CN105174895A - 一种建筑外墙用轻质防水保温材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种建筑外墙用轻质防水保温材料及其制备方法，由改性粉煤灰100-150、脱硫石膏30-50份、泡沫玻璃20-30份、碱激发剂5-8份、水泥10-15份、海泡石纤维6-10份、羟乙基甲基纤维素5-10份、丙烯酸钙1-2份；疏水剂1-1.5份、减水剂1.5-2.5份、聚硅氧烷2-4份、发泡剂20-25份制备材料，通过步骤？(1)改性粉煤灰制备、(2)预混料制备、(3)制备成发泡浆料、(4)浇筑成型、(5)静置发泡脱模的制备方法制成产品;通过本方案，以高钙粉煤灰、脱硫石膏为原料，在碱激发剂作用下，实现了工业固体废弃物的循环利用；从而提供一种抗压强度大、并具有优异防水保温性能的纯无机材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑材料，特别是涉及一种建筑外墙用轻质防水保温材料及其制备方法。
背景技术
在现有技术中，通用的建筑保温材料主要分为有机材料和无机材料，有机材料中，如聚苯板，聚氨酯，胶粉颗粒等；无机材料中，如加气混凝土，岩棉，玻化微珠。
我国目前的建筑保温产品主要为有机材料类，是因为有机材料类产品具有质轻、导热系数低、保温效果好的优点，广泛应用于北方寒冷地区。
一般要求外墙保温材料兼具有防水性能，因为保温材料一般为多孔材料，如果发生渗漏内部进水，水将成为破坏材料保温的介质，热量通过介质水的传导而迅速散失，使保温材料失去了保温的作用，目前市场上普遍采用的防水保温材料多采用聚氨酯、聚苯乙烯等有机聚合物与无机材料进行复合制得，但是存在抗压强度低、粘结能力差、易燃等问题，因此，提供一种抗压强度大、具有优异防水保温性能的纯无机材料将具有十分重要的意义。
发明内容
有鉴于此，发明的主要目的在于提供一种建筑外墙用轻质防水保温材料及其制备方法，通过本技术方案，利用高钙粉煤灰、脱硫石膏为原料，在碱激发剂作用下，获得具有较高抗压强度的保温材料，通过加入泡沫玻璃，在发泡剂作用下可以获得具有多孔状的材料，进一步提高了保温效果，并在十二烷基三甲氧基硅烷疏水剂作用下，赋予材料具有优异的防水性能。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的。
一种建筑外墙用轻质防水保温材料，以下材料按如下重量份制作而成:
改性粉煤灰100-150、脱硫石膏30-50份、泡沫玻璃20-30份、碱激发剂5-8份、水泥10-15份、海泡石纤维6-10份、羟乙基甲基纤维素5-10份、丙烯酸钙1-2份；疏水剂1-1.5份、减水剂1.5-2.5份、聚硅氧烷2-4份、发泡剂20-25份。
作为进一步的技术方案，所述改性粉煤灰由高钙粉煤灰、改性剂、乙醇水溶液、盐酸溶液制备而成。
所述高钙粉煤灰中钙质的含量≥14%。
所述改性剂为乙烯基十八烷基二甲氧基硅烷。
所述碱激发剂为生石灰和硅酸钠的混合物，生石灰和硅酸钠的重量混合比例为1:1。
所述水泥为早强型42.5R矿渣硅酸盐水泥。
所述疏水剂为十二烷基三甲氧基硅烷。
所述减水剂为聚羧酸。
所述发泡剂为浓度为10%的工业过氧化氢溶液。
一种建筑外墙用轻质防水保温材料的制备方法，按以下步骤制成：
(1)改性粉煤灰制备：
