一種纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)玻化微珠保溫材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)?；⒅楸夭牧霞捌渲苽浞椒ǎ瑢儆诒夭牧项I(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著傳統(tǒng)三大化石能源的日益枯竭，節(jié)能環(huán)保已成為越來越熱的話題。目前，我國(guó)建筑能耗逐年大幅上升，已達(dá)全國(guó)能源總消耗量的45%，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成了巨大的負(fù)擔(dān)。因此，建筑節(jié)能迫在眉睫。而保持建筑內(nèi)部的溫度，減少其熱量散失，是提高建筑能源利用率的一種行之有效的方式。目前，國(guó)內(nèi)80%以上的建筑使用的保溫材料主要是以發(fā)泡聚苯板(EPS)、擠塑聚苯板(XPS)、噴涂聚氨酯(SPU)、聚苯顆粒等有機(jī)材料為主，由于其存在可燃這一致命缺點(diǎn)，近年來的國(guó)內(nèi)多宗大型建筑物火災(zāi)事故都與有機(jī)保溫材料有很大關(guān)系。因此，急需一種性能更加優(yōu)良的保溫材料來更好的滿足建筑在節(jié)能、防火、保溫等方面的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的之一是為了解決目前市場(chǎng)上保溫材料防火性能好，保溫性能就不好；保溫性能好，阻燃性能就不好，兩者難以同時(shí)滿足的問題，同時(shí)盡可能地減小材料的質(zhì)量，增加材料的強(qiáng)度，從而提供一種可同時(shí)滿足防火性能和保溫性能，且壓縮強(qiáng)度高、密度小的纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)?；⒅楸夭牧稀?br>[0004]本發(fā)明的目的之二是提供上述的一種纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)?；⒅楸夭牧系闹苽浞椒?。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)原理
玻璃微珠是一種尺寸微小的空心玻璃球體，具有優(yōu)異的保溫絕熱和防火性能，且綠色環(huán)保，在諸多領(lǐng)域中可充當(dāng)輕質(zhì)填充骨料和絕熱防火保溫材料。玻璃微珠能增大材料的孔隙率，降低熱導(dǎo)率，是影響本制品保溫性能的主要因素；
羧甲基纖維素鈉(CMC)是一種纖維素衍生物，用作粘結(jié)劑，可直接與水混合成糊狀膠液，起到增稠增強(qiáng)的作用；
玻璃纖維起內(nèi)部增強(qiáng)的作用，增大材料的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)防止制品在受熱過程中開裂，加之玻璃纖維的導(dǎo)熱系數(shù)較低，也在一定程度上起到降低整體導(dǎo)熱系數(shù)的效果。
[0006]?；⒅榫哂袃?yōu)異的保溫絕熱和防火性能，羧甲基纖維素鈉是一種纖維素衍生物，其溶液作為粘結(jié)劑可增加制品的強(qiáng)度，在材料中適當(dāng)改變各組分的配合比，使之具有低導(dǎo)熱系數(shù)，較高的強(qiáng)度，輕質(zhì)，干燥后不易開裂、變形等優(yōu)點(diǎn)。所得制品符合建筑節(jié)能，減少環(huán)境污染的要求，以及國(guó)家規(guī)定的以A級(jí)不燃材料作為保溫系統(tǒng)，最多可以放寬到BI級(jí)防火材料的發(fā)展趨勢(shì)，可廣泛應(yīng)用于建筑內(nèi)外墻的保溫系統(tǒng)中。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案一種纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)?；⒅楸夭牧?，按重量百分比計(jì)算，其制備過程所用的原料組成及含量如下:
羧甲基纖維素鈉1.9-2.7%
玻璃微珠36.0-50.3%
玻璃纖維7.2-10.1%
余量為水；
其制備過程具體步驟如下:
(1)、將羧甲基纖維素鈉和水混合，攪拌直至形成黏稠液體；
(2、)將玻璃微珠和玻璃纖維加入到帶攪拌的容器中，再加入步驟(I)所得的黏稠液體，攪拌混合均勻，得混合料；
(3)、將步驟(2)所得的混合料放入模具中，壓實(shí)成型后脫模，然后控制溫度為90-100°C下干燥4-6h，即得纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)?；⒅楸夭牧?。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)玻化微珠保溫材料和已有技術(shù)相比，其進(jìn)步是顯著的。本發(fā)明使用輕質(zhì)無機(jī)保溫骨料玻化微珠和輕質(zhì)有機(jī)凝膠材料羧甲基纖維素鈉作為主要原料，因此所得的纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)?；⒅楸夭牧暇哂腥葜剌p的優(yōu)點(diǎn)。
[0009]進(jìn)一步，本發(fā)明的一種纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)?；⒅楸夭牧?，由于所用的玻化微珠為空心球結(jié)構(gòu)，因此纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)玻化微珠保溫材料中存在無數(shù)微小球形閉孔，使孔隙率大大增加，保溫效果更好。并且與無機(jī)凝膠凝膠材料相比，有機(jī)凝膠材料羧甲基纖維素鈉的強(qiáng)度更高，且由于所用的羧甲基纖維素鈉對(duì)熱穩(wěn)定，凝結(jié)時(shí)間與制備成形時(shí)間相當(dāng)，因此可以使纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)玻化微珠保溫材料在短時(shí)間內(nèi)能獲得較高強(qiáng)度，又不影響纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)?；⒅楸夭牧系淖枞夹阅?。
