CN119019123B - 一种改性a级防火的保温材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种改性A级防火的保温材料，原料包括：20～70份的无机微珠、15～40份的胶凝材料、30～50份的份的水、1～8份的无机晶须、8～25份的磷酸二氢铝、20～35份的无机纳米颗粒、2～12份的无机纤维、20～50份的无机气凝胶粉末。一种改性A级防火的保温材料的制备方法，1.1)搅拌混合均匀；1.2)将混合浆料进行模箱压制成型或辊压成型，然后固化，然后养护。由于添加了无机纳米颗粒与无机气凝胶粉末这些改性材料，使得燃烧性能达到了A级防火，且保温性能未明显降低、达到标准要求，导热系数为0.023～0.050W/(m·K)；无机晶须以及无机纤维均为增强材料，显然地提高了强度、硬度、抗拉、抗压、抗弯曲、耐久性等性能。
Description
技术领域
本发明涉及改性复合保温材料技术领域，尤其是涉及一种改性A级防火的保温材料及其制备方法。
背景技术
目前，强制规定建筑物保温节能材料必须达到A级防火标准。目前外墙所用的保温材料主要为有机泡沫板，容易燃烧，燃烧性能等级均在B1或B级，难以满足建筑防火性能的设计要求。伴随着对节能减排要求越来越高，节能标准逐渐提高，但是建筑外墙外保温系统会出现比较多的火灾、脱落、开裂、渗水等问题。
目前，由于有机保温材料具有易燃性，会降低防火等级，因此，需要减少保温材料中的有机保温材料的含量，多用不燃的无机材料。
因此，如何研发一种保温材料，其中减少甚至不使用有机保温材料，在其具有A级防火性能的基础上，保持保温性能不变或者不明显降低，使其保温性能满足现有标准的要求，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种改性A级防火的保温材料。本发明的另一目的是提供一种改性A级防火的保温材料的制备方法。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种改性A级防火的保温材料，由多种原料制成，包括以下质量份的原料：20～70份的无机微珠、15～40份的胶凝材料、30～50份的水、1～8份的无机晶须、8～25份的磷酸二氢铝、20～35份的无机纳米颗粒、2～12份的无机纤维、20～50份的无机气凝胶粉末。
优选的，所述无机纤维为玻璃纤维、石棉纤维、硼纤维、硅酸铝纤维以及陶瓷纤维中的一种、两种或多种。
优选的，所述无机气凝胶粉末为Si02气凝胶、Al2O3气凝胶、TiO2气凝胶、ZrO2气凝胶、Fe2O3-Al2O3气凝胶以及Fe2O3-SiO2气凝胶中的一种、两种或多种。
优选的，所述胶凝材料为无机胶凝材料和/或有机胶凝材料；
所述无机胶凝材料为水泥、硅酸钠、硅溶胶中的一种、两种或者多种；
所述有机胶凝材料为有机树脂类、水性树脂类或改性树脂类。
优选的，原料的预处理包括以下依次进行的步骤：在生产无机微珠过程中，在即将膨化时向无机微珠中加入无机晶须、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粉末中的一种、两种或多种，然后膨化完成后的无机微珠的内空心腔中含有无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子中的一种、两种或多种，形成珠中内包有粒的结构。
优选的，原料的预处理包括以下依次进行的步骤：将无机晶须、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粉末搅拌混合均匀，然后压制成型为压坯，然后将压坯放入加热炉中在氩气氛围中进行加热保温一段时间，加热过程中玻璃纤维被加热软化，加热软化后的玻璃纤维产生的粘结性与粘结力将无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结在玻璃纤维上，然后在随炉冷却过程中无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结固定在冷却凝固的玻璃纤维上，然后将加热完得到的坯件进行破碎与磨粉，控制磨粉得到的预处理粉末的粒度为无机晶须、无机纳米颗粒或无机气凝胶粉末的粒度的10倍-20倍，预处理粉末的颗粒中包含相互粘结连接在一起的无机晶须粒子、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粒子。
上述中任意一项所述的改性A级防火的保温材料的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
1.1)混合：按照配方将无机微珠、胶凝材料、水、无机晶须、磷酸二氢铝、无机纳米颗粒、无机纤维以及无机气凝胶粉末搅拌混合均匀，完成后制得混合浆料；
1.2)将制得的混合浆料进行模箱压制成型或辊压成型，然后固化，然后进行养护，完成后得到保温材料。