配制与高钙粉煤灰重量比为2:3的乙醇水溶液，用0.1M的盐酸溶液调节pH值至4.0，将高钙粉煤灰均匀分散在上述溶液中，在40°C的水浴中600r/min的转速搅拌下，逐滴加入与高钙粉煤灰重量比为1：100的乙烯基十八烷基二甲氧基硅烷，完成后继续搅拌1h，最后经过抽滤、洗涤，在80°C下充分干燥，粉碎，获得改性粉煤灰；
(2)预混料制备：
称取改性粉煤灰100-150份、脱硫石膏30-50份、泡沫玻璃20-30份、碱激发剂5-8份、水泥10-15份、海泡石纤维6-10份、羟乙基甲基纤维素5-10份，在40°C温度下的高速搅拌机中以400r/min拌合2分钟，混合均匀获得预混料；
(3)制备成发泡浆料：
在步骤(2)的预混料中按顺序先后加入丙烯酸钙1-2份、疏水剂1-1.5份、减水剂1.5-2.5份、聚硅氧烷2-4份、发泡剂20-25份，在600r/min转速下搅拌5min获得发泡浆料；
(4)浇筑成型：
将步骤(3)所制备的浆料浇筑到成型的模具中，在相对湿度为60%，环境温度为37°C的环境下中静置发泡成型；
(5)静置发泡脱模：
在24小时后，在温度为22°C，相对湿度为70%条件下进行脱模养护，养护28天后测试其抗压强度和保温性能指标，合格后转入成品库。
采用上述技术方案后的有益效果是：一种建筑外墙用轻质防水保温材料及其制备方法，通过本技术方案，利用高钙粉煤灰、脱硫石膏为原料，在碱激发剂作用下，可以获得具有较高抗压强度的防水保温材料，同时又实现了工业固体废弃物的循环利用；通过加入泡沫玻璃等物质，在发泡剂作用下可以获得具有多孔状的保温材料，并通过引入十二烷基三甲氧基硅烷疏水剂赋予材料具有优异的防水性能；从而提供一种抗压强度大、并具有优异防水保温性能的纯无机材料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
本发明涉及的一种建筑外墙用轻质防水保温材料，以下材料按如下重量份制作而成。
改性粉煤灰100-150、脱硫石膏30-50份、泡沫玻璃20-30份、碱激发剂5-8份、水泥10-15份、海泡石纤维6-10份、羟乙基甲基纤维素5-10份、丙烯酸钙1-2份；疏水剂1-1.5份、减水剂1.5-2.5份、聚硅氧烷2-4份、发泡剂20-25份。
本发明的技术方案中，所述改性粉煤灰由高钙粉煤灰、改性剂、乙醇水溶液、盐酸溶液制备而成。
所述高钙粉煤灰中钙质的含量≥14%。
所述改性剂为乙烯基十八烷基二甲氧基硅烷。
所述碱激发剂为生石灰和硅酸钠的混合物，生石灰和硅酸钠的重量混合比例为1:1。
所述水泥为早强型42.5R矿渣硅酸盐水泥。
所述疏水剂为十二烷基三甲氧基硅烷。
所述减水剂为聚羧酸。
所述发泡剂为浓度为10%的工业过氧化氢溶液。
本发明涉及的一种建筑外墙用轻质防水保温材料的制备方法，按以下步骤制成：
(1)改性粉煤灰制备：
配制与高钙粉煤灰重量比为2:3的乙醇水溶液，用0.1M的盐酸溶液调节pH值至4.0，将高钙粉煤灰均匀分散在上述溶液中，在40°C的水浴中600r/min的转速搅拌下，逐滴加入与高钙粉煤灰重量比为1：100的乙烯基十八烷基二甲氧基硅烷，完成后继续搅拌1h，最后经过抽滤、洗涤，在80°C下充分干燥，粉碎，获得改性粉煤灰。
(2)预混料制备：
称取改性粉煤灰100-150份、脱硫石膏30-50份、泡沫玻璃20-30份、碱激发剂5-8份、水泥10-15份、海泡石纤维6-10份、羟乙基甲基纤维素5-10份，在40°C温度下的高速搅拌机中以400r/min拌合2分钟，混合均匀获得预混料；
(3)制备成发泡浆料：
在步骤(2)的预混料中按顺序先后加入丙烯酸钙1-2份、疏水剂1-1.5份、减水剂1.5-2.5份、聚硅氧烷2-4份、发泡剂20-25份，在600r/min转速下搅拌5min获得发泡浆料；