[0010]進(jìn)一步，本發(fā)明的纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)?；⒅楸夭牧辖?jīng)微觀分析，結(jié)果表明羧甲基纖維素鈉在?；⒅榍蝮w間形成“連接橋”結(jié)構(gòu)，使?；⒅檫B接成一個(gè)緊密的整體，此結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，而且凝膠材料羧甲基纖維素鈉形成的“連接橋”較細(xì)，各“連接橋”間接觸面積小，熱量主要被閉孔結(jié)構(gòu)阻擋，極少通過羧甲基纖維素鈉流失，因此該結(jié)構(gòu)對(duì)于纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)玻化微珠保溫材料的導(dǎo)熱性能也是有益的。
[0011]進(jìn)一步，本發(fā)明的一種纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)?；⒅楸夭牧?，由于制備所用的各原料間不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，因此最終所得的纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)?；⒅楸夭牧辖?jīng)久耐用，保溫性能優(yōu)異，可替代絕大部分阻燃能力差的有機(jī)保溫材料。
[0012]本發(fā)明的一種纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)玻化微珠保溫材料，具有密度低，保溫性能優(yōu)良和機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)。且制備所用的原料綠色環(huán)保，來源廣且價(jià)格低廉，因此生產(chǎn)成本低，制備過程工藝簡(jiǎn)單，常溫即可完成成形，安全可靠，無需特殊設(shè)備，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
[0014]導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定方法:穩(wěn)態(tài)平板法(測(cè)量依據(jù):GB/T 10294-2008《絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測(cè)定防護(hù)平板法》)，儀器型號(hào)=DP-TSl溫度特性實(shí)驗(yàn)儀，生產(chǎn)廠家:上海上大電子設(shè)備有限公司； 壓縮強(qiáng)度的測(cè)定依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 7314-2005《金屬材料室溫壓縮實(shí)驗(yàn)方法》，儀器型號(hào):SUN-500型電子萬能試驗(yàn)機(jī)，生產(chǎn)廠家:山西宇盛電子科技有限公司。
[0015]密度的測(cè)定方法依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5486-2008《無機(jī)硬質(zhì)絕熱制品試驗(yàn)方法》進(jìn)行。
[0016]阻燃等級(jí)的測(cè)定方法依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB 8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》及GB/T 5424-2010《建筑材料不燃性試驗(yàn)方法》，儀器型號(hào)JCSY339建筑材料不燃性試驗(yàn)機(jī)，生產(chǎn)廠家:東莞大顯自動(dòng)化儀器設(shè)備有限公司。
[0017]實(shí)施例1
一種纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)玻化微珠保溫材料，按重量百分比計(jì)算，其制備過程所用的原料組成及含量如下:
羧甲基纖維素鈉1.9%
玻璃微珠50.3%
玻璃纖維10.1%
余量為水；
其制備過程具體步驟如下:
(1)、將羧甲基纖維素鈉和水混合，攪拌直至形成黏稠液體；
(2、)將玻璃微珠和玻璃纖維加入到帶攪拌的容器中，再加入步驟(I)所得的黏稠液體，攪拌混合均勻，得混合料；
(3)、將步驟(2)所得的混合料放入模具中，壓實(shí)成型后脫模，然后控制溫度為100°C下干燥5h，即得纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)玻化微珠保溫材料。
[0018]上述所得的纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)玻化微珠保溫材料經(jīng)檢測(cè)，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.15ff/(m.K)、壓縮強(qiáng)度為2.04MPa、密度為278.75kg/m3、阻燃等級(jí)達(dá)A級(jí)。
[0019]采用平整度檢測(cè)儀(儀器型號(hào):TS_50平整度檢測(cè)儀，生產(chǎn)廠家:昆山鑫沛環(huán)保工程有限公司)對(duì)上述所得的纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)玻化微珠保溫材料進(jìn)行掃描，結(jié)果表明表面平整，無開裂。
[0020]實(shí)施例2
一種纖維素衍生物增強(qiáng)的輕質(zhì)?；⒅楸夭牧?，按重量百分比計(jì)算，其制備過程所用的原料組成及含量如下:
羧甲基纖維素鈉2.5%
玻璃微珠