合岩棉防火保温装饰一体板的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶依次经含三甲基氯硅烷的环己烷溶液和含(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的环己烷溶液进行预处理。
9.根据权利要求8所述的一种复合岩棉防火保温装饰一体板的制备方法，其特征在于，所述含三甲基氯硅烷的环己烷溶液中三甲基氯硅烷的体积分数为5%；含(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的环己烷溶液中(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的体积分数为8%。
10.根据权利要求8所述的一种复合岩棉防火保温装饰一体板的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶预处理的步骤为：
A1、将二氧化硅气凝胶浸渍在含(4-溴苯基硫代)二甲基-叔丁基硅烷的环己烷溶液中处理5-8h后取出，得到物质A；
A2、将物质A浸渍在含三甲基氯硅烷的环己烷溶液中处理4-6h后取出，得到物质B；
A3、将物质B用无水乙醇洗涤后进行超临界CO2干燥，得到预处理后的二氧化硅气凝胶。
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