CN116136114A - 一种岩棉复合板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及保温材料领域，具体公开了一种岩棉复合板及其制备方法，岩棉复合板，包括岩棉芯材以及设置在岩棉芯材两侧水泥砂浆，水泥砂浆与岩棉芯材之间填充有耐碱玻璃纤维网格布和聚氨酯发泡胶，岩棉芯材的四面喷覆有有机硅防水胶；有机硅防水胶由包括以下原料制得：叔碳酸缩水甘油酯、甲基硅酸钠、二甲基硅油、引发剂、消泡剂、填料、水、丙烯酸乳液、聚氨酯、交联剂、端羟基含氟聚硅氧烷和丙烯酸羟乙酯以及十二烷基苯磺酸钠；其制备方法包括以下步骤：将有机硅防水胶喷覆在岩棉芯材的四面，干燥固化；通过聚氨酯发泡胶在岩棉芯材两侧粘接一层耐碱玻璃纤维网格布，涂覆有水泥砂浆，养护，即得。本申请具有提高岩棉复合板的防水性能的特点。

Description

一种岩棉复合板及其制备方法

技术领域

本申请涉及保温材料技术领域，更具体地说，它涉及一种岩棉复合板及其制备方法。

背景技术

随着环境保护的发展，外墙保温结构逐渐成为建筑结构中重要一部分。外墙保温结构所用的保温材料主要是有机保温材料和无机保温材料两种，无机保温材料主要有玻化微珠、岩棉和玻璃棉等，其耐高温、不可燃等性能提高了建筑整体的防火性能，使用寿命长能够与建筑具有相同的生命周期，且无毒无害无污染，这都是有机保温材料所不具有的优势特点，因此，无机保温材料逐渐得到行业的重视。岩棉板作为无机保温材料的代表产品，已经在建筑物的节能改造中得到一定程度的应用，并在与其它外墙保温材料的对比中显现住一定的优越性，其应用越发广泛。

岩棉复合板在岩棉板上增加了水泥砂浆抹面，加固了岩棉板的硬度，直接省去了施工时上墙抹灰的过程，使岩棉板在安装使用中工期缩短百分之七十，而且岩棉复合板充分发挥了岩棉芯材的独特性能，在防火、保温隔热以及吸音隔生等方面均具有显著的功效。

但是由于岩棉复合板的主体芯材是多孔结构，是水分比较容易聚集的地方，特别是在南方夏天，空气潮湿，降水多，不及时安装的话，岩棉中含有水分过多，安装后会使岩棉板变形，后果严重，而且岩棉吸水率大，水分容易积累在岩棉板内，长时间会增加岩棉复合板的重量，导致其容易脱落，存在安全隐患。因此提高岩棉复合板的防水性能对于其产品质量提升具有重要的意义。

发明内容

为了提高岩棉复合板的防水性能，本申请提供一种岩棉复合板及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种岩棉复合板，采用如下的技术方案：

一种岩棉复合板，包括岩棉芯材以及设置在岩棉芯材两侧水泥砂浆，所述水泥砂浆与所述岩棉芯材之间填充有耐碱玻璃纤维网格布和聚氨酯发泡胶，所述岩棉芯材的四面喷覆有有机硅防水胶；

所述有机硅防水胶由包括以下重量份原料制得：

15-25份叔碳酸缩水甘油酯、30-40份甲基硅酸钠、25-35份二甲基硅油、3-5份引发剂、1-3份消泡剂、8-14份填料、20-30份水、15-25份丙烯酸乳液、13-20份聚氨酯、1-3份交联剂、10-15份端羟基含氟聚硅氧烷和8-15份丙烯酸羟乙酯以及5-10份十二烷基苯磺酸钠。

通过采用上述技术方案，本申请中提供的岩棉复合板从结构上改变传统横丝岩棉板的纤维分布和运动方向，两侧覆以界面防护层，提升材料的整体安全性和稳定性，而界面防护层选用耐碱玻璃纤维网格布，再配合以聚氨酯发泡胶，利用水泥砂浆与岩棉芯材之间的耐碱玻璃纤维网格布和聚氨酯发泡胶的有效包裹，再配合岩棉芯材四面喷覆以有机硅防水胶，形成防水防潮体系，提高岩棉复合板的防水性能，规避岩棉受潮后沉降、空鼓、脱落等安全隐患。耐碱玻璃纤维网格布起到了增强作用，提高岩棉芯材与水泥砂浆之间的粘接强度，与水泥砂浆复合后，岩棉芯材的尺寸稳定性以及力学性能也得到一定优化。