(4)浇筑成型：
将步骤(3)所制备的浆料浇筑到成型的模具中，在相对湿度为60%，环境温度为37°C的环境下中静置发泡成型；
(5)静置发泡脱模：
在24小时后，在温度为22°C，相对湿度为70%条件下进行脱模养护，养护28天后测试其抗压强度和保温性能指标，合格后转入成品库。
实施例1
(1)制备改性粉煤灰：配制与高钙粉煤灰重量比为2:3的乙醇水溶液，用0.1M的盐酸溶液调节pH值至4.0，将高钙粉煤灰均匀分散在上述溶液中，在40°C的水浴中600r/min的转速搅拌下，逐滴加入与高钙粉煤灰重量比为1：100的乙烯基十八烷基二甲氧基硅烷，完成后继续搅拌1h，最后经过抽滤、洗涤，在80°C下充分干燥，粉碎，获得改性粉煤灰。
(2)称取100份改性粉煤灰、50份脱硫石膏、30份泡沫玻璃、6份碱激发剂、11份水泥、8份海泡石纤维、6份羟乙基甲基纤维素在高速搅拌机中40°C下400r/min拌合2min混合均匀得预混料；
(3)在上述预混料中按顺先后加入1份丙烯酸钙、1份疏水剂、2.0份减水剂、2份聚硅氧烷、22份发泡剂，在600r/min下搅拌5min获得浆料；
(4)将所制备的浆料浇筑到模具中，在37°C的温度下，相对湿度60%的环境中静置发泡；
(5)静置发泡24h后进行脱模养护，养护温度为22°C，相对湿度为70%，养护28天后测试其抗压强度等性能指标。
实施例2
(1)首先制备改性粉煤灰：配制与高钙粉煤灰重量比为2:3的乙醇水溶液，用0.1M的盐酸溶液调节pH值至4.0，将高钙粉煤灰均匀分散在上述溶液中，在40°C的水浴中600r/min的转速搅拌下，逐滴加入与高钙粉煤灰重量比为1：100的乙烯基十八烷基二甲氧基硅烷，完成后继续搅拌1h，最后经过抽滤、洗涤，在80°C下充分干燥，粉碎，获得改性粉煤灰；
(2)称取110份改性粉煤灰、40份脱硫石膏、28份泡沫玻璃、5份碱激发剂、10份水泥、6份海泡石纤维、7份羟乙基甲基纤维素在高速搅拌机中40°C下400r/min拌合2min混合均匀得预混料；
(3)在上述预混料中按顺先后加入1.5份丙烯酸钙、1.2份疏水剂、2.0份减水剂、3份聚硅氧烷、20份发泡剂，在600r/min下搅拌5min获得浆料；
(4)将所制备的浆料浇筑到模具中，在37°C的温度下，相对湿度60%的环境中静置发泡；
(5)静置发泡24h后进行脱模养护，养护温度为22°C，相对湿度为70%，养护28天后测试其抗压强度等性能指标。
实施例3
(1)首先制备改性粉煤灰：配制与高钙粉煤灰重量比为2:3的乙醇水溶液，用0.1M的盐酸溶液调节pH值至4.0，将高钙粉煤灰均匀分散在上述溶液中，在40°C的水浴中600r/min的转速搅拌下，逐滴加入与高钙粉煤灰重量比为1：100的乙烯基十八烷基二甲氧基硅烷，完成后继续搅拌1h，最后经过抽滤、洗涤，在80°C下充分干燥，粉碎，获得改性粉煤灰；
(2)称取120份改性粉煤灰、30份脱硫石膏、26份泡沫玻璃、8份碱激发剂、15份水泥、10份海泡石纤维、10份羟乙基甲基纤维素在高速搅拌机中40°C下400r/min拌合2min混合均匀得预混料；
(3)在上述预混料中按顺先后加入1.5份丙烯酸钙、1.5份疏水剂、1.5份减水剂、4份聚硅氧烷、24份发泡剂，在600r/min下搅拌5min获得浆料；
(4)将所制备的浆料浇筑到模具中，在37°C的温度下，相对湿度60%的环境中静置发泡；