上述中任意一项所述的改性A级防火的保温材料的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
2.1)将无机微珠、其中一部分的水、无机晶须、磷酸二氢铝、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粉末混合均匀，然后倒入模具中进行压制成湿压板坯，磷酸二氢铝与水混合后变成粘结剂，粘结剂将无机微珠、无机晶须、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粉末胶粘连接在一起形成板形的湿压板坯，然后将湿压板坯进行干燥处理变成干压板坯；
2.2)将干压板坯放入加热炉中在氩气氛围中进行加热保温一段时间，加热过程中玻璃纤维被加热软化，加热软化后的玻璃纤维产生的粘结性与粘结力将无机微珠、无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结在玻璃纤维上，然后在随炉冷却过程中无机微珠、无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结固定在冷却凝固的玻璃纤维上，冷却完成后得到多孔结构的半成品板材；
2.3)将胶凝材料与剩余部分的水混合均匀制成浆料，然后将浆料浇注进入半成品板材的多孔结构的孔隙中，然后半成品板材的多孔结构的孔隙中的浆料发生固化，然后进行养护，在养护过程中胶凝材料将无机微珠、无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结固定在一起，完成后得到保温材料。
本申请取得了如下的有益的技术效果：
本申请中，由于无机微珠的导热系数为0.015～0.060W/(m·K)，无机微珠的导热系数较低，无机微珠是空心的且内含气泡，属于多孔保温原理，无机微珠提供了保温材料的绝大部分的保温性能；
本申请中，由于添加了无机纳米颗粒这种主A级防火且副低导热保温的改性材料，且又由于添加了无机气凝胶粉末这种既A级防火又超低导热保温的改性材料，对传统的无机微珠与胶凝材料制成的保温材料进行改性，综合使得保温材料的燃烧性能达到了A级防火，且保温性能未明显降低、达到标准要求、满足使用要求，保温材料的导热系数为0.023～0.050W/(m·K)；
本申请中，添加的无机晶须以及无机纤维均为增强材料，显然地提高了保温材料的强度、硬度、抗拉、抗压、抗弯曲、耐久性等性能，提高了保温材料的性能稳定性以及尺寸稳定性等。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本申请提供了一种改性A级防火的保温材料，由多种原料制成，包括以下质量份的原料：20～70份的无机微珠、15～40份的胶凝材料、30～50份的水、1～8份的无机晶须、8～25份的磷酸二氢铝、20～35份的无机纳米颗粒、2～12份的无机纤维、20～50份的无机气凝胶粉末。
本申请中，所述无机微珠为空心玻璃微珠、实心玻璃微珠、空心陶瓷微珠、实心陶瓷微珠、玻化微珠(闭孔膨胀玻化微珠)、漂珠、珠光砂以及珍珠岩中的一种、两种或多种；
所述无机微珠的粒径为1微米～30微米。
本申请中，所述胶凝材料为无机胶凝材料和/或有机胶凝材料；
所述无机胶凝材料为水泥、硅酸钠、硅溶胶中的一种、两种或者多种，所述无机胶凝材料为水泥或无机胶，优选的水泥为硅酸盐水泥或快硬水泥，优选的无机胶为防火等级达到A级的胶；
所述有机胶凝材料为有机树脂类、水性树脂类或改性树脂类，优选的所述有机胶凝材料为聚氨酯、三聚氰胺、环氧树脂中的一种、两种或者多种。
在本申请的一个实施例中，所述水的质量份为30～50质量份。
本申请中，所述无机晶须为碳化硅晶须、碳化钛晶须、硼酸铝晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、硅酸铝晶须、氧化铝晶须以及氧化锌晶须中的一种、两种或多种。
本申请中，无机纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米石墨、纳米氢氧化铝、纳米三氧化二铁、纳米碳酸钙以及纳米粘土中的一种、两种或多种；
所述无机纳米颗粒的粒径为1纳米～100纳米。
本申请中，无机纤维是以矿物质为原料制成的化学纤维，主要品种有玻璃纤维、石棉纤维、硼纤维、硅酸铝纤维、陶瓷纤维等。玻璃纤维是以多种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成，玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料等。玻璃纤维优选的为玻璃纤维短切原丝或玻璃纤维磨碎纤维。
本申请中，气凝胶是指通过溶胶凝胶法，用一定的干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔固态材料；气凝胶是当前世界上最好的隔热材料。利用气凝胶的隔热性能，可以制作出气凝胶新型高效隔热复合材料，应用在节能建筑领域，具有良好的隔热、防火阻燃、隔音、透光等性能；无机气凝胶粉末包括Si02气凝胶、Al2O3气凝胶、TiO2气凝胶、ZrO2气凝胶、Fe2O3-Al2O3气凝胶、Fe2O3-SiO2气凝胶等等。
在本申请的一个实施例中，原料的预处理包括以下依次进行的步骤：在生产无机微珠过程中，在即将膨化时向无机微珠中加入无机晶须、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粉末中的一种、两种或多种，然后膨化完成后的无机微珠的内空心腔中含有无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子中的一种、两种或多种，形成珠中内包有粒的结构。
在本申请的一个实施例中，技术问题(1)：本申请中除了无机微珠以及胶凝材料(水泥)之外，还添加了多个种类的用于改性的无机材料，其中因为无机纳米颗粒(1纳米～100纳米)、无机气凝胶粉末等的粒度太小，导致容易发生团聚与偏析；再由于水泥颗粒的粒度大约在10微米～50微米，二者的粒度差距较大，导致无机纳米颗粒等很难与水泥颗粒混合均匀，无机纳米颗粒等很难在水泥中分布均匀；
再者，技术问题(2)：本申请中是靠水泥等胶凝材料将无机微珠等其它原料粘结在一起形成保温板材的，由于水泥的保温性能较差，所以应该尽量减少水泥的用量，但是如果水泥用量偏少了会导致粘结力不足、粘结不牢固进而导致保温板材强度不够、容易碎裂等问题，这是一个矛盾点，如何减少水泥使用量提高保温性能但加强粘结加强连接提高板材强度是本申请的技术问题；
为此，在本申请的一个实施例中，原料的预处理包括以下依次进行的步骤：将无机晶须、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粉末搅拌混合均匀，然后压制成型为压坯，然后将压坯放入加热炉中在氩气氛围中进行加热，加热过程中玻璃纤维被加热软化，加热软化后的玻璃纤维产生的粘结性与粘结力将无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结在玻璃纤维上，然后在随炉冷却过程中无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结固定在冷却凝固的玻璃纤维上，然后将加热完得到的坯件进行破碎与磨粉，控制磨粉得到的预处理粉末的粒度为无机晶须、无机纳米颗粒或无机气凝胶粉末的粒度的10倍-20倍，预处理粉末的颗粒中包含相互粘结连接在一起的无机晶须粒子、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粒子；
此处，优选的，预处理得到的大颗粒的预处理粉末的粒度为5微米～30微米；
此处，由于玻璃纤维是种非晶体，无固定的熔点，通常认为玻璃纤维的软化温度在650℃到900℃之间，因此加热温度为650℃-800℃且保温5-10h，优选的加热温度为650℃-750℃；
此处，核心工作原理是利用玻璃纤维的较低的软化温度，加热使得玻璃纤维受热软化产生粘结性与粘结力，进而压坯中紧紧挤压在一起的周围的无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子均被牢牢地粘结在玻璃纤维上，然后一起冷却凝固在玻璃纤维上，即利用软化的玻璃纤维将多种的无机粒子粘结连接在一起，即利用软化后的玻璃纤维的粘结作用代替了其中一定数量的胶凝材料的粘结作用；
此处，经试验：利用650℃-800℃的加热温度对仅包括无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子的混合压坯进行烧结，试验结果显示：烧结效果不好、粒子之间的连接强度不高、容易碎裂，因此，650℃-800℃的加热温度对于烧结来说是偏低的、不足够的温度，因此此处的加热保温一段时间不是常见的烧结过程；再者，650℃-800℃的加热温度下仅有玻璃纤维会发生软化，其它的无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子均是耐1300℃-2000℃的陶瓷材料进而导致是不会发生软化的，因此，即此处的不同种类的粒子之间的连接是凭借且仅凭借软化再凝固的玻璃纤维之间的连接，不同种类的粒子之间在650℃-800℃的低温加热过程中没有形成烧结连接；
此处，用玻璃纤维加热变软产生的粘结性与粘结力将无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结在玻璃纤维上所产生的技术效果：一是使得无机晶须、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粒子相互粘结连接在一起、按照配比抱团聚集在一起形成大颗粒，该粒度更大的大颗粒就可以避免上述的无机纳米颗粒等所天然存在的容易团聚以及偏析的问题，该粒度更大的大颗粒由于变得与水泥颗粒的粒度接近就可以避免上述的无机纳米颗粒等与水泥颗粒混合不均匀的问题，使得预处理粉末的大颗粒与剩下的原料水泥、无机微珠等可以混合得更均匀；
二是由于利用软化后的玻璃纤维的粘结作用代替了其中一定数量的胶凝材料的粘结作用，因此使得可以减少胶凝材料的使用量，进而提高了保温性能，但是由于650℃-800℃的高温加热产生的粘结强度明显地比水泥等胶凝材料的常温加水硬化的粘结强度更高，且玻璃纤维本身就是一种常用的增强材料，玻璃纤维类似于钢筋混凝土中的钢筋，从而高温加热的玻璃纤维的粘结力加强了粘结、加强了连接，进而提高了保温材料的强度、硬度、抗拉、抗压、抗弯曲、耐久性等性能。
本申请还提供了一种改性A级防火的保温材料的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
1.1)混合：按照配方将无机微珠、胶凝材料、水、无机晶须、磷酸二氢铝、无机纳米颗粒、无机纤维以及无机气凝胶粉末搅拌混合均匀，完成后制得混合浆料；
1.2)将制得的混合浆料进行模箱压制成型或辊压成型，然后固化，然后进行养护，完成后得到保温材料。
本申请提供的一种改性A级防火的保温材料的制备方法，具体包括以下：
(1)模箱压制成型的生产工艺：
循环式多个模箱，在模箱内注入混合浆料→封盖压制(压力是7-20吨)→静养→脱模→裁切→包装→入库；
(2)辊压成型的生产工艺：
双履带式层压机加热→倒入混合浆料→双履带式层压机固化→进入高温通道(可调温度烘干箱)→带锯切割→修边→裁切→凉板→自动码垛→成品包装→入库；
(3)单片或多片生产工艺：
在平板模具上面摊涂混合浆料(厚度根据设计要求)→单片或者多片叠压放入压机压制→1-5小时拆模→裁切修整→包装→入库；
(4)增加增强结构的生产工艺(加入金属网片或者有机材料网片)：
双履带式层压机加热→摊涂第一遍混合浆料(厚度根据要求设定)→铺设网片(网片的位置在产品厚度的1/2处，也可以根据设计要求定位置)→摊涂第二遍混合浆料(厚度根据设计要求定)→双履带式层压机固化→进入高温通道(可调温度烘干箱)→带锯切割→修边→自动码垛→成品包装→入库；
(5)增加增强结构的生产工艺(加入耐碱玻纤网格布或者金属网片和耐碱玻纤网格布同时加入)：
双履带式层压机加热→铺设水泥基布(或耐碱玻纤网格布)→摊涂第一遍混合浆料(厚度根据要求设定)→铺设网片(网片的位置在产品厚度的1/2处，也可以根据设计要求定位置)→摊涂第二遍混合浆料(厚度根据设计要求定)→铺设水泥基布(或耐碱玻纤网格布)→双履带式层压机固化→进入高温通道(可调温度烘干箱)→带锯切割→修边→自动码垛→成品包装→入库。
本申请中，网片：网片包括金属网片(热镀锌、冷镀锌、碳黑、氟碳等防腐处理的金属网片)和有机材料(PVC\PC\PE\ABS\PS等)网片；网片包括单面平网或带拉筋网。
本申请中，向保温材料中添加玻璃纤维作为增强材料进行纤维增强是常见的现有技术，现有技术中通常是玻璃纤维和其它原料先混匀然后一起硬化得到板材。对此，如何更合理地利用玻璃纤维这种增强材料，以减少水泥使用量提高保温性能，但加强粘结、加强连接以及提高板材强度是本申请的技术问题；
为此，在本申请的一个实施例中，一种改性A级防火的保温材料的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
2.1)将无机微珠、其中一部分的水、无机晶须、磷酸二氢铝、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粉末混合均匀，然后倒入模具中进行压制成湿压板坯，磷酸二氢铝与水混合后变成粘结剂，粘结剂将无机微珠、无机晶须、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粉末胶粘连接在一起形成板形的湿压板坯，然后将湿压板坯进行干燥处理变成干压板坯；
2.2)将干压板坯放入加热炉中在氩气氛围中进行加热(优选的加热至650℃-800℃保温5-10h)，加热过程中玻璃纤维被加热软化，加热软化后的玻璃纤维产生的粘结性与粘结力将无机微珠、无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结在玻璃纤维上，然后在随炉冷却过程中无机微珠、无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结固定在冷却凝固的玻璃纤维上，冷却完成后得到多孔结构的半成品板材；
2.3)将胶凝材料与剩余部分的水混合均匀制成浆料，然后将浆料浇注进入半成品板材的多孔结构的孔隙中，然后半成品板材的多孔结构的孔隙中的浆料发生固化，然后进行养护，在养护过程中胶凝材料将无机微珠、无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结固定在一起，完成后得到保温材料；
此处，核心工作原理：先利用配方中自带的磷酸二氢铝加水变成的粘结剂，将除胶凝材料之外的其余所有种类的无机原料粘结在一起形成湿压板坯；
然后进行加热烧，与上同理地，利用软化的玻璃纤维将无机微珠、无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结在一起形成板材，该先粘结成湿压板坯+加热烧连接成板材的过程类似于现有技术中的烧砖过程；
由于无机微珠、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粉末等都是一粒一粒的具有各自粒度的颗粒状，因此，自然而然地，湿压板坯、干压板坯以及加热烧后的半成品板材中的相邻颗粒之间存在大量的、天然存在的、不可避免的孔隙，进而因此湿压板坯、干压板坯以及加热烧后的半成品板材三者均是多孔结构的多孔材料；
然后向半成品板材的多孔结构的孔隙中浇注胶凝材料的浆料(优选的是将半成品板材先放入密闭高压罐中，然后将高压的浆料挤压入高压罐中进行压力浇注，使得浆料被加压浇注进入充满每一个孔隙，然后将半成品板材从密闭高压罐中捞出，然后进行养护)，在养护过程中胶凝材料将无机微珠、无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结固定在一起，该胶凝材料的浆料的浇注与养护类似于现有技术的水泥砖制造过程；
即概括为：先利用玻璃纤维加热软化连接，然后利用胶凝材料二次粘结连接；
此处，本实施例的技术效果：一是由于存在玻璃纤维加热软化连接与胶凝材料二次粘结连接这样前后总共两次的连接，两种不同的粘结力，因此使得减少了胶凝材料的使用量，进而提高了保温材料的保温性能；
二是由于650℃-800℃的高温加热产生的粘结强度明显地比水泥等胶凝材料的常温加水硬化的粘结强度更高，且玻璃纤维本身就是一种常用的增强材料，玻璃纤维类似于混凝土中的钢筋，从而高温加热的玻璃纤维的粘结力加强了粘结、加强了连接，进而提高了保温材料的强度、硬度、抗拉、抗压、抗弯曲、耐久性等性能。
本发明对上述方法中未提及的处理设备及工艺参数没有限制，采用本技术领域内技术人员熟知的处理设备及工艺参数即可。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种改性A级防火的保温材料进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
一种改性A级防火的保温材料，由多种原料混合制成，包括以下质量份的原料：55份的玻化微珠、25份的水泥、46份的水、6份的氧化铝晶须、8份的磷酸二氢铝、26份的无机纳米颗粒、5份的玻璃纤维、20份的无机气凝胶粉末；
无机纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化铝的混合物，纳米二氧化硅的质量:纳米氧化铝的质量＝1:2；
所述无机气凝胶粉末为质量份1:1的Si02气凝胶、Al2O3气凝胶的混合物。
实施例1的一种改性A级防火的保温材料的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
1.1)混合：按照配方将玻化微珠、水泥、水、氧化铝晶须、磷酸二氢铝、无机纳米颗粒、无机纤维以及无机气凝胶粉末搅拌混合均匀，完成后制得混合浆料；
1.2)将制得的混合浆料进行模箱压制成型，然后固化，然后进行养护，完成后得到保温材料。
表1实施例1制备的改性A级防火的保温材料的性能检测数据
| 项目 | 单位 | 性能指标 | 检测数值 |
| 密度 | kg/m3 | 160 | 150 |
| 垂直于板面方向的抗拉强度 | MPa | 0.15 | 0.20 |
| 抗压强度 | MPa | 0.20 | 0.35 |
| 导热系数 | W/(m·K) | 0.030 | 0.029 |
| 吸水率 | ％ | ≤7 | ≤6 |
| 燃烧性能 | 等级 | A | A |
实施例2
一种改性A级防火的保温材料，由多种原料混合制成，包括以下质量份的原料：40份的玻化微珠、38份的有机胶凝材料(三聚氰胺)、40份的水、2份的固化剂、5份的氧化铝晶须、10份的磷酸二氢铝、26份的无机纳米颗粒、6份的玻璃纤维、24份的无机气凝胶粉末；
无机纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化铝的混合物，纳米二氧化硅的质量:纳米氧化铝的质量＝1:1；
所述无机气凝胶粉末为Si02气凝胶、Al2O3气凝胶的混合物，Si02气凝胶的质量:Al2O3气凝胶的质量＝2:1；
原料的预处理包括以下依次进行的步骤：在生产玻化微珠过程中，在即将膨化时向玻化微珠中加入氧化铝晶须、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粉末，然后膨化完成后的玻化微珠的内空心腔中含有氧化铝晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子，形成珠中内包有粒的结构。
实施例2所述的一种改性A级防火的保温材料的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
1.1)混合：按照配方将玻化微珠、三聚氰胺、水、固化剂、氧化铝晶须、磷酸二氢铝、无机纳米颗粒、无机纤维以及无机气凝胶粉末搅拌混合均匀，完成后制得混合浆料；
1.2)将制得的混合浆料进行辊压成型，然后固化，然后进行养护，完成后得到保温材料。
表2实施例2制备的改性A级防火的保温材料的性能检测数据
| 项目 | 单位 | 性能指标 | 检测数值 |
| 密度 | kg/m3 | 150 | 130 |
| 垂直于板面方向的抗拉强度 | MPa | 0.15 | 0.18 |
| 抗压强度 | MPa | 0.20 | 0.26 |
| 导热系数 | W/(m·K) | 0.030 | 0.027 |
| 吸水率 | ％ | ≤7 | ≤5 |
| 燃烧性能 | 等级 | A | A |
实施例3
一种改性A级防火的保温材料，由多种原料混合制成，包括以下质量份的原料：50份的玻化微珠、22份的水泥、46份的水、5份的氧化铝晶须、8份的磷酸二氢铝、30份的无机纳米颗粒、5份的玻璃纤维、30份的无机气凝胶粉末；
无机纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化铝的混合物，纳米二氧化硅的质量:纳米氧化铝的质量＝2:1；
所述无机气凝胶粉末为Si02气凝胶、Al2O3气凝胶的混合物，Si02气凝胶的质量:Al2O3气凝胶的质量＝1:2；
原料的预处理包括以下依次进行的步骤：将氧化铝晶须、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粉末搅拌混合均匀，然后压制成型为压坯，然后将压坯放入加热炉中在氩气氛围中进行加热(加热至660℃-720℃保温6h)，加热过程中玻璃纤维被加热软化，加热软化后的玻璃纤维产生的粘结性与粘结力将氧化铝晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结在玻璃纤维上，然后在随炉冷却过程中氧化铝晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结固定在冷却凝固的玻璃纤维上，然后将加热完得到的坯件进行破碎与磨粉，控制磨粉得到的预处理粉末的粒度为10微米～30微米，预处理粉末的颗粒中包含相互粘结连接在一起的氧化铝晶须粒子、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粒子。
实施例3所述的一种改性A级防火的保温材料的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
1.1)混合：按照配方将玻化微珠、水泥、水、氧化铝晶须、磷酸二氢铝、无机纳米颗粒、无机纤维以及无机气凝胶粉末搅拌混合均匀，完成后制得混合浆料；
1.2)将制得的混合浆料进行模箱压制成型，然后固化，然后进行养护，完成后得到保温材料。
表3实施例3制备的改性A级防火的保温材料的性能检测数据
| 项目 | 单位 | 性能指标 | 检测数值 |
| 密度 | kg/m3 | 160 | 155 |
| 垂直于板面方向的抗拉强度 | MPa | 0.20 | 0.25 |
| 抗压强度 | MPa | 0.30 | 0.35 |
| 导热系数 | W/(m·K) | 0.030 | 0.029 |
| 吸水率 | ％ | ≤7 | ≤5 |
| 燃烧性能 | 等级 | A | A |
实施例4
一种改性A级防火的保温材料，由多种原料混合制成，包括以下质量份的原料：60份的玻化微珠、30份的水泥、48份的水、2份的氧化铝晶须、8份的磷酸二氢铝、35份的无机纳米颗粒、5份的玻璃纤维、30份的无机气凝胶粉末；
无机纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化铝的混合物，纳米二氧化硅的质量:纳米氧化铝的质量＝1:1；
所述无机气凝胶粉末为Si02气凝胶、Al2O3气凝胶的混合物，Si02气凝胶的质量:Al2O3气凝胶的质量＝1:1。
实施例4所述的一种改性A级防火的保温材料的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
2.1)将玻化微珠、其中一半的水、氧化铝晶须、磷酸二氢铝、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粉末混合均匀，然后倒入模具中进行压制成湿压板坯，磷酸二氢铝与水混合后变成粘结剂，粘结剂将玻化微珠、氧化铝晶须、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粉末胶粘连接在一起形成板形的湿压板坯，然后将湿压板坯进行干燥处理变成干压板坯；
2.2)将干压板坯放入加热炉中在氩气氛围中进行加热保温一段时间(加热至665℃-730℃保温7h)，加热过程中玻璃纤维被加热软化，加热软化后的玻璃纤维产生的粘结性与粘结力将玻化微珠、氧化铝晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结在玻璃纤维上，然后在随炉冷却过程中玻化微珠、氧化铝晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结固定在冷却凝固的玻璃纤维上，冷却完成后得到多孔结构的半成品板材；
2.3)将胶凝材料与剩余一半的水混合均匀制成浆料，然后将浆料浇注进入半成品板材的多孔结构的孔隙中，然后半成品板材的多孔结构的孔隙中的浆料发生固化，然后进行养护，在养护过程中胶凝材料将玻化微珠、氧化铝晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结固定在一起，完成后得到保温材料。
表4实施例4制备的A级防火改性的保温材料的性能检测数据
| 项目 | 单位 | 性能指标 | 检测数值 |
| 密度 | kg/m3 | 180 | 176 |
| 垂直于板面方向的抗拉强度 | MPa | 0.25 | 0.30 |
| 抗压强度 | MPa | 0.40 | 0.50 |
| 导热系数 | W/(m·K) | 0.050 | 0.040 |
| 吸水率 | ％ | ≤7 | ≤5 |
| 燃烧性能 | 等级 | A | A |
实施例5
一种改性A级防火的保温材料，由多种原料混合制成，包括以下质量份的原料：55份的玻化微珠、30份的水泥、48份的水、2份的氧化铝晶须、8份的磷酸二氢铝、33份的无机纳米颗粒、5份的玻璃纤维、30份的无机气凝胶粉末；
无机纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化铝的混合物，纳米二氧化硅的质量:纳米氧化铝的质量＝1:3；
所述无机气凝胶粉末为Si02气凝胶、Al2O3气凝胶的混合物，Si02气凝胶的质量:Al2O3气凝胶的质量＝1:1；
原料的预处理包括以下依次进行的步骤：将氧化铝晶须、无机纳米颗粒、其中一半的玻璃纤维以及无机气凝胶粉末搅拌混合均匀，然后压制成型为压坯，然后将压坯放入加热炉中在氩气氛围中进行加热(加热至660℃-730℃保温6h)，加热过程中玻璃纤维被加热软化，加热软化后的玻璃纤维产生的粘结性与粘结力将氧化铝晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结在玻璃纤维上，然后在随炉冷却过程中氧化铝晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结固定在冷却凝固的玻璃纤维上，然后将加热完得到的坯件进行破碎与磨粉，控制磨粉得到的预处理粉末的粒度为15微米～30微米，预处理粉末的颗粒中包含相互粘结连接在一起的氧化铝晶须粒子、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粒子。
实施例5所述的一种改性A级防火的保温材料的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
2.1)将玻化微珠、其中一半的水、磷酸二氢铝、预处理粉末以及剩余一半的玻璃纤维混合均匀，然后倒入模具中进行压制成湿压板坯，磷酸二氢铝与水混合后变成粘结剂，粘结剂将玻化微珠、预处理粉末以及玻璃纤维胶粘连接在一起形成板形的湿压板坯，然后将湿压板坯进行干燥处理变成干压板坯；
2.2)将干压板坯放入加热炉中在氩气氛围中进行加热(加热至670℃-730℃保温6h)，加热过程中剩余一半的玻璃纤维被加热软化，加热软化后的玻璃纤维产生的粘结性与粘结力将玻化微珠以及预处理粉末粘结在玻璃纤维上，然后在随炉冷却过程中玻化微珠以及预处理粉末粘结固定在冷却凝固的玻璃纤维上，冷却完成后得到多孔结构的半成品板材；
2.3)将水泥与剩余一半的水混合均匀制成浆料，然后将浆料浇注进入半成品板材的多孔结构的孔隙中，然后半成品板材的多孔结构的孔隙中的浆料发生固化，然后进行养护，在养护过程中水泥将玻化微珠以及预处理粉末粘结固定在一起，完成后得到保温材料。
表5实施例5制备的改性A级防火的保温材料的性能检测数据
| 项目 | 单位 | 性能指标 | 检测数值 |
| 密度 | kg/m3 | 170 | 165 |
| 垂直于板面方向的抗拉强度 | MPa | 0.25 | 0.30 |
| 抗压强度 | MPa | 0.35 | 0.38 |
| 导热系数 | W/(m·K) | 0.032 | 0.030 |
| 吸水率 | ％ | ≤7 | ≤5 |
| 燃烧性能 | 等级 | A | A |
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种改性A级防火的保温材料，其特征在于，由多种原料制成，包括以下质量份的原料：20～70份的无机微珠、15～40份的胶凝材料、30～50份的水、1～8份的无机晶须、8～25份的磷酸二氢铝、20～35份的无机纳米颗粒、2～12份的无机纤维、20～50份的无机气凝胶粉末；
原料的预处理包括以下依次进行的步骤：将无机晶须、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粉末搅拌混合均匀，然后压制成型为压坯，然后将压坯放入加热炉中在氩气氛围中进行加热保温一段时间，加热温度为650℃-800℃且保温5-10h，加热过程中玻璃纤维被加热软化，加热软化后的玻璃纤维产生的粘结性与粘结力将无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结在玻璃纤维上，然后在随炉冷却过程中无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结固定在冷却凝固的玻璃纤维上，然后将加热完得到的坯件进行破碎与磨粉，控制磨粉得到的预处理粉末的粒度为无机晶须、无机纳米颗粒或无机气凝胶粉末的粒度的10倍-20倍，预处理粉末的颗粒中包含相互粘结连接在一起的无机晶须粒子、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粒子；
原料的预处理包括以下依次进行的步骤：在生产无机微珠过程中，在即将膨化时向无机微珠中加入无机晶须、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粉末中的一种、两种或多种，然后膨化完成后的无机微珠的内空心腔中含有无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子中的一种、两种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种改性A级防火的保温材料，其特征在于，所述无机纤维为玻璃纤维、石棉纤维、硼纤维、硅酸铝纤维以及陶瓷纤维中的一种、两种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种改性A级防火的保温材料，其特征在于，所述无机气凝胶粉末为SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、TiO2气凝胶、ZrO2气凝胶、Fe2O3-Al2O3气凝胶以及Fe2O3-SiO2气凝胶中的一种、两种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种改性A级防火的保温材料，其特征在于，所述胶凝材料为无机胶凝材料和/或有机胶凝材料；
所述无机胶凝材料为水泥、硅酸钠、硅溶胶中的一种、两种或者多种；
所述有机胶凝材料为有机树脂类或水性树脂类。
5.一种权利要求1-4中任意一项所述的改性A级防火的保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：
1.1) 混合：按照配方将无机微珠、胶凝材料、水、无机晶须、磷酸二氢铝、无机纳米颗粒、无机纤维以及无机气凝胶粉末搅拌混合均匀，完成后制得混合浆料；
1.2) 将制得的混合浆料进行模箱压制成型或辊压成型，然后固化，然后进行养护，完成后得到保温材料。
6.一种权利要求1-4中任意一项所述的改性A级防火的保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：
2.1) 将无机微珠、其中一部分的水、无机晶须、磷酸二氢铝、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粉末混合均匀，然后倒入模具中进行压制成湿压板坯，磷酸二氢铝与水混合后变成粘结剂，粘结剂将无机微珠、无机晶须、无机纳米颗粒、玻璃纤维以及无机气凝胶粉末胶粘连接在一起形成板形的湿压板坯，然后将湿压板坯进行干燥处理变成干压板坯；
2.2) 将干压板坯放入加热炉中在氩气氛围中进行加热保温一段时间，加热至650℃-800℃保温5-10h，加热过程中玻璃纤维被加热软化，加热软化后的玻璃纤维产生的粘结性与粘结力将无机微珠、无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结在玻璃纤维上，然后在随炉冷却过程中无机微珠、无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结固定在冷却凝固的玻璃纤维上，冷却完成后得到多孔结构的半成品板材；
2.3) 将胶凝材料与剩余部分的水混合均匀制成浆料，然后将浆料浇注进入半成品板材的多孔结构的孔隙中，然后半成品板材的多孔结构的孔隙中的浆料发生固化，然后进行养护，在养护过程中胶凝材料将无机微珠、无机晶须粒子、无机纳米颗粒以及无机气凝胶粒子粘结固定在一起，完成后得到保温材料。
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