CN103787638A - 一种建筑外墙防火保温材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种建筑外墙防火保温材料及其制备方法,其特征是:由低导热防火胶凝料和聚苯乙烯发泡颗粒组成,每立方重量配比为:低导热防火胶凝料∶聚苯乙烯发泡颗粒=180-230∶6-10,其中,每立方保温材料中低导热防火胶凝料由以下重量的原料组成:水玻璃50-90kg、矿渣50-75kg、粉煤灰25-35kg、钢渣25-35kg、纤维0.1-0.5kg、可再分散乳胶粉1.0-3.0kg、稳泡剂1.0-3.5kg、发泡剂2-10kg、水2-10kg。本发明具有优秀的防火能力、较低的导热系数及较高的强度。
Description
一.技术领域
本发明涉及一种防火保温材料及其制备方法,特别涉及一种建筑外墙防火保温材料及其制备方法。
二.背景技术
在建筑外墙做外保温,将整个建筑包围起来,以达到降低能耗的目的是建筑物节能降耗的通常做法。目前,市场上可应用这种做法的保温材料通常有有机类EPS、XPS、PU、酚醛以及无机类岩棉、无机多孔保温材料等。有机类保温材料保温能力好、质轻、施工方便,但这类材料极易发生火灾,近年来一系列重大火灾都是由外墙外保温材料引起的,其使用已经受到了全社会的关注;无机类保温材料防火性能好,可大大降低火灾隐患,但这类保温材料的保温能力低,导热系数普遍高于有机保温材料25%以上,有些甚至超过几倍,且重量大、施工难度大、稳定性不好、价格较高等。这些不足成为该类材料竞争力不强的主要因素。
三.发明内容
本发明的目的在于借鉴已有技术、提供一种容重在130-160kg/m3之间、具有较低导热系数(小于0.042w/m·k)、可达A级防火标准的聚苯乙烯发泡颗粒制品类建筑外墙防火保温材料,以克服现有技术下EPS板材防火性能差无法达到A级的不足。
本发明的目的还在于提供上述建筑外墙防火保温材料的制备方法,该制备方法生产成本低、效率高。
本发明的第一个目的是通过以下的技术方案来实现的:
一种建筑外墙防火保温材料,由低导热防火胶凝料和聚苯乙烯发泡颗粒组成,每立方重量配比为:低导热防火胶凝料:聚苯乙烯发泡颗粒=180-230∶6-10,其中,每立方保温材料中低导热防火胶凝料由以下重量的原料组成:水玻璃50-90kg、矿渣50-75kg、粉煤灰25-35kg、钢渣25-35kg、纤维0.1-0.5kg、可再分散乳胶粉1.0-3.0kg、稳泡剂1.0-3.5kg、发泡剂2-10kg、水2-10kg。
所述的聚苯乙烯颗粒为原发性聚苯乙烯颗粒经过连续发泡而成,其容重为4.0-6.5kg/m3,水分含量为0%-3%,按体积比,颗粒直径3-6mm的占96%-100%,6mm以上的占0%-3%,3mm以下的占0%-1%。
所述的水玻璃为经过改性的高活性纳水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃中的至少一种,模数为1.0-2.0,波美度为40。
所述的粉煤灰为市售一级粉煤灰和二级粉煤灰中的至少一种。
所述的矿渣为高炉粒化炉渣磨成细度为200-1000目的矿渣微粉。
所述的钢渣为细度200-1000目的转炉钢渣。
所述的纤维为长度0.5-2cm的高强束状纤,是聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维和聚氯乙烯纤维中的至少一种。
所述的可再分散乳胶粉为***性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯和乙烯共聚胶粉中的至少一种。
所述的发泡剂为10%-50%的工业用双氧水和市售铝粉膏中的至少一种。
所述的稳泡剂为十二烷基甜菜碱、椰油脂肪酸二乙醇酰胺和椰油脂肪酸单乙醇酰胺中的至少一种。
本发明的第二目的是通过以下技术方案来实现的:
所述的建筑外墙防火保温材料的制备方法,包括以下步骤:
1、将各种原料矿渣、粉煤灰、钢渣、纤维和乳胶粉按照比例加入到无重力混合搅拌机中,在120r/min的速度下分散2min,得到混合均匀的粉体原料;
2、按比例将聚苯乙烯发泡颗粒放入搅拌机进行搅拌,搅拌速度为30-180r/min,在搅拌过程中加入水玻璃和水,加入完成后再继续搅拌1-3min,得到分散均匀的聚苯颗粒湿料;