(5)静置发泡24h后进行脱模养护，养护温度为22°C，相对湿度为70%，养护28天后测试其抗压强度等性能指标。
实施例4
(1)首先制备改性粉煤灰：配制与高钙粉煤灰重量比为2:3的乙醇水溶液，用0.1M的盐酸溶液调节pH值至4.0，将高钙粉煤灰均匀分散在上述溶液中，在40°C的水浴中600r/min的转速搅拌下，逐滴加入与高钙粉煤灰重量比为1：100的乙烯基十八烷基二甲氧基硅烷，完成后继续搅拌1h，最后经过抽滤、洗涤，在80°C下充分干燥，粉碎，获得改性粉煤灰；
(2)称取130份改性粉煤灰、35份脱硫石膏、25份泡沫玻璃、6份碱激发剂、13份水泥、7份海泡石纤维、8份羟乙基甲基纤维素在高速搅拌机中40°C下400r/min拌合2min混合均匀得预混料；
(3)在上述预混料中按顺先后加入1.6份丙烯酸钙、1.4份疏水剂、2.0份减水剂、3份聚硅氧烷、20-25份发泡剂，在600r/min下搅拌5min获得浆料；
(4)将所制备的浆料浇筑到模具中，在37°C的温度下，相对湿度60%的环境中静置发泡；
(5)静置发泡24h后进行脱模养护，养护温度为22°C，相对湿度为70%，养护28天后测试其抗压强度等性能指标。
实施例5
(1)首先制备改性粉煤灰：配制与高钙粉煤灰重量比为2:3的乙醇水溶液，用0.1M的盐酸溶液调节pH值至4.0，将高钙粉煤灰均匀分散在上述溶液中，在40°C的水浴中600r/min的转速搅拌下，逐滴加入与高钙粉煤灰重量比为1：100的乙烯基十八烷基二甲氧基硅烷，完成后继续搅拌1h，最后经过抽滤、洗涤，在80°C下充分干燥，粉碎，获得改性粉煤灰；
(2)称取150份改性粉煤灰、45份脱硫石膏、24份泡沫玻璃、6.5份碱激发剂、14份水泥、9份海泡石纤维、7份羟乙基甲基纤维素在高速搅拌机中40°C下400r/min拌合2min混合均匀得预混料；
(3)在上述预混料中按顺先后加入1.4份丙烯酸钙、1.3份疏水剂、1.5份减水剂、4份聚硅氧烷、24份发泡剂，在600r/min下搅拌5min获得浆料；
(4)将所制备的浆料浇筑到模具中，在37°C的温度下，相对湿度60%的环境中静置发泡；
(5)静置发泡24h后进行脱模养护，养护温度为22°C，相对湿度为70%，养护28天后测试其抗压强度等性能指标。
本发明实施例的主要性能指标检测结果如表1所示。
表1、各实施例样品的主要性能指标
| 序号 | 测试项目 | 单位 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 1 | 抗压强度 | MPa | 0.32 | 0.37 | 0.35 | 0.34 | 0.38 |
| 2 | 导热系数 | W/(m·K) | 0.056 | 0.059 | 0.052 | 0.058 | 0.060 |
| 3 | 抗渗压力(28d) | MPa | 1.6 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.5 |
| 4 | 吸水率 | % | 3.8 | 3.7 | 3.5 | 3.4 | 3.6 |
本发明以高钙粉煤灰和脱硫石膏为主要原料，结合其他无机材料和化学激发剂，制备轻质防水保温材料，具有工艺简单、性能可靠、稳定性好的特点，在五个实施例的抗压强度检测中均优于现有技术的一倍以上，其中以实施例五的抗压强度最佳；在五个实施例中保温效果也均有所提高，其中以实施例三的保温效果为最佳，在五个实施例中，通过加入疏水剂和聚硅氧烷大大提高了材料的防水性能，其中以实施例四的防水效果最佳。
