一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及保溫建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)建筑保溫材料中有機(jī)材料占了絕大比重，如膨脹聚苯板、擠塑聚苯板、聚氨酯和酚醛樹脂發(fā)泡材料等，另外還有無機(jī)材料如發(fā)泡水泥板、礦(巖)棉、玻璃棉、無機(jī)保溫砂漿等。復(fù)合保溫材料是近幾年研宄比較多的保溫材料，將有機(jī)、無機(jī)材料進(jìn)行復(fù)合，主要有膠粉聚苯顆粒保溫砂漿等。
[0003]有機(jī)材料突出的問題是防火性能差，從國內(nèi)近幾年發(fā)生的幾起和外墻保溫材料有關(guān)的建筑火災(zāi)來看，必須對(duì)外墻保溫材料的防火安全性進(jìn)行進(jìn)一步的提升。此外，有機(jī)材料還有強(qiáng)度低、使用壽命短等缺點(diǎn)。
[0004]無機(jī)材料雖具有不燃的特性，但其保溫性能、防水性能不佳且自身比重較大。因此，目前復(fù)合保溫材料是比較好的選擇。不過，目前的一些復(fù)合保溫材料仍達(dá)不到Al級(jí)的防火要求，導(dǎo)熱系數(shù)也較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有機(jī)、無機(jī)復(fù)合保溫材料，替代易燃的有機(jī)保溫材料以及導(dǎo)熱系數(shù)高的無機(jī)保溫材料，該保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)低、不燃、防水、質(zhì)輕、機(jī)械強(qiáng)度高，適用于建筑墻體保溫。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料，由下列質(zhì)量百分比的成分組成:425普通硅酸鹽水泥15-20%、II級(jí)粉煤灰10_15%、硅灰15_20%、石膏10-15 %、膨潤土 10-15 %、環(huán)氧改性雜化乳液10-20 %、纖維0.25-0.6 %、纖維素醚
0.1-0.3 %、憎水劑2-8%, LEE單體型阻燃劑10-20%、膨脹劑5-10 %、聚苯顆粒3-8%,KH550硅烷偶聯(lián)劑0.3-0.6%。
[0007]優(yōu)化的；所述的硅灰為白色或淺灰色粉末，S1jA質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于85%，密度為200-250kg/m3，比表面積為 20_28m2/g。
[0008]優(yōu)化的；所述的聚苯顆粒為膨脹聚苯乙烯泡沫顆粒，粒徑為2_5mm，密度為6-15kg/m3o
[0009]優(yōu)化的；所述的纖維為聚丙烯纖維，束絲狀，單絲直徑26-62 μ m，長度20mm，抗拉強(qiáng)度 350-450MPa。
[0010]優(yōu)化的；所述的纖維素醚為烴丙基甲基纖維素醚。
[0011]優(yōu)化的；所述的膨脹劑為混凝土膨脹劑用水溶解稀釋49倍的溶液。
[0012]優(yōu)化的；所述的環(huán)氧改性雜化乳液由下列重量份的物質(zhì)制備得到:單體134份、引發(fā)劑1.2份、乳化劑4.62份、環(huán)氧樹脂20份、去離子水140份，所述單體的組成及其質(zhì)量比為:苯乙烯:丙烯酸丁酯:甲基丙烯酸甲酯:甲基丙烯酸:雙丙酮丙烯酰胺=40: 55: 30: 5: 4 ；
[0013]所述的環(huán)氧改性雜化乳液的制備方法是:
[0014]I)預(yù)乳液的制備:將140份去離子水和4.62份乳化劑加入到反應(yīng)瓶中，升溫至40°C，180rpm下攪拌30min，在此30min內(nèi)同時(shí)將134份單體滴加入到反應(yīng)瓶中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌15min，即制得環(huán)氧-丙烯酸預(yù)乳液；
[0015]2)種子乳液聚合:將上述20%的環(huán)氧-丙烯酸預(yù)乳液加入反應(yīng)瓶中，升溫至79-81°C，加入0.24份引發(fā)劑，當(dāng)體系顯現(xiàn)微藍(lán)色以后，種子乳液已形成，繼續(xù)保持反應(yīng)lh，然后將剩余的80%的環(huán)氧-丙烯酸預(yù)乳液和0.96份引發(fā)劑在3.5?4h內(nèi)滴完，滴加完畢后，再逐漸滴加用丙酮溶解的20份環(huán)氧樹脂，升溫至84-86°C保溫lh，然后降溫、調(diào)節(jié)pH =7?8，過濾、出料，即得環(huán)氧改性雜化乳液。
[0016]優(yōu)化的；所述的引發(fā)劑為過硫酸銨。
[0017]優(yōu)化的；所述的乳化劑為十二烷基磺酸鈉和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，其中十二烷基磺酸鈉與壬基酚聚氧乙烯醚的質(zhì)量比為1: 2。
[0018]本發(fā)明提供的一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料的制備方法，包括以下步驟:
[0019]I)混合:按所述質(zhì)量百分比稱取無機(jī)膠凝材料:425普通硅酸鹽水泥、II級(jí)粉煤灰、娃灰、石膏和膨潤土并放入攪拌機(jī)，加入水，180rpm下攪拌5_10min，所述水的加入量為無機(jī)膠凝材料的110%，然后添加環(huán)氧改性雜化乳液、憎水劑、纖維、纖維素醚、LEE單體型阻燃劑、膨脹劑、KH550硅烷偶聯(lián)劑，180rpm下攪拌10_15min，然后加入聚苯顆粒繼續(xù)攪拌15_20min ；
[0020]2)成型:將步驟I)攪拌好的混合物放入模具中壓實(shí)抹平，25°C、24h后脫模；
[0021]3)養(yǎng)護(hù):21-25°C，45-75%相對(duì)濕度下養(yǎng)護(hù)28天，即得。
[0022]有益效果:本發(fā)明建筑保溫材料可以達(dá)到Al級(jí)防火標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)熱系數(shù)相比無機(jī)材料優(yōu)勢明顯，不大于0.56w/(m.k)，容重相比其他復(fù)合保溫材料要小，可達(dá)到200kg/m3以下，力學(xué)性能滿足實(shí)際應(yīng)用要求。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)例，進(jìn)一步描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不僅限于此。
[0024]實(shí)施例1
[0025]稱取無機(jī)膠凝材料:425普通娃酸鹽水泥180g，II級(jí)粉煤灰150g，娃灰170g，石膏130g，膨潤土 100g，放入攪拌機(jī)，加入水，180rpm下攪拌5min，所述水的加入量為無機(jī)膠凝材料的110%，然后加入環(huán)氧改性雜化乳液100g，聚丙烯纖維3g，烴丙基甲基纖維素醚2g，憎水劑50g，LEE單體型阻燃劑150g、混凝土膨脹劑80g、KH550硅烷偶聯(lián)劑4g，180rpm下攪拌lOmin，然后加入膨脹聚苯乙稀泡沫顆粒33.6g繼續(xù)攪拌20min，將攪拌好的混合物放入模具中壓實(shí)抹平，25°C、24h后脫模。然后在21-25°C，45-75%相對(duì)濕度下養(yǎng)護(hù)28天，即得。
[0026]本實(shí)例復(fù)合阻燃建筑保溫材料性能如下:
[0027](I)容重:186kg/m3； (2)吸水率:0.23%； (3) 28 天抗壓強(qiáng)度:0.45Mpa ； (4)導(dǎo)熱系數(shù):0.48w/(m.k) ο
[0028]實(shí)施例2
[0029]稱取無機(jī)膠凝材料:425普通硅酸鹽水泥200g，II級(jí)粉煤灰150g，硅灰180g，石膏130g，膨潤土 100g，放入攪拌機(jī)，加入水，180rpm下攪拌lOmin，所述水的加入量為無機(jī)膠凝材料的110%，然后加入環(huán)氧改性雜化乳液120g，聚丙烯纖維4g，烴丙基甲基纖維素醚3.5g，憎水劑50g，LEE單體型阻燃劑150g、混凝土膨脹劑90g、KH550硅烷偶聯(lián)劑4g，180rpm下攪拌15min，然后加入膨脹聚苯乙稀泡沫顆粒36.4g繼續(xù)攪拌15min，將攪拌好的混合物放入模具中壓實(shí)抹平，25°C、24h后脫模。然后在21-25°C，45-75%相對(duì)濕度下養(yǎng)護(hù)28天，即得。
[0030]本實(shí)例復(fù)合阻燃建筑保溫材料性能如下:
[0031](I)容重:182kg/m3;(2)吸水率:0.21 %; (3) 28 天抗壓強(qiáng)度:0.43Mpa ; (4)導(dǎo)熱系數(shù):0.43w/(m.k) ο
[0032]實(shí)施例3
[0033]稱取無機(jī)膠凝材料:425普通硅酸鹽水泥200g，II級(jí)粉煤灰140g，硅灰165g，石膏140g，膨潤土 100g，放入攪拌機(jī)，加入水，180rpm下攪拌5min，所述水的加入量為無機(jī)膠凝材料的110%，然后加入環(huán)氧改性雜化乳液110g，聚丙烯纖維4g，烴丙基甲基纖維素醚
3.5g，憎水劑50g，LEE單體型阻燃劑150g、混凝土膨脹劑60g、KH550硅烷偶聯(lián)劑4g，180rpm下攪拌15min，然后加入膨脹聚苯乙稀泡沫顆粒36.4g繼續(xù)攪拌20min，將攪拌好的混合物放入模具中壓實(shí)抹平，25°C、24h后脫模。然后在21-25°C，45-75%相對(duì)濕度下養(yǎng)護(hù)28天，即得。
[0034]本實(shí)例復(fù)合阻燃建筑保溫材料性能如下:
[0035](I)容重:194kg/m3； (2)吸水率:0.25%； (3) 28 天抗壓強(qiáng)度:0.52Mpa ； (4)導(dǎo)熱系數(shù):0.48w/(m.k) ο
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料，其特征在于，由下列質(zhì)量百分比的成分組成:425普通硅酸鹽水泥15-20%、II級(jí)粉煤灰10-15%、硅灰15-20%、石膏10-15%、膨潤土 10-15%、環(huán)氧改性雜化乳液10-20%、纖維0.25-0.6%、纖維素醚0.1-0.3%、憎水劑2-8%, LEE單體型阻燃劑10-20%、膨脹劑5-10%、聚苯顆粒3-8%、KH550硅烷偶聯(lián)劑0.3-0.6%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料，其特征在于:所述的硅灰為白色或淺灰色粉末，3丨02的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于85%，密度為200-250kg/m3，比表面積為20_28m2/g。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料，其特征在于:所述的聚苯顆粒為膨脹聚苯乙稀泡沫顆粒，粒徑為2-5mm，密度為6_15kg/m3。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料，其特征在于:所述的纖維為聚丙烯纖維，束絲狀，單絲直徑26-62 μ m，長度20mm，抗拉強(qiáng)度350_450MPa。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料，其特征在于:所述的纖維素醚為烴丙基甲基纖維素醚。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料，其特征在于:所述的膨脹劑為混凝土膨脹劑用水溶解稀釋49倍的溶液。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料，其特征在于:所述的環(huán)氧改性雜化乳液由下列重量份的物質(zhì)制備得到:單體134份、引發(fā)劑1.2份、乳化劑4.62份、環(huán)氧樹脂20份、去離子水140份，所述單體的組成及其質(zhì)量比為:苯乙烯:丙烯酸丁酯:甲基丙烯酸甲酯:甲基丙烯酸:雙丙酮丙烯酰胺=40: 55: 30: 5: 4； 所述的環(huán)氧改性雜化乳液的制備方法是: 1)預(yù)乳液的制備:將140份去離子水和4.62份乳化劑加入到反應(yīng)瓶中，升溫至40°C，180rpm下攪拌30min，在此30min內(nèi)同時(shí)將134份單體滴加入到反應(yīng)瓶中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌15min，即制得環(huán)氧-丙烯酸預(yù)乳液； 2)種子乳液聚合:將上述20%的環(huán)氧-丙烯酸預(yù)乳液加入反應(yīng)瓶中，升溫至79-81°C，加入0.24份引發(fā)劑，當(dāng)體系顯現(xiàn)微藍(lán)色以后，種子乳液已形成，繼續(xù)保持反應(yīng)lh，然后將剩余的80%的環(huán)氧-丙烯酸預(yù)乳液和0.96份引發(fā)劑在3.5?4h內(nèi)滴完，滴加完畢后，再逐漸滴加用丙酮溶解的20份環(huán)氧樹脂，升溫至84-86°C保溫lh，然后降溫、調(diào)節(jié)pH = 7?8，過濾、出料，即得環(huán)氧改性雜化乳液。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料，其特征在于:所述的引發(fā)劑為過硫酸銨。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料，其特征在于:所述的乳化劑為十二烷基磺酸鈉和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，其中十二烷基磺酸鈉與壬基酚聚氧乙烯醚的質(zhì)量比為1: 2。10.一種制備權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料，其特征在于，包括以下步驟: I)混合:按所述質(zhì)量百分比稱取無機(jī)膠凝材料:425普通硅酸鹽水泥、II級(jí)粉煤灰、娃灰、石膏和膨潤土并放入攪拌機(jī)，加入水，180rpm下攪拌5_10min，所述水的加入量為無機(jī)膠凝材料的110%，然后添加環(huán)氧改性雜化乳液、憎水劑、纖維、纖維素醚、LEE單體型阻燃劑、膨脹劑、KH550硅烷偶聯(lián)劑，180rpm下攪拌10_15min，然后加入聚苯顆粒繼續(xù)攪拌15_20min ；2)成型:將步驟I)攪拌好的混合物放入模具中壓實(shí)抹平，25°C、24h后脫模；3)養(yǎng)護(hù):21-25°C，45-75%相對(duì)濕度下養(yǎng)護(hù)28天，即得。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)合阻燃建筑保溫材料及制備方法，復(fù)合阻燃建筑保溫材料的組成為：425普通硅酸鹽水泥、II級(jí)粉煤灰、硅灰、石膏、膨潤土、環(huán)氧改性雜化乳液、纖維、纖維素醚、憎水劑、LEE單體型阻燃劑、膨脹劑、聚苯顆粒、KH550硅烷偶聯(lián)劑。本發(fā)明的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)低、不燃、防水、質(zhì)輕、機(jī)械強(qiáng)度高，適用于建筑墻體保溫。
【IPC分類】C04B18/08, C04B16/08, C04B111/28, C04B22/14, C04B28/04
【公開號(hào)】CN104961403
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510309162
【發(fā)明人】李少香, 劉凱
【申請(qǐng)人】青島科技大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年6月9日