3、在保持搅拌机转速不变的情况下,将混合好的粉体原料加入到聚苯乙烯发泡颗粒湿料中,继续搅拌1.5min;之后按比例将发泡剂和稳泡剂加入到搅拌机中,搅拌0.5min,得到混合好的壳核型混合物料;
4、将混合物料注入一定比例的模具中,通过限位挤压,在持续压力下养护4-6小时即可得到所述的建筑外墙防火保温材料。
本发明是以壳核——蜂巢结构为原理,壳层用低导热防火胶凝料,内核用聚苯乙烯发泡颗粒,经过混合成为壳核结构体,再通过模具挤压、养护、切割而制备成的防火保温材料,其具有优秀的防火能力,经检测可达GBT8624-2006中规定的A2级,且该材料具有较低的导热系数、较高的强度、重量轻,与现有施工方法相比,操作简便,与墙体粘结力好,并具有以下明显的优点:
1、本发明以普通聚苯乙烯发泡颗粒为主要改造对象,采用壳核——蜂巢的技术原理,即用低导热性防火胶凝材料均匀包覆聚苯乙烯发泡颗粒,在颗粒表面形成一薄层防火隔离屏障,与颗粒形成壳核结构,材料成型后,壳核结构紧密连接,类似蜂巢结构,材料收到火焰攻击时,有机颗粒迅速收缩到壳层上,而壳层阻止了火焰的进一步攻击,因而形成良好的防火性能,将非阻燃性聚苯乙烯发泡颗粒改造成为可达到A级的防火保温材料。
2、本发明通过限位挤压——计算压缩比例,压缩到一定比例后压力不再上升的做法,将发泡颗粒紧密挤压在一起,发泡颗粒与颗粒之间只有一层很薄的胶凝材料,此外在颗粒之间的小空隙中,有低导热胶凝材料的发泡体填充,因而可保证该材料的导热系数较低,接近聚苯板本身的导热系数,保温性能优良。
3、本发明制备防火保温材料的胶凝材料主要原料来源于工业废渣,原材料来源十分丰富,可大量消耗工业固废,且生产过程绿色环保。
4、本发明生产的保温材料除了具有优良的防火保温性能,还具有生产工艺简单、产品耐久性好、耐候性好、粘结牢固的特点。本发明既可应用于建筑作为外墙外保温材料使用,也可作为夹心板芯材、室内保温材料等来使用。
四.具体实施方式
实施例1
本实施例提供的建筑外墙防火保温材料由以下重量的原料组成:细度400目的矿渣60kg、一级粉煤灰28kg、细度400目钢渣28kg、聚丙烯纤维0.12kg、可再分散乳胶粉1.5kg、钠水玻璃60kg、水2.5kg、发泡剂4.5kg、稳泡剂1.5kg、容重为4.5kg/m3的聚苯乙烯发泡颗粒7.0kg。
上述原料按照以下方法制备本发明所述的建筑外墙防火保温材料:
1、胶凝材料粉体的制备:称取细度400目的矿渣60kg,一级粉煤灰28kg,细度400目钢渣28kg,聚丙烯纤维0.12kg,可再分散乳胶粉1.5kg,加入到无重力混合搅拌机中,在120r/min的速度下分散2min,得到混合均匀的粉体原料。
2、聚苯乙烯发泡颗粒湿料的制备:称取容重为4.5kg/m3聚苯乙烯发泡颗粒7.0kg,放入无重力搅拌机中,搅拌速度为60r/min,在搅拌过程中加入钠水玻璃60kg和水2.5kg,加入完成后再继续搅拌1.5min,得到分散均匀的聚苯乙稀发泡颗粒湿料。
3、在继续搅拌的同时,将混合好的粉体原料加入到聚苯乙烯发泡颗粒湿料中,继续搅拌1.5min;之后向搅拌均匀的料中加入发泡剂4.5kg、稳泡剂1.5kg,并搅拌搅拌0.5min,得到混合好的壳核型混合物料。
4、将混合料注入1m3的模具中,通过限位挤压,在持续压力下养护6小时即可得到所述建筑外墙防火保温材料。
实施例2
本实施例提供的建筑外墙防火保温材料由以下重量的原料组成:细度600目的矿渣65kg、二级粉煤灰33kg、细度500目钢渣33kg、聚酰胺纤维0.15kg、可再分散乳胶粉1.8kg、钾水玻璃65kg、水3.4kg、发泡剂4.0kg、稳泡剂1.8kg、容重为4.8kg/m3的聚苯乙烯发泡颗粒7.5kg。
上述原料按照以下方法制备本发明所述的建筑外墙防火保温材料:
1、胶凝材料粉体的制备:称取细度600目的矿渣65kg,二级粉煤灰33kg,细度500目钢渣33kg,聚酰胺纤维0.15kg,可再分散乳胶粉1.8kg,加入到无重力混合搅拌机中,在120r/min的速度下分散2min,得到混合均匀的粉体原料。
2、聚苯乙烯发泡颗粒湿料的制备:称取容重为4.8kg/m3聚苯乙烯发泡颗粒7.5kg,放入无重力搅拌机中,搅拌速度为80r/min,在搅拌过程中加入钾水玻璃65kg和水3.4kg,加入完成后再继续搅拌1.5min,得到分散均匀的聚苯乙稀发泡颗粒湿料。
3、在继续搅拌的同时,将混合好的粉体原料加入到聚苯乙烯发泡颗粒湿料中,继续搅拌1.5min;之后向搅拌均匀的料中加入发泡剂4.0kg、稳泡剂1.8kg,并搅拌搅拌0.5min,得到混合好的壳核型混合物料。
4、将混合料注入1m3的模具中,通过限位挤压,在持续压力下养护5小时即可得到所述建筑外墙防火保温材料。
实施例3
本实施例提供的建筑外墙防火保温材料由以下重量的原料组成:细度325目的矿渣70kg、一、二级粉煤灰按任意比例混合粉体30kg、细度450目钢渣30kg、聚乙烯醇纤维0.2kg、可再分散乳胶粉2.0kg、锂水玻璃75kg、水4.0kg、发泡剂6.5kg、稳泡剂2.2kg、容重为5.5kg/m3的聚苯乙烯发泡颗粒8.6kg。
上述原料按照以下方法制备本发明所述的建筑外墙防火保温材料:
1、胶凝材料粉体的制备:称取细度325目的矿渣70kg,一、二级粉煤灰按任意比例混合粉体30kg,细度450目钢渣30kg,聚乙烯醇纤维0.2kg,可再分散乳胶粉2.0kg,加入到无重力混合搅拌机中,在120r/min的速度下分散2min,得到混合均匀的粉体原料。
2、聚苯乙烯发泡颗粒湿料的制备:称取容重为5.5kg/m3聚苯乙烯发泡颗粒8.6kg,放入无重力搅拌机中,搅拌速度为45r/min,在搅拌过程中加入锂水玻璃75kg和水4.0kg,加入完成后再继续搅拌1.5min,得到分散均匀的聚苯乙稀发泡颗粒湿料。
3、在继续搅拌的同时,将混合好的粉体原料加入到聚苯乙烯发泡颗粒湿料中,继续搅拌1.5min;之后向搅拌均匀的料中加入发泡剂6.5kg、稳泡剂2.2kg,并搅拌搅拌0.5min,得到混合好的壳核型混合物料。
4、将混合料注入1m3的模具中,通过限位挤压,在持续压力下养护4.5小时即可得到所述建筑外墙防火保温材料。
实施例4
本实施例提供的建筑外墙防火保温材料由以下重量的原料组成:细度650目的矿渣55kg、一级粉煤灰29kg、细度650目钢渣29kg、聚丙烯腈纤维0.3kg、可再分散乳胶粉2.1kg、钾水玻璃与钠水玻璃按1∶1的比例混合物58kg、水4.5kg、发泡剂3.5kg、稳泡剂2.0kg、容重为4.0kg/m3的聚苯乙烯发泡颗粒6.5kg。
上述原料按照以下方法制备本发明所述的建筑外墙防火保温材料:
1、胶凝材料粉体的制备:称取细度650目的矿渣55kg,一级粉煤灰29kg,细度650目钢渣29kg,聚丙烯腈纤维0.3kg,可再分散乳胶粉2.1kg,加入到无重力混合搅拌机中,在120r/min的速度下分散2min,得到混合均匀的粉体原料。
2、聚苯乙烯发泡颗粒湿料的制备:称取容重为4.0kg/m3聚苯乙烯发泡颗粒6.5kg,放入无重力搅拌机中,搅拌速度为30r/min,在搅拌过程中加入钾水玻璃与钠水玻璃按1∶1的比例混合物58kg和水4.5kg,加入完成后再继续搅拌1.5min,得到分散均匀的聚苯乙稀发泡颗粒湿料。
3、在继续搅拌的同时,将混合好的粉体原料加入到聚苯乙烯发泡颗粒湿料中,继续搅拌1.5min;之后向搅拌均匀的料中加入发泡剂3.5kg、稳泡剂2.0kg,并搅拌搅拌0.5min,得到混合好的壳核型混合物料。
4、将混合料注入1m3的模具中,通过限位挤压,在持续压力下养护6小时即可得到所述建筑外墙防火保温材料。
实施例5
本实施例提供的建筑外墙防火保温材料由以下重量的原料组成:细度800目的矿渣72kg、二级粉煤灰25kg、细度700目钢渣25kg、聚氯乙烯纤维和聚丙烯纤维按1∶1混合的混合物0.4kg、可再分散乳胶粉2.5kg、钾水玻璃、锂水玻璃与钠水玻璃按任意比混合的混合物82kg、水4.5kg、发泡剂8.5kg、稳泡剂3.0kg、容重为6.0kg/m3的聚苯乙烯发泡颗粒9.0kg。
上述原料按照以下方法制备本发明所述的建筑外墙防火保温材料:
1、胶凝材料粉体的制备:称取细度800目的矿渣72kg,二级粉煤灰25kg,细度700目钢渣25kg,聚氯乙烯纤维和聚丙烯纤维1∶1混合的混合物0.4kg,可再分散乳胶粉2.5kg,加入到无重力混合搅拌机中,在120r/min的速度下分散2min,得到混合均匀的粉体原料。
2、聚苯乙烯发泡颗粒湿料的制备:称取容重为6.0kg/m3聚苯乙烯发泡颗粒9.0kg,放入无重力搅拌机中,搅拌速度为120r/min,在搅拌过程中加入钾水玻璃、锂水玻璃与钠水玻璃按任意比混合的混合物82kg和水4.5kg,加入完成后再继续搅拌1.5min,得到分散均匀的聚苯乙稀发泡颗粒湿料。
3、在继续搅拌的同时,将混合好的粉体原料加入到聚苯乙烯发泡颗粒湿料中,继续搅拌1.5min;之后向搅拌均匀的料中加入发泡剂8.5kg、稳泡剂3.0kg,并搅拌搅拌0.5min,得到混合好的壳核型混合物料。
4、将混合料注入1m3的模具中,通过限位挤压,在持续压力下养护4小时即可得到所述建筑外墙防火保温材料。
本发明不局限于上述特定的实施方案范围内,本领域技术人员根据前文的描述,就能够根据实际需要找到不同的调整方案,这些调整都应在本文所附的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种建筑外墙防火保温材料,其特征是:由低导热防火胶凝料和聚苯乙烯发泡颗粒组成,每立方重量配比为:低导热防火胶凝料:聚苯乙烯发泡颗粒=180-230∶6-10,其中,每立方保温材料中低导热防火胶凝料由以下重量的原料组成:水玻璃50-90kg、矿渣50-75kg、粉煤灰25-35kg、钢渣25-35kg、纤维0.1-0.5kg、可再分散乳胶粉1.0-3.0kg、稳泡剂1.0-3.5kg、发泡剂2-10kg、水2-10kg。
2.根据权利要求1所述的建筑外墙防火保温材料,其特征是:所述的聚苯乙烯颗粒为原发性聚苯乙烯颗粒经过连续发泡而成,其容重为4.0-6.5kg/m3,水分含量为0%-3%,按体积比,颗粒直径3-6mm的占96%-100%,6mm以上的占0%-3%,3mm以下的占0%-1%。
3.根据权利要求1所述的建筑外墙防火保温材料,其特征是:所述的水玻璃为经过改性的高活性纳水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃中的至少一种,模数为1.0-2.0,波美度为40。
4.根据权利要求1所述的建筑外墙防火保温材料,其特征是:所述的粉煤灰为市售一级粉煤灰和二级粉煤灰中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的建筑外墙防火保温材料,其特征是:所述的矿渣为高炉粒化炉渣磨成细度为200-1000目的矿渣微粉;所述的钢渣为细度200-1000目的转炉钢渣。
6.根据权利要求1所述的建筑外墙防火保温材料,其特征是:所述的纤维为长度0.5-2cm的高强束状纤维,是聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的建筑外墙防火保温材料,其特征是:所述的可再分散乳胶粉为***性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯和乙烯共聚胶粉中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的建筑外墙防火保温材料,其特征是:所述的发泡剂为10%-50%的工业用双氧水和市售铝粉膏中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的建筑外墙防火保温材料,其特征是:所述的稳泡剂为十二烷基甜菜碱、椰油脂肪酸二乙醇酰胺和椰油脂肪酸单乙醇酰胺中的至少一种。
10.一种权利要求1所述的建筑外墙防火保温材料制备方法,其特征是:包括以下步骤:
(1)将各种原料矿渣、粉煤灰、钢渣、纤维和乳胶粉按照比例加入到无重力混合搅拌机中,在120r/min的速度下分散2min,得到混合均匀的粉体原料;
(2)按比例将聚苯乙烯发泡颗粒放入搅拌机进行搅拌,搅拌速度为30-180r/min,在搅拌过程中加入水玻璃和水,加入完成后再继续搅拌1-3min,得到分散均匀的聚苯颗粒湿料;
(3)在保持搅拌机转速不变的情况下,将混合好的粉体原料加入到聚苯乙烯发泡颗粒湿料中,继续搅拌1.5min;之后按比例将发泡剂和稳泡剂加入到搅拌机中,搅拌0.5min,得到混合好的壳核型混合物料;
(4)将混合物料注入一定比例的模具中,通过限位挤压,在持续压力下养护4-6小时即可得到所述的建筑外墙防火保温材料。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140514 |