CN1880259A - 一种保温隔热材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新的保温隔热材料及其制备方法，该保温隔热材料主要由以下重量份的原料组成：珍珠岩20～70份、纤维2～15份、氧化镁15～70份、硫酸镁5～20份、氯化镁2～8份、发泡剂0.5～2份、粘结剂2～15份、尿醛树脂10～80份。试验证实，本发明保温隔热材料具有优异的保温、隔热、防火、抗压、防潮、隔音性能，遇水不分散，能够广泛的应用于建筑、化工、仓储、及各种高低温管道等领域中。

Description

一种保温隔热材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种保温隔热材料，尤其涉及一种主要以珍珠岩为材料制备而成的保温隔热建筑材料及其制备方法和用途。
背景技术
目前，市场上常见的保温隔热材料主要有如下几种：膨胀珍珠岩材料、聚苯颗粒复合硅酸盐材料、粉煤灰陶粒材料等。我国生产膨胀珍珠岩保温材料已有30年的历史，年产量已达600万m3，但品种始终是单一的多孔结构产品。膨胀珍珠岩为一种外形极不规则，表面有许多孔洞、缝隙，凸凹不平和表面不连贯的粒状产品，这种结构特征使材料易碎，压缩比大，强度低，而且由于多孔，其吸水率可以高达500％，这些缺点大大降低了膨胀珍珠岩的保温性能及使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有优异保温性能的建筑材料。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术途径来实现的：
一种保温隔热材料，主要有以下重量份的原料制成：
珍珠岩20～70份、纤维2～15份、氧化镁15～70份、硫酸镁5～20份、氯化镁2～8份、发泡剂0.5～2份、粘结剂2～15份、尿醛树脂10～80份。
优选为：珍珠岩62份、纤维3份、氧化镁20份、硫酸镁8份、氯化镁2份、发泡剂0.5份、粘结剂8份、尿醛树脂20份。
为了增进本发明材料的保温效果，上述原料中还可含有10～20重量份的聚苯乙烯颗粒。
更优选为：珍珠岩62份、纤维3份、氧化镁20份、硫酸镁8份、氯化镁2份、发泡剂0.5份、粘结剂8份、尿醛树脂20份、聚苯乙烯颗粒15份。
所述的聚苯颗粒的制备方法如下：将回收的废聚苯板粉碎后过60～80目筛即得。本发明采用回收的废聚苯板制成聚苯乙烯颗粒，经过将废聚苯板进行简单的处理加工，此举不仅可解决城市中存在的大量的白色垃圾污染，而且还由于聚苯乙烯颗粒本身具有优异的保温性能，将其加进本发明保温材料中能够大大提高材料的保温性能。此外，由于本发明材料所特有的晶格结构(详见下述)，聚苯颗粒也紧紧的被晶格所包裹，使得聚苯乙烯颗粒的易燃性能大大降低，解决了含有聚苯乙烯颗粒的保温材料极易燃烧的缺陷。
上述原料中，所述的珍珠岩优选为由重量比为2∶8的微孔珍珠岩和膨胀珍珠岩组成。此外，本发明所用的珍珠岩也可用膨胀蛭石来代替。珍珠岩盛产于东北，膨胀蛭石在西北地区有丰富的分布，材料来源非常广泛易得。
所述的纤维选自下述任意一种纤维：长度小于2mm的植物纤维(例如稻草、麦杆等)、硅酸盐纤维、玻璃纤维或矿渣纤维，或者将纸箱打浆后所得到的植物纤维。由于本发明材料中含有酸性物质，例如硫酸根离子，这些酸根离子能有效的杀灭各种微生物，可防止植物纤维的霉变，此外，由于本发明材料所特有的晶格结构(详见下述)，可将植物纤维紧紧的包裹于晶格结构之内，也有效的防止了植物纤维的霉变。
所述的发泡剂为市售的建材发泡剂，也可由以下方法制备得到：将铝粉和NaOH按1∶3的重量比例混合后即得。
所述的粘结剂为超微建材高效添加剂或任意一种规格的市售粘结剂，例如可以是甲基纤维素、丙基纤维素、羟基纤维素、淀粉、改性淀粉、各种淀粉胶、有机硅树脂、改性环氧树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺甲醛树脂、碱性金属硅酸盐、聚氨酯树脂、水性胶体氢氧化铝或硅溶胶等。优选为超微建材高效添加剂。所述的超微建材高效添加剂可参照公开号为CN 1616376A的方法并作如下改进制备而成：在制备过程中将固体物质的重量减去50％，其它同公开号为CN 1616376A的所述的方法。