以上所述实施例仅为充分说明本发明而所举的较佳实施例。
本发明的保护范围不限于此，本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种建筑外墙用轻质防水保温材料，其特征在于，以下材料按如下重量份制作而成:
改性粉煤灰100-150份、脱硫石膏30-50份、泡沫玻璃20-30份、碱激发剂5-8份、水泥10-15份、海泡石纤维6-10份、羟乙基甲基纤维素5-10份、丙烯酸钙1-2份；疏水剂1-1.5份、减水剂1.5-2.5份、聚硅氧烷2-4份、发泡剂20-25份。
2.根据权利要求1所述的建筑外墙用轻质防水保温材料，其特征在于，所述改性粉煤灰由高钙粉煤灰、改性剂、乙醇水溶液、盐酸溶液制备而成。
3.根据权利要求2所述的建筑外墙用轻质防水保温材料，其特征在于，所述高钙粉煤灰中钙质的含量≥14%。
4.根据权利要求2所述的建筑外墙用轻质防水保温材料，其特征在于，所述改性剂为乙烯基十八烷基二甲氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的建筑外墙用轻质防水保温材料，其特征在于，所述碱激发剂为生石灰和硅酸钠的混合物，生石灰和硅酸钠的重量混合比例为1:1。
6.根据权利要求1所述的建筑外墙用轻质防水保温材料，其特征在于，所述水泥为早强型42.5R矿渣硅酸盐水泥。
7.根据权利要求1所述的建筑外墙用轻质防水保温材料，其特征在于，所述疏水剂为十二烷基三甲氧基硅烷。
8.根据权利要求1所述的防水保温材料，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸。
9.根据权利要求1所述的建筑外墙用轻质防水保温材料，其特征在于，所述发泡剂为浓度为10%的工业过氧化氢溶液。
10.一种建筑外墙用轻质防水保温材料的制备方法，其特征在于，按以下步骤制成:
(1)改性粉煤灰制备：
配制与高钙粉煤灰重量比为2:3的乙醇水溶液，用0.1M的盐酸溶液调节pH值至4.0，将高钙粉煤灰均匀分散在上述溶液中，在40°C的水浴中600r/min的转速搅拌下，逐滴加入与高钙粉煤灰重量比为1：100的乙烯基十八烷基二甲氧基硅烷，完成后继续搅拌1h，最后经过抽滤、洗涤，在80°C下充分干燥，粉碎，获得改性粉煤灰;
(2)预混料制备：
称取100-150份改性粉煤灰、30-50份脱硫石膏、20-30份泡沫玻璃、5-8份碱激发剂、10-15份水泥、6-10份海泡石纤维、5-10份羟乙基甲基纤维素在高速搅拌机中40°C下400r/min拌合2min混合均匀得预混料；
(3)制备成发泡浆料：
在步骤(2)的预混料中按顺序先后加入丙烯酸钙1-2份、疏水剂1-1.5份、减水剂1.5-2.5份、聚硅氧烷2-4份、发泡剂20-25份，在600r/min转速下搅拌5min获得发泡浆料；
(4)浇筑成型：
将步骤(3)所制备的浆料浇筑到成型的模具中，在相对湿度为60%，环境温度为37°C的环境下中静置发泡成型；
(5)静置发泡脱模：
在24小时后，在温度为22°C，相对湿度为70%条件下进行脱模养护，养护28天后测试其抗压强度和保温性能指标，合格后转入成品库。
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| CN105174895B (zh) | 2018-06-15 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |