CN107032716A - 一种轻质阻燃保温节能建筑材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻质阻燃保温节能建筑材料，包括以下重量份的原料：425号高铝水泥20‑25份、环氧胶粉3‑5份、玻璃空心体10‑16份、熟石膏粉4‑8份、无机粘结剂5‑9份、改性矿物质粉末15‑25份、增强纤维7‑9份、硅酸铝粉2‑5份、甲基硅酸钾10‑20份、阻燃剂8‑12份。本发明的节能建筑材料有较好抗压强度、抗冲击力、保温隔热等性能，材料轻质经济、强度高、保温隔热、节能环保，作为建筑用料施工简便、加工性能好，适用于各类建筑墙面、屋顶的防渗水、隔音和高效保温节能；同时本发明的原料组分安全可靠，对环境无害，且原料易得，成本较低，工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

Description

一种轻质阻燃保温节能建筑材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及节能保温材料技术领域，具体涉及一种轻质阻燃保温节能建筑材料及其制备方法。

背景技术

建筑节能的实质是根据不同气候带的特点，科学合理地提升***护结构的热工性能。建筑保温是减少建筑物室内热量向室外散发的措施，对创造适宜的室内热环境和节约能源有重要作用。目前国际上以聚苯乙烯泡沫板与聚氨酯发泡板作为主要保温材料，我国目前也是使用这种方法作为墙体保温的主要施工工艺。然而聚苯乙烯泡沫板和聚氨酯发泡板在使用时存在很多弊端，例如：为了实现较好的保温效果，就要增加保温层的厚度，而当比重较轻的聚苯乙烯泡沫板和聚氨酯发泡板增加厚度时，相同负载的面层会发生更大变形，从而导致诸如碰到刮大风的天气，聚苯乙烯板或聚氨酯发泡板就会大面积脱落，存在施工难度加大和安全隐患等问题。

另一方面，目前我国的墙体材料工业已经开始走上多品种发展的道路，初步形成了以块板为主的墙材体系，如混凝土空心砌块、纸面石膏板、纤维水泥夹心板等，但代表墙体材料现代水平的轻质复合夹芯墙板所占比重仍很小，还不到整个墙体材料总量的1%，与工业发达国家相比，相对落后40-50年，其主要表现在芯板材料，现有市场上的芯板材料存在着强度低、保温和隔声性能差、干缩产生裂缝、差缺点。因此，加快技术进步和创新，提高产品质量，是新型墙体材料行业的当务之急。

此外在我国北方，为使建筑墙体保温，满足国家节能50% 的指标，均采取对墙体结构增加一层110mm 厚的苯板、80mm 厚的发泡聚氨酯板或挤塑板，尽管能起到一定的保温效果，但存在易燃烧、而且有毒、使用寿命短、施工复杂、易滑脱、粘结强度差等各种问题。目前，很难达到节能65% 的指标，即便能达到，其施工繁琐，难度很大，而厚度110mm 以上给外装饰带来很大困难。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种轻质阻燃保温节能建筑材料，该节能建筑材料有较好抗压强度、抗冲击力、保温隔热等性能，材料轻质经济、强度高、保温隔热、节能环保，作为建筑用料施工简便、加工性能好，适用于各类建筑墙面、屋顶的防渗水、隔音和高效保温节能；同时本发明的原料组分安全可靠，对环境无害，且原料易得，成本较低，工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种轻质阻燃保温节能建筑材料，包括以下重量份的原料：

聚乙烯醇15-25份、轻质灰钙粉12-25 份、羟甲基纤维素8-18份、憎水剂3-7份、建筑用负离子粉8-12份、矿物土填料10-16份、阻燃剂8-14份、加强纤维6-12份、无机粘结剂7-15份、水35-45份。

优选地，所述阻燃防水保温材料包括以下重量份的原料：

425号高铝水泥20-25份、环氧胶粉3-5份、玻璃空心体10-16份、熟石膏粉4-8份、无机粘结剂5-9份、改性矿物质粉末15-25份、增强纤维7-9份、硅酸铝粉2-5 份、甲基硅酸钾10-20份、阻燃剂8-12份。

优选地，所述轻质阻燃保温节能建筑材料包括以下重量份的原料：

425号高铝水泥22份、环氧胶粉4份、玻璃空心体13份、熟石膏粉6份、无机粘结剂7份、改性矿物质粉末20份、增强纤维8份、硅酸铝粉3.5份、甲基硅酸钾115份、阻燃剂10份。

优选地，所述玻璃空心体粒径范围为0.5-2.5mm，壁厚为0.1-0.5mm。

优选地，所述无机粘结剂为水玻璃、氢氧化铝和氧化锌，按照重量比2:1:2组成的混合物。

优选地，所述改性矿物质粉末为珍珠岩、硅藻土、粉煤灰、海泡石按照3:1:2:1组成的混合物，所述改性矿物质粉末的制备方法如下：将珍珠岩、硅藻土、粉煤灰、海泡石混合均匀，粉碎粒径至15μm 以下，然后加水打浆制成浓度为50-60% 的浆液，加浓度为10-15% 的盐酸溶液调节pH 至4-5，水浴加热至70-80℃，高速研磨15-20min ；然后用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节pH 至中性，再加入相当于浆液重量3-4% 的木质素磺酸钠、2-3% 的三乙醇胺、4-6% 的纸浆废液、2-3% 的月桂醇聚氧乙烯醚和3-5% 的三聚磷酸钠，高速研磨浆料粒径至10μm 以下，喷雾干燥成粉末。

优选地，所述增强纤维为木纤维、氮化硅纤维中的一种。

优选地，所述阻燃剂为石墨、氢氧化镁、氢氧化铝和卤代磷酸酯，按照重量比2:1:2组成的混合物。

本发明还提供一种轻质阻燃保温节能建筑材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量准备各组分原料；

步骤二，将改性矿物质粉末、硅酸铝粉、玻璃空心体、环氧胶粉混合加入搅拌机中，搅拌15-25分钟，搅拌转速200-300r/min，再加入阻燃剂、水，升温至45-65℃，继续搅拌15-25分钟，得到混合物A；

步骤三，将熟石膏粉、基硅酸钾、步骤二制备的混合物A、无机粘结剂加入搅拌机中，转速为250-350r/min，搅拌15-25分钟，再加入425号高铝水泥、环氧胶粉，继续搅拌45-65分钟，得到混合物B；

步骤四，将步骤三制得的混合物B导入模具中，在液压机压力为30-50MPa下加压成型，将成型后的原料模块送入烘箱中烘干，烘干温度为85-95℃，烘干时间为1-3小时，自然冷却，得到发明的轻质阻燃保温节能建筑材料。

优选地，所述轻质阻燃保温节能建筑材料的制备步骤为：

步骤一，按要求称量准备各组分原料；

步骤二，将改性矿物质粉末、硅酸铝粉、玻璃空心体、环氧胶粉混合加入搅拌机中，搅拌20分钟，搅拌转速250r/min，再加入阻燃剂、水，升温至55℃，继续搅拌20分钟，得到混合物A；

步骤三，将熟石膏粉、基硅酸钾、步骤二制备的混合物A、无机粘结剂加入搅拌机中，转速为300r/min，搅拌20分钟，再加入425号高铝水泥、环氧胶粉，继续搅拌55分钟，得到混合物B；

步骤四，将步骤三制得的混合物B导入模具中，在液压机压力为40MPa下加压成型，将成型后的原料模块送入烘箱中烘干，烘干温度为90℃，烘干时间为2小时，自然冷却，得到发明的轻质阻燃保温节能建筑材料。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种轻质阻燃保温节能建筑材料中添加的玻璃空心体在材料中占有较大空间，以最大限度的发挥玻璃空心体的保温、隔音等效果，制成的玻璃空心体外壁可以复合有表面粗糙的隔热层，进一步增强所述节能材料的保温效果。

（2）本发明的一种轻质阻燃保温节能建筑材料采用了改性矿物质粉末，主要为珍珠岩、硅藻土、粉煤灰、海泡石，所述珍珠岩、硅藻土、粉煤灰、海泡石均通过改性制备，一方面可以用来部分的代替水泥，不仅减少了水泥用量，节约了成本，还可以改善浆料的流动性能，提高材料的抗压强度、抗冲击力、保温隔热等性能，另一反面能够很好的吸收空气中的污染物，如甲醛、苯等有害物质，大大增加了保温材料的净化空气的的功能。

（3）本发明的一种轻质阻燃保温节能建筑材料辅助添加无机粘结剂、硅酸铝粉、甲基硅酸钾和熟石膏粉末，大大提高了材料表面的致密性和光滑性，有效增强了材料的防水保温性能。

（4）本发明的一种轻质阻燃保温节能建筑材料采用的阻燃剂包括石墨、氢氧化镁、氢氧化铝，三者复合使用能够使制备的节能建筑材料具有很好的耐火阻燃性能。

（5）本发明的一种轻质阻燃保温节能建筑材料具有较好抗压强度、抗冲击力、保温隔热等性能，材料轻质经济、强度高、保温隔热、节能环保，作为建筑用料施工简便、加工性能好，适用于各类建筑墙面、屋顶的防渗水、隔音和高效保温节能；同时本发明的原料组分安全可靠，对环境无害，且原料易得，成本较低，工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1.

本实施例的一种轻质阻燃保温节能建筑材料，包括以下重量份的原料：

425号高铝水泥20份、环氧胶粉3份、玻璃空心体10份、熟石膏粉4份、无机粘结剂5份、改性矿物质粉末15份、增强纤维7份、硅酸铝粉2份、甲基硅酸钾10份、阻燃剂8份。

本实施例中的玻璃空心体粒径范围为0.5-2.5mm，壁厚为0.1-0.5mm。

本实施例中的无机粘结剂为水玻璃、氢氧化铝和氧化锌，按照重量比2:1:2组成的混合物。

本实施例中的改性矿物质粉末为珍珠岩、硅藻土、粉煤灰、海泡石按照3:1:2:1组成的混合物，所述改性矿物质粉末的制备方法如下：将珍珠岩、硅藻土、粉煤灰、海泡石混合均匀，粉碎粒径至15μm 以下，然后加水打浆制成浓度为50% 的浆液，加浓度为10% 的盐酸溶液调节pH 至4，水浴加热至70℃，高速研磨15min ；然后用浓度为15% 的氢氧化钠溶液调节pH 至中性，再加入相当于浆液重量3% 的木质素磺酸钠、2% 的三乙醇胺、4% 的纸浆废液、2% 的月桂醇聚氧乙烯醚和3% 的三聚磷酸钠，高速研磨浆料粒径至10μm 以下，喷雾干燥成粉末。

本实施例中的增强纤维为木纤维。

本实施例中的阻燃剂为石墨、氢氧化镁、氢氧化铝和卤代磷酸酯，按照重量比2:1:2组成的混合物。

本实施例的一种轻质阻燃保温节能建筑材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量准备各组分原料；

步骤二，将改性矿物质粉末、硅酸铝粉、玻璃空心体、环氧胶粉混合加入搅拌机中，搅拌15分钟，搅拌转速200r/min，再加入阻燃剂、水，升温至45℃，继续搅拌15分钟，得到混合物A；

步骤三，将熟石膏粉、基硅酸钾、步骤二制备的混合物A、无机粘结剂加入搅拌机中，转速为250r/min，搅拌15分钟，再加入425号高铝水泥、环氧胶粉，继续搅拌45分钟，得到混合物B；

步骤四，将步骤三制得的混合物B导入模具中，在液压机压力为30MPa下加压成型，将成型后的原料模块送入烘箱中烘干，烘干温度为85℃，烘干时间为1小时，自然冷却，得到发明的轻质阻燃保温节能建筑材料。

实施例2.

本实施例的一种轻质阻燃保温节能建筑材料，包括以下重量份的原料：

425号高铝水泥25份、环氧胶粉5份、玻璃空心体16份、熟石膏粉8份、无机粘结剂9份、改性矿物质粉末25份、增强纤维9份、硅酸铝粉5 份、甲基硅酸钾20份、阻燃剂12份。

本实施例中的玻璃空心体粒径范围为0.5-2.5mm，壁厚为0.1-0.5mm。

本实施例中的无机粘结剂为水玻璃、氢氧化铝和氧化锌，按照重量比2:1:2组成的混合物。

本实施例中的改性矿物质粉末为珍珠岩、硅藻土、粉煤灰、海泡石按照3:1:2:1组成的混合物，所述改性矿物质粉末的制备方法如下：将珍珠岩、硅藻土、粉煤灰、海泡石混合均匀，粉碎粒径至15μm 以下，然后加水打浆制成浓度为60% 的浆液，加浓度为15% 的盐酸溶液调节pH 至5，水浴加热至80℃，高速研磨20min ；然后用浓度为20% 的氢氧化钠溶液调节pH 至中性，再加入相当于浆液重量4% 的木质素磺酸钠、3% 的三乙醇胺、6% 的纸浆废液、3% 的月桂醇聚氧乙烯醚和5% 的三聚磷酸钠，高速研磨浆料粒径至10μm 以下，喷雾干燥成粉末。

本实施例中的增强纤维为氮化硅纤维。

本实施例中的阻燃剂为石墨、氢氧化镁、氢氧化铝和卤代磷酸酯，按照重量比2:1:2组成的混合物。

本实施例的一种轻质阻燃保温节能建筑材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量准备各组分原料；

步骤二，将改性矿物质粉末、硅酸铝粉、玻璃空心体、环氧胶粉混合加入搅拌机中，搅拌25分钟，搅拌转速300r/min，再加入阻燃剂、水，升温至65℃，继续搅拌25分钟，得到混合物A；

步骤三，将熟石膏粉、基硅酸钾、步骤二制备的混合物A、无机粘结剂加入搅拌机中，转速为350r/min，搅拌25分钟，再加入425号高铝水泥、环氧胶粉，继续搅拌65分钟，得到混合物B；

步骤四，将步骤三制得的混合物B导入模具中，在液压机压力为50MPa下加压成型，将成型后的原料模块送入烘箱中烘干，烘干温度为95℃，烘干时间为3小时，自然冷却，得到发明的轻质阻燃保温节能建筑材料。

实施例3.

本实施例的一种轻质阻燃保温节能建筑材料，包括以下重量份的原料：

425号高铝水泥22份、环氧胶粉4份、玻璃空心体13份、熟石膏粉6份、无机粘结剂7份、改性矿物质粉末20份、增强纤维8份、硅酸铝粉3.5份、甲基硅酸钾115份、阻燃剂10份。

本实施例中的玻璃空心体粒径范围为0.5-2.5mm，壁厚为0.1-0.5mm。

本实施例中的无机粘结剂为水玻璃、氢氧化铝和氧化锌，按照重量比2:1:2组成的混合物。

本实施例中的改性矿物质粉末为珍珠岩、硅藻土、粉煤灰、海泡石按照3:1:2:1组成的混合物，所述改性矿物质粉末的制备方法如下：将珍珠岩、硅藻土、粉煤灰、海泡石混合均匀，粉碎粒径至15μm 以下，然后加水打浆制成浓度为55% 的浆液，加浓度为13% 的盐酸溶液调节pH 至4.5，水浴加热至75℃，高速研磨18min ；然后用浓度为18% 的氢氧化钠溶液调节pH 至中性，再加入相当于浆液重量3.5% 的木质素磺酸钠、2.5% 的三乙醇胺、5% 的纸浆废液、2.5% 的月桂醇聚氧乙烯醚和4% 的三聚磷酸钠，高速研磨浆料粒径至10μm 以下，喷雾干燥成粉末。

本实施例中的增强纤维为木纤维。

本实施例中的阻燃剂为石墨、氢氧化镁、氢氧化铝和卤代磷酸酯，按照重量比2:1:2组成的混合物。

本实施例的一种轻质阻燃保温节能建筑材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量准备各组分原料；

步骤二，将改性矿物质粉末、硅酸铝粉、玻璃空心体、环氧胶粉混合加入搅拌机中，搅拌20分钟，搅拌转速250r/min，再加入阻燃剂、水，升温至55℃，继续搅拌20分钟，得到混合物A；

步骤三，将熟石膏粉、基硅酸钾、步骤二制备的混合物A、无机粘结剂加入搅拌机中，转速为300r/min，搅拌20分钟，再加入425号高铝水泥、环氧胶粉，继续搅拌55分钟，得到混合物B；

步骤四，将步骤三制得的混合物B导入模具中，在液压机压力为40MPa下加压成型，将成型后的原料模块送入烘箱中烘干，烘干温度为90℃，烘干时间为2小时，自然冷却，得到发明的轻质阻燃保温节能建筑材料。

以上各实施例中制备的轻质阻燃保温节能建筑材料的性能测试结果如下：

	导热系数W/（m·k）	吸水率%	防火性能	密度kg/m3
					实施例1	0.034	2.1	B1	320
实施例2	0.031	1.8	B1	340
					实施例3	0.031	2.0	B1	330
对比例	0.078	3	B2	450

本发明一种轻质阻燃保温节能建筑材料，其具有较好抗压强度、抗冲击力、保温隔热等性能，材料轻质经济、强度高、保温隔热、节能环保，作为建筑用料施工简便、加工性能好，适用于各类建筑墙面、屋顶的防渗水、隔音和高效保温节能；同时本发明的原料组分安全可靠，对环境无害，且原料易得，成本较低，工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种轻质阻燃保温节能建筑材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：

425号高铝水泥20-25份、环氧胶粉3-5份、玻璃空心体10-16份、熟石膏粉4-8份、无机粘结剂5-9份、改性矿物质粉末15-25份、增强纤维7-9份、硅酸铝粉2-5 份、甲基硅酸钾10-20份、阻燃剂8-12份。

2.根据权利要求1所述的一种轻质阻燃保温节能建筑材料，其特征在于，所述轻质阻燃保温节能建筑材料包括以下重量份的原料：

425号高铝水泥22份、环氧胶粉4份、玻璃空心体13份、熟石膏粉6份、无机粘结剂7份、改性矿物质粉末20份、增强纤维8份、硅酸铝粉3.5份、甲基硅酸钾115份、阻燃剂10份。

3.根据权利要求1或2所述的一种轻质阻燃保温节能建筑材料，其特征在于，所述玻璃空心体粒径范围为0.5-2.5mm，壁厚为0.1-0.5mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种轻质阻燃保温节能建筑材料，其特征在于，所述无机粘结剂为水玻璃、氢氧化铝和氧化锌，按照重量比2:1:2组成的混合物。

5.根据权利要求1或2所述的一种轻质阻燃保温节能建筑材料，其特征在于，所述改性矿物质粉末为珍珠岩、硅藻土、粉煤灰、海泡石按照3:1:2:1组成的混合物，所述改性矿物质粉末的制备方法如下：将珍珠岩、硅藻土、粉煤灰、海泡石混合均匀，粉碎粒径至15μm 以下，然后加水打浆制成浓度为50-60% 的浆液，加浓度为10-15% 的盐酸溶液调节pH 至4-5，水浴加热至70-80℃，高速研磨15-20min ；然后用浓度为15-20% 的氢氧化钠溶液调节pH 至中性，再加入相当于浆液重量3-4% 的木质素磺酸钠、2-3% 的三乙醇胺、4-6% 的纸浆废液、2-3% 的月桂醇聚氧乙烯醚和3-5% 的三聚磷酸钠，高速研磨浆料粒径至10μm 以下，喷雾干燥成粉末。

6.根据权利要求1或2所述的一种轻质阻燃保温节能建筑材料，其特征在于，所述增强纤维为木纤维、氮化硅纤维中的一种。

7.根据权利要求1或2所述的一种轻质阻燃保温节能建筑材料，其特征在于，所述阻燃剂为石墨、氢氧化镁、氢氧化铝和卤代磷酸酯，按照重量比2:1:2组成的混合物。

8.一种制备如权利要求1或2所述的轻质阻燃保温节能建筑材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量准备各组分原料；

步骤二，将改性矿物质粉末、硅酸铝粉、玻璃空心体、环氧胶粉混合加入搅拌机中，搅拌15-25分钟，搅拌转速200-300r/min，再加入阻燃剂、水，升温至45-65℃，继续搅拌15-25分钟，得到混合物A；

步骤三，将熟石膏粉、基硅酸钾、步骤二制备的混合物A、无机粘结剂加入搅拌机中，转速为250-350r/min，搅拌15-25分钟，再加入425号高铝水泥、环氧胶粉，继续搅拌45-65分钟，得到混合物B；

步骤四，将步骤三制得的混合物B导入模具中，在液压机压力为30-50MPa下加压成型，将成型后的原料模块送入烘箱中烘干，烘干温度为85-95℃，烘干时间为1-3小时，自然冷却，得到发明的轻质阻燃保温节能建筑材料。

9.根据权利要求8所述的一种轻质阻燃保温节能建筑材料的制备方法，其特征在于，所述步骤为：

步骤一，按要求称量准备各组分原料；

步骤二，将改性矿物质粉末、硅酸铝粉、玻璃空心体、环氧胶粉混合加入搅拌机中，搅拌20分钟，搅拌转速250r/min，再加入阻燃剂、水，升温至55℃，继续搅拌20分钟，得到混合物A；

步骤三，将熟石膏粉、基硅酸钾、步骤二制备的混合物A、无机粘结剂加入搅拌机中，转速为300r/min，搅拌20分钟，再加入425号高铝水泥、环氧胶粉，继续搅拌55分钟，得到混合物B；

步骤四，将步骤三制得的混合物B导入模具中，在液压机压力为40MPa下加压成型，将成型后的原料模块送入烘箱中烘干，烘干温度为90℃，烘干时间为2小时，自然冷却，得到发明的轻质阻燃保温节能建筑材料。