而且，本申请中岩棉芯材两侧以水泥砂浆以及聚氨酯发泡胶包覆，起到良好的防水性能，再配合岩棉芯材四面喷覆的有机硅防水胶，对岩棉芯材四周进行防水防护，而且本申请中有机硅防水胶以甲基硅酸钠和二甲基硅油的有机硅为基体，添加有叔碳酸缩水甘油酯，其含有叔碳结构，提高空间位阻，提高有机硅防水胶的防水性能，再配合丙烯酸乳液，叔碳酸缩水甘油酯与丙烯酸反应引入丙烯酸树脂，提高其防水性能，而且叔碳酸缩水甘油酯在树脂中引入羟基，与丙烯酸羟乙酯作用形成羟基树脂，与聚氨酯以及丙烯酸树脂在交联剂的作用下交联，形成防水膜，起到优异的防水效果，而端羟基含氟聚硅氧烷的添加引入氟元素，进一步提升有机硅防水胶的防水性能，最终显著改善岩棉复合板的防水吸水问题，提高其安全性能。

可选的，所述有机硅防水胶原料中还包括12-20重量份负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳。

通过采用上述技术方案，有机硅防水胶原料中还添加有负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳，多孔碳的添加有助于提高岩棉复合板的力学性能，更重要的是其配合负载的吸水树脂和氯化钙可以起到吸水的作用，从而可以将岩棉芯材中的潮气干燥，而且吸水树脂吸收潮气后膨胀，堵塞多孔碳的孔洞，防止外界水通过多孔碳进入岩棉芯材内，进一步起到阻水作用的同时还可以将岩棉芯材内的水分干燥。

可选的，所述有机硅防水胶按照以下方法喷覆于岩棉芯材表面：

将负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳与一半添加量的丙烯酸乳液和一半添加量的甲基硅酸钠混合，搅拌，然后涂覆于岩棉芯材的四面，干燥，得到底涂层；

然后将剩余原料混合，搅拌，涂覆于底涂层上，得到有机硅防水层。

通过采用上述技术方案，本申请中将负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳与部分丙烯酸乳液和甲基硅酸钠混合后涂覆于岩棉芯材四面表面，干燥后形成底涂层，然后再涂覆其它得到有机硅防水层，如此内侧底涂层内的多孔碳以及吸水树脂对岩棉芯材内的潮气进行吸收，外层防水层可以起到阻止外界水进入的作用，而底涂层内吸水树脂吸水膨胀后也可以堵塞多孔碳的孔洞结构，进一步起到外界水进入岩棉芯材的阻水作用。

可选的，所述吸水树脂由以下原料制得：

30-40份丙烯酸、15-25份聚丙烯酸钠、25-40份淀粉、15-25份聚丙烯酰胺、8-15份聚羟乙基丙烯酸甲酯以及1-3份引发剂。

通过采用上述技术方案，本申请中吸水树脂以淀粉接枝改性聚丙烯酸钠和丙烯酸制得吸水接枝共聚物，再配合聚羟乙基丙烯酸甲酯的添加，其本身具有吸水膨胀的性能，最终制得的吸水树脂具有优异吸水性能的同时，还具有优异的吸水膨胀，堵塞多孔碳孔洞后起到阻水的效果。

可选的，所述吸水树脂由以下方法制得：

将淀粉在78-90℃的水中糊化，然后冷却至45-55℃，加入引发剂，搅拌，然后加入丙烯酸和聚丙烯酸钠的混合水溶液，反应30-40min后，加入聚丙烯酰胺和聚羟乙基丙烯酸甲酯，然后反应40-60min后，冷却至室温，得到吸水树脂。

可选的，所述负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳由以下方法制得：

在吸水树脂中加入经过硅烷偶联剂处理后的氯化钙，搅拌，然后加入多孔碳，超声处理20-30min后，在180-200℃下焙烧80-100min后，得到负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳。

通过采用上述技术方案，将氯化钙进行硅烷偶联剂处理后添加，提高其在吸水树脂中的相容性，两者在多孔碳上的负载更加均匀。

可选的，所述吸水树脂和氯化钙的添加质量比为1：（0.2-0.3），所述多孔碳与所述氯化钙的添加质量比为1：（0.5-0.7）。

可选的，所述氯化钙经过硅烷偶联剂处理具体操作为：

将氯化钙浸泡在硅烷偶联剂和甲醇的混合液中，浸泡20-30min，然后烘干，制得经过硅烷偶联剂处理后的氯化钙；

所述硅烷偶联剂与甲醇的添加质量比为1：（4-5）。

可选的，所述有机硅防水胶原料中，所述引发剂选用过硫酸铵和过氧化叔戊酸叔丁基酯中的一种或多种；

所述填料选用二氧化硅和碳酸钙中的一种或两种；

所述交联剂选用戊二醛、二亚乙基三胺中的一种或两种。

第二方面，本申请提供一种岩棉复合板的制备方法，采用如下的技术方案：

一种岩棉复合板的制备方法，包括以下步骤：

将有机硅防水胶喷覆在岩棉芯材的四面，干燥固化；

然后通过聚氨酯发泡胶在岩棉芯材两侧粘接一层耐碱玻璃纤维网格布，然后涂覆有水泥砂浆，养护，制得岩棉复合板。

通过采用上述技术方案，本申请中岩棉复合板制备的时候首先喷覆有机硅防水剂，实现对于岩棉芯材四面的阻水处理，然后在两侧粘接有玻纤网格布，提高其力学性能，再涂覆有水泥砂浆进行抹面，加固岩棉复合板的硬度，而且应用的时候直接省去施工上墙抹灰的过程，缩短工期，提高安装效率，同时缓解岩棉板吸水导致安全隐患的问题。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请中提供的岩棉复合板中岩棉芯材两侧以水泥砂浆以及聚氨酯发泡胶包覆，起到良好的防水性能，再配合岩棉芯材四面喷覆的有机硅防水胶，对岩棉芯材四周进行防水防护，形成防水防潮体系，提高岩棉复合板的防水性能，规避岩棉受潮后沉降、空鼓、脱落等安全隐患；

2、本申请中有机硅防水胶以甲基硅酸钠和二甲基硅油的有机硅为基体，添加有叔碳酸缩水甘油酯，其含有叔碳结构，提高空间位阻，提高有机硅防水胶的防水性能，再配合丙烯酸乳液，叔碳酸缩水甘油酯与丙烯酸反应引入丙烯酸树脂，提高其防水性能，而且叔碳酸缩水甘油酯在树脂中引入羟基，与丙烯酸羟乙酯作用形成羟基树脂，与聚氨酯以及丙烯酸树脂在交联剂的作用下交联，形成防水膜，起到优异的防水效果，而端羟基含氟聚硅氧烷的添加引入氟元素，进一步提升有机硅防水胶的防水性能，最终显著改善岩棉复合板的防水吸水问题，提高其安全性能；

3、有机硅防水胶原料中还添加有负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳，多孔碳的添加有助于提高岩棉复合板的力学性能，更重要的是其配合负载的吸水树脂和氯化钙可以起到吸水的作用，从而可以将岩棉芯材中的潮气干燥，而且吸水树脂吸收潮气后膨胀，堵塞多孔碳的孔洞，防止外界水通过多孔碳进入岩棉芯材内，进一步起到阻水作用的同时还可以将岩棉芯材内的水分干燥。

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，予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。

以下实施例中的消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。

丙烯酸乳液选用品牌为东方辰诺，牌号为cn-6020。

以下实施例中的聚氨酯发泡胶选用普通市售聚氨酯发泡胶即可，如品牌为ergo、名称为ergo7370的聚氨酯发泡胶。

以下制备例为负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳的制备例

制备例1

一种负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备吸水树脂：将33kg淀粉在82℃的水中糊化，然后冷却至50℃，加入2kg引发剂过硫酸铵，搅拌，然后加入35kg丙烯酸和20kg聚丙烯酸钠的混合水溶液，反应35min后，加入20kg聚丙烯酰胺和10kg聚羟乙基丙烯酸甲酯，然后反应50min后，冷却至室温，得到吸水树脂；