本发明机理：氧化镁本身是一种保温材料且耐高温，在1700～1900℃的高温下，其分子结构也不会发生改变，其缺点是吸水率过大，通过与硫酸镁结合，可减轻其吸水率，增强其强度，氯化镁可使结晶体结合的更紧密，形成一个壳状式的硬骨架，使防水功能更为突出。上述三种无机物质相互结合后形成一种紧密结合的晶格结构，在珍珠岩的表面形成一个微薄的玻璃外壳，将珍珠岩紧密的包裹起来，使珍珠岩的吸水率降低了60～80％，不仅大幅度的提高了珍珠岩的保温性能，还提高了珍珠岩的强度、延长了珍珠岩的使用寿命。此外，本发明保温材料中还含有尿醛树脂，由于尿醛树脂是一种软骨架，可与氧化镁所形成的硬骨架相糅合后形成一种遇水有弹性、不易碎裂的中性骨架，使得本发明保温材料具有良好的弹性和韧性，抗压能力显著提高。本发明所用到的超微建材高效添加剂具有较强的渗透功能，并经进一步改进，消弱其内聚力，增强其外张力，使得本发明保温材料具有极为优异的附着性能，能够与毛坯墙或水泥沙浆形成无界面的结合，此外由于该超微建材高效添加剂具有较强的外张力可稳定或扩张保温材料里的泡状、孔状或微团粒结构，进一步增强了本发明保温材料的保温性能。
本发明保温隔热材料具有优异的保温、隔热、防火、抗压、防潮、隔音性能，遇水不分散，能够广泛的应用于建筑、化工、仓储及各种高低温管道等需要保温的领域中。本发明保温隔热材料在应用于管道中时，可带温作业，施用本发明保温隔热材料后，再进行外层保护。
本发明保温隔热材料的制备方法如下：
1)按下述重量份称取各原料：
珍珠岩20～70、纤维2～15、氧化镁15～70、硫酸镁5～20、氯化镁2～8、发泡剂0.5～2、粘结剂2～15；
2)将上述各原料混合在一起后按1.2～1.5倍的重量比加入水后，在300～600rpm转速下搅拌30min后即得本发明保温材料。
本发明保温材料在实际应用中还可根据需要，按照本领域的常规方法进一步加工制成保温板材。此外，还可根据特殊的使用要求，如防酸雨、防盐碱等，添加常规的防酸雨、防盐碱等物质，进一步制备成兼有防酸雨或/和防盐碱性能的保温材料。
本发明保温材料的使用方法：1)在毛坯墙上首先滚刷或喷涂上一层厚约1mm的界面剂，其中所述界面剂的制备方法如下：按下述重量百分配比称取各原料：水54.8％、水泥41.4％、粘结剂4％、防水液0.2％，将上述各原料混合均匀，搅拌10～30min即可。使用时，将所制备的界面剂均匀滚刷或喷涂于毛坯墙或新旧建筑物墙面上，厚约1mm；2)将本发明的保温材料直接均匀披挂或喷涂于界面剂上，厚度约1～4cm；3)在已披挂好的本发明保温材料的表面再披挂上一层水泥层，该水泥层的制备方法如下：按下述重量百分比称取各原料：水泥59.3％、粒径为40～80目的黄沙颗粒39.5％、防水液0.5％、粘结剂0.7％；将上述各原料混合均匀后加入30～40％重量的水后，搅拌10～30min即可。使用时，将所制备的水泥沙浆均匀的披挂于保温材料材料表面，厚约0.3cm。
上述使用方法中，所述的防水液任意一种市售的防水液，例如可以为上海堂雅新材料科技有限公司生产的防水液，其商品名称为“AX防水液”。所述的粘结剂为任意一种规格的市售粘结剂。
具体实施方式
以下通过实施例来进一步描述本发明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，决不限制本发明的范围。
[实施例1]本发明保温材料的制备
按下述重量称取各原料(单位：kg)：珍珠岩20、长度小于2mm的稻草纤维2、氧化镁15、硫酸镁5、氯化镁2、发泡剂(购自中国建筑材料科学研究院)0.5、甲基纤维素2、尿醛树脂10。其中稻草纤维的制备方法为：将稻草用粉碎机粉碎成长度小于2mm的纤维即可。将上述各原料混合在一起后加入1.5倍重量的水后，在300转速下搅拌30min后即得本发明保温材料。
本实施例所制备的保温材料经国家建筑材料测试中心检测，其各项检测结果见表1。
          表1本发明保温材料的各项性能检测结果
  检测项目   标准指标   检验值   单项判定
  湿表观密度(kg/m3)干表观密度(kg/m3)导热系数[W/(m.K)]抗压强度(kPa)压剪粘结强度(kPa)线性收缩率(％)   ≤420180～250≤0.060≥200≥50≤0.3   3422180.040253780.2   合格合格优异优异优异合格
[实施例2]本发明保温材料的制备
按下述重量称取各原料(单位：kg)：珍珠岩70、硅酸盐纤维15、氧化镁68、硫酸镁20、氯化镁8、发泡剂(购自中国建筑材料科学研究院)2、粘结剂(购自北京中科圣宝荷新材料科技有限公司，其商品名称为“圣宝荷”粘结剂)15、尿醛树脂80。将上述各原料混合在一起后按1.5倍的重量比加入水后，在600rpm转速下搅拌30min后即得本发明保温材料。
本实施例所制备的保温材料经国家建筑材料测试中心检测，其各项检测结果见表2。
             表2本发明保温材料的各项性能检测结果
  检测项目   标准指标   检验值   单项判定
  湿表观密度(kg/m3)干表观密度(kg/m3)导热系数[W/(m.K)]抗压强度(kPa)压剪粘结强度(kPa)线性收缩率(％)   ≤420180～250≤0.060≥200≥50≤0.3   3402200.039254770.2   合格合格优异优异优异合格
[实施例3]本发明保温材料的制备
按下述重量称取各原料(单位：kg)：珍珠岩62、玻璃纤维3、超微建材高效添加剂8、氧化镁20、硫酸镁8、氯化镁2、发泡剂(购自中国建筑材料科学研究院)0.5、尿醛树脂20。
其中，珍珠岩由重量比为2∶8的微孔珍珠岩和膨胀珍珠岩组成。
其中，超微建材高效添加剂的制备方法如下：参照公开号为CN 1616376A的方法并作如下改进制备而成：在制备过程中将固体物质的重量减去50％，其它同公开号为CN 1616376A的所述的方法。
将上述各原料混合在一起后按1.2倍的重量比加入水后，在500rpm转速下搅拌30min后即得本发明保温材料。
本实施例所制备的保温材料经国家建筑材料测试中心检测，其各项检测结果见表3。
            表3本发明保温材料的各项性能检测结果
  检测项目   标准指标   检验值   单项判定
  湿表观密度(kg/m3)干表观密度(kg/m3)导热系数[W/(m.K)]抗压强度(kPa)压剪粘结强度(kPa)线性收缩率(％)   ≤420180～250≤0.060≥200≥50≤0.3   3382190.039256800.18   合格合格优异优异优异合格
[实施例4]本发明保温材料的制备
按下述重量称取各原料(单位：kg)：珍珠岩62、矿渣纤维3、氧化镁20、硫酸镁8、氯化镁2、发泡剂0.5、粘结剂(购自北京中科圣宝荷新材料科技有限公司，其商品名称为“圣宝荷”粘结剂)8、尿醛树脂20、聚苯乙烯颗粒15。将上述各原料混合在一起后按1.5倍的重量比加入水后，在400rpm转速下搅拌30min后即得本发明保温材料。
本实施例所制备的保温材料经国家建筑材料测试中心检测，其各项检测结果见表4。
          表4本发明保温材料的各项性能检测结果
  检测项目   标准指标   检验值   单项判定
  湿表观密度(kg/m3)干表观密度(kg/m3)导热系数[W/(m.K)]抗压强度(kPa)压剪粘结强度(kPa)线性收缩率(％)   ≤420180～250≤0.060≥200≥50≤0.3   3412160.038258800.2   合格合格优异优异优异合格
[试验例]本发明保温材料的应用效果试验
一、试验材料：本发明实施例3所制备的保温材料。
二、试验地点：黑龙江省大庆市。
三、试验方法及结果
设置试验屋和对照屋。试验屋在建造过程中使用本发明保温材料，对照屋在建造过程中除不使用任何保温材料外，其它任何施工及用材均与试验屋相同。
试验屋在建造过程中，使用本发明保温材料的方法如下：
1)在毛坯墙上首先涂上一层厚约1mm的界面剂，其中所述界面剂的制备方法如下：按下述重量百分配比称取各原料：水54.8％、水泥41.4％、粘结剂(购自北京中科圣宝荷新材料科技有限公司，其商品名称为“圣宝荷”粘结剂)4％、防水液0.2％(上海堂雅新材料科技有限公司生产的防水液，其商品名称为“AX防水液”)，将上述各原料混合均匀，搅拌10～30min即可。使用时，将所制备的界面剂均匀涂抹于毛坯墙上，厚约1mm；2)将本发明的保温材料直接均匀涂抹于界面剂上，厚度约1～4cm；3)在已涂抹好的本发明保温材料的表面再涂上一层水泥层，该水泥层的制备方法如下：按下述重量百分比称取各原料：水泥59.3％、粒径为40～80目的黄沙颗粒39.5％、防水液0.5％(上海堂雅新材料科技有限公司生产的防水液，其商品名称为“AX防水液”)、粘结剂(购自北京中科圣宝荷新材料科技有限公司，其商品名称为“圣宝荷”粘结剂)0.7％；将上述各原料混合均匀，搅拌10～30min即可。使用时，将所制备的水泥沙浆均匀的涂抹于保温材料材料表面，厚约0.3cm。
在严寒时节经检测(试验屋和对照屋均不供给暖气，均处于自然无人居住状态，均门窗紧闭，连续15天检测试验屋和对照屋的室内温度)，检测结果为，试验屋的室内温度要比对照屋的室内温度平均要高6-8度。试验结果表明，本发明保温材料具有优异的保温性能。

Claims (10)

1、一种保温隔热材料，主要由以下重量份的原料组成：
珍珠岩20～70份、纤维2～15份、氧化镁15～70份、硫酸镁5～20份、氯化镁2～8份、发泡剂0.5～2份、粘结剂2～15份、尿醛树脂10～80份。
2、按照权利要求1的保温隔热材料，其特征在于，各原料的重量份是：珍珠岩62份、纤维3份、氧化镁20份、硫酸镁8份、氯化镁2份、发泡剂0.5份、粘结剂8份、尿醛树脂20份。
3、按照权利要求1的保温隔热材料，其特征在于还含有下述重量份的原料：聚苯乙烯颗粒10～20份。
4、按照权利要求3的保温隔热材料，其特征在于各原料的重量份是：珍珠岩62份、纤维3份、氧化镁20份、硫酸镁8份、氯化镁2份、发泡剂0.5份、粘结剂8份、尿醛树脂20份、聚苯乙烯颗粒15份。
5、按照权利要求1的保温隔热材料，其特征在于所述的珍珠岩由重量比为2∶8的微孔珍珠岩和膨胀珍珠岩组成。
6、按照权利要求1的保温隔热材料，其特征在于所述的纤维选自下述任意一种纤维：长度小于2mm的植物纤维、硅酸盐纤维、玻璃纤维或矿渣纤维，或者将纸箱打浆后所得到的植物纤维。
7、按照权利要求1的保温隔热材料，其特征在于所述的粘结剂为超微建材高效添加剂。
8、一种制备权利要求1的保温隔热材料的方法，包括以下步骤：
1)按下述重量份称取各原料：
珍珠岩20～70、纤维2～15、氧化镁15～70、硫酸镁5～20、氯化镁2～8、发泡剂0.5～2、粘结剂2～15；
2)将上述各原料混合在一起后按1.2～1.5倍的重量比加入水后，在300～600rpm转速下搅拌30min后即得。
9、权利要求1～7的任意一项保温隔热材料的应用，将其应用于建筑物、化工设备、管道、贮物箱的保温隔热。
10、根据权利要求9的应用，其中，该应用方法包括以下步骤：
1)在毛坯墙上首先滚刷或喷涂上一层厚约1mm的界面剂，其中所述界面剂的制备方法如下：按下述重量百分配比称取各原料：水54.8％、水泥41.4％、粘结剂4％、防水液0.2％，将上述各原料混合均匀后搅拌10～30min即可；使用时，将所制备的界面剂均匀滚刷或喷涂于毛坯墙或新旧建筑物墙面上，厚约1mm；
2)将权利要求1的保温材料直接均匀披挂或喷涂于界面剂上，厚度为1～4cm；
3)在已涂抹好的保温材料的表面再涂上一层水泥层；该水泥层的制备方法如下：按下述重量百分比称取各原料：水泥59.3％、粒径为40～80目的黄沙颗粒39.5％、防水液0.5％、粘结剂0.7％；将上述各原料混合均匀加入30～40％重量的水后，搅拌10～30min即可；使用时，将所制备的水泥沙浆均匀的披挂于保温材料材料表面，厚为0.3cm。
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