其中，淀粉选用质量比为1:1的玉米淀粉和木薯淀粉；

S2、氯化钙处理：取氯化钙浸泡在硅烷偶联剂KH560和甲醇的混合液中，硅烷偶联剂与甲醇的添加质量比为1：4.5，浸泡25min，然后烘干，制得经过硅烷偶联剂处理后的氯化钙；

S3、在步骤S1中制得的吸水树脂中加入经过步骤S2经过硅烷偶联剂处理后的氯化钙，搅拌，然后加入多孔碳，多孔碳选用生物炭，超声处理25min后，在190℃下焙烧90min后，得到负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳；

其中，吸水树脂和氯化钙的添加质量比为1：0.3，多孔碳与氯化钙的添加质量比为1：0.6。

制备例2

一种负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备吸水树脂：将25kg淀粉在78℃的水中糊化，然后冷却至45℃，加入1kg引发剂过硫酸铵，搅拌，然后加入30kg丙烯酸和15kg聚丙烯酸钠的混合水溶液，反应30min后，加入15kg聚丙烯酰胺和8-15kg聚羟乙基丙烯酸甲酯，然后反应40min后，冷却至室温，得到吸水树脂；

其中，淀粉选用玉米淀粉；

S2、氯化钙处理：取氯化钙浸泡在硅烷偶联剂KH560和甲醇的混合液中，硅烷偶联剂与甲醇的添加质量比为1：4，浸泡20min，然后烘干，制得经过硅烷偶联剂处理后的氯化钙；

S3、在步骤S1中制得的吸水树脂中加入经过步骤S2经过硅烷偶联剂处理后的氯化钙，搅拌，然后加入多孔碳，多孔碳选用生物炭，超声处理20min后，在180℃下焙烧100min后，得到负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳；

其中，吸水树脂和氯化钙的添加质量比为1：0.2，多孔碳与氯化钙的添加质量比为1：0.5。

制备例3

一种负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备吸水树脂：将40kg淀粉在90℃的水中糊化，然后冷却至55℃，加入3kg引发剂过硫酸铵，搅拌，然后加入40kg丙烯酸和25kg聚丙烯酸钠的混合水溶液，反应40min后，加入25kg聚丙烯酰胺和15kg聚羟乙基丙烯酸甲酯，然后反应60min后，冷却至室温，得到吸水树脂；

其中，淀粉选用质量比为1:1的玉米淀粉和土豆淀粉；

S2、氯化钙处理：取氯化钙浸泡在硅烷偶联剂KH560和甲醇的混合液中，硅烷偶联剂与甲醇的添加质量比为1：5，浸泡30min，然后烘干，制得经过硅烷偶联剂处理后的氯化钙；

S3、在步骤S1中制得的吸水树脂中加入经过步骤S2经过硅烷偶联剂处理后的氯化钙，搅拌，然后加入多孔碳，多孔碳选用生物炭，超声处理30min后，在200℃下焙烧80min后，得到负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳；

其中，吸水树脂和氯化钙的添加质量比为1：0.3，多孔碳与氯化钙的添加质量比为1：0.7。

制备例4

一种负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳的制备方法，按照制备例1中的方法进行，不同之处在于，吸水树脂制备的时候，原料中未添加聚羟乙基丙烯酸甲酯。

制备例5

一种负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳的制备方法，按照制备例1中的方法进行，不同之处在于，氯化钙未经过硅烷偶联剂处理，直接加入至吸水树脂中。

制备例6

一种负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳的制备方法，按照制备例1中的方法进行，不同之处在于，吸水树脂制备的时候，原料中未添加聚丙烯酰胺。

实施例1

一种岩棉复合板的制备方法，包括以下步骤：

1）、将25kg水和8kg十二烷基苯磺酸钠，分散搅拌，然后升温至70℃，然后加入20kg丙烯酸乳液，搅拌25min，加入35kg甲基硅酸钠和30kg二甲基硅油，然后加入4kg引发剂，反应25min后，加入20kg叔碳酸缩水甘油酯、12kg丙烯酸羟乙酯以及2kg交联剂，反应35min后加入12kg端羟基含氟聚硅氧烷和15kg聚氨酯，继续反应1.5h，再加入10kg填料和2kg消泡剂，搅拌25min后降温，得到有机硅防水胶；

其中，填料选用碳酸钙，引发剂选用过硫酸铵，交联剂选用戊二醛。

将上述得到的有机硅防水胶喷覆在岩棉芯材的四面，喷覆厚度为1.8mm，室温下干燥固化35min，得到有机硅防水层；

2）、然后通过聚氨酯发泡胶在岩棉芯材两侧粘接一层耐碱玻璃纤维网格布，然后涂覆有水泥砂浆，养护，制得岩棉复合板。

Claims (9)

1.一种岩棉复合板，包括岩棉芯材以及设置在岩棉芯材两侧水泥砂浆，其特征在于，所述水泥砂浆与所述岩棉芯材之间填充有耐碱玻璃纤维网格布和聚氨酯发泡胶，所述岩棉芯材的四面喷覆有有机硅防水胶；

所述有机硅防水胶由包括以下重量份原料制得：

15-25份叔碳酸缩水甘油酯、30-40份甲基硅酸钠、25-35份二甲基硅油、3-5份引发剂、1-3份消泡剂、8-14份填料、20-30份水、15-25份丙烯酸乳液、13-20份聚氨酯、1-3份交联剂、10-15份端羟基含氟聚硅氧烷和8-15份丙烯酸羟乙酯以及5-10份十二烷基苯磺酸钠。

2.根据权利要求1所述的一种岩棉复合板，其特征在于：所述有机硅防水胶原料中还包括12-20重量份负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳。

3.根据权利要求2所述的一种岩棉复合板，其特征在于：所述有机硅防水胶按照以下方法喷覆于岩棉芯材表面：

将负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳与一半添加量的丙烯酸乳液和一半添加量的甲基硅酸钠混合，搅拌，然后涂覆于岩棉芯材的四面，干燥，得到底涂层；

然后将剩余原料混合，搅拌，涂覆于底涂层上，得到有机硅防水层。

4.根据权利要求2所述的一种岩棉复合板，其特征在于：所述吸水树脂由以下原料制得：

30-40份丙烯酸、15-25份聚丙烯酸钠、25-40份淀粉、15-25份聚丙烯酰胺、8-15份聚羟乙基丙烯酸甲酯以及1-3份引发剂。

5.根据权利要求4所述的一种岩棉复合板，其特征在于：所述吸水树脂由以下方法制得：

将淀粉在78-90℃的水中糊化，然后冷却至45-55℃，加入引发剂，搅拌，然后加入丙烯酸和聚丙烯酸钠的混合水溶液，反应30-40min后，加入聚丙烯酰胺和聚羟乙基丙烯酸甲酯，然后反应40-60min后，冷却至室温，得到吸水树脂。

6.根据权利要求2所述的一种岩棉复合板，其特征在于：所述负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳由以下方法制得：

在吸水树脂中加入经过硅烷偶联剂处理后的氯化钙，搅拌，然后加入多孔碳，超声处理20-30min后，在180-200℃下焙烧80-100min后，得到负载有吸水树脂和氯化钙的多孔碳；

所述吸水树脂和氯化钙的添加质量比为1：（0.2-0.3），所述多孔碳与所述氯化钙的添加质量比为1：（0.5-0.7）。

7.根据权利要求6所述的一种岩棉复合板，其特征在于：所述氯化钙经过硅烷偶联剂处理具体操作为：

将氯化钙浸泡在硅烷偶联剂和甲醇的混合液中，浸泡20-30min，然后烘干，制得经过硅烷偶联剂处理后的氯化钙；

所述硅烷偶联剂与甲醇的添加质量比为1：（4-5）。

8.根据权利要求1所述的一种岩棉复合板，其特征在于：所述有机硅防水胶原料中，所述引发剂选用过硫酸铵和过氧化叔戊酸叔丁基酯中的一种或多种；

所述填料选用二氧化硅和碳酸钙中的一种或两种；

所述交联剂选用戊二醛、二亚乙基三胺中的一种或两种。

9.如权利要求1中所述岩棉复合板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

将有机硅防水胶喷覆在岩棉芯材的四面，干燥固化；

然后通过聚氨酯发泡胶在岩棉芯材两侧粘接一层耐碱玻璃纤维网格布，然后涂覆有水泥砂浆，养护，制得岩棉复合板。