CN107032739A - 一种保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种保温材料及其制备方法，涉及建筑材料领域，保温材料包括以下重量份的原料：黄砂土40‑50份、膨胀珍珠岩10‑20份、蛭石20‑30份、发泡水泥15‑25份、灰钙粉20‑30份、石英砂15‑20份、玻璃棉12‑20份、膨胀玻化微珠15‑25份、硬脂酸10‑15份、甲酸钠5‑9份、合成纤维10‑14份、无机胶粘剂5‑7份、填料10‑15份、减水剂0.3‑0.5份和水4‑6份；制备方法包括以下步骤：(1)称取原料、(2)焙烧蛭石、(3)粉碎发泡水泥、(4)搅拌、(5)成型、脱模、码垛和养护。本发明解决了现有保温材料在应用于对隔音、抗拉强度、抗压强度和保温性能要求高的建筑上还存在着不足的问题。

Description

一种保温材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种保温材料及其制备方法。
背景技术
随着建筑节能的推行和发展，保温隔热材料及制品越来越受到人们的重视。而目前使用的材料在各种性能上均不够理想，尤其是在保温、耐酸碱、耐候性等方面不能满足人们的需要。目前最常用的外墙保温材料为聚苯乙烯塑料泡沫板，其主要材料为聚苯乙烯树脂，由于其具有较高的透明度，刚性好，耐化学腐蚀性好，因此一直受到人们的亲睐，但是，其存在着比重大，导热系数大，易出现应力开裂，成本高等的缺陷。
2017年1月4日公告的中国专利文献一种防渗保温材料(授权公告号CN104310850B)，防渗保温材料包括以下重量份的原料：黄砂土55-80份、膨胀珍珠岩30-50份、灰钙粉28-40份、疏水性树脂15-28份、石英砂10-25份、硬脂酸8-16份、甲酸钠5-20份、工业合成纤维8-16份、无机固化剂5-8份、填料8-15份、水16-32份；该防渗保温材料的制备方法为：将黄砂土、膨胀珍珠岩、灰钙粉、疏水性树脂、石英砂、甲酸钠和工业合成纤维按比例混合，放入搅拌机中搅拌直至混合均匀；向搅拌机中加入无机固化剂、填料、硬脂酸和水继续搅拌30min，配成混合浆料；于模具表面涂抹一层2-5mm厚的脱模剂，将所得混合浆料倒入模具中加压成型；将加压成型后得到的原料模块送入烘箱中烘干，待冷却后入库保存。该发明提供的防渗保温材料适用于各类建筑墙面、屋顶的防渗水、隔音和保温节能。
但是该发明在面对对隔音、抗拉强度、抗压强度和保温性能要求高的建筑时，还需要作出进一步的改进。
发明内容
为了解决现有保温材料在应用于对隔音、抗拉强度、抗压强度和保温性能要求高的建筑上还存在着不足的问题，本发明的目的是提供一种保温材料及其制备方法，制得的保温材料具有隔音性好、抗拉强度高、抗压强度高和保温性好的优点。
本发明提供了如下的技术方案：
一种保温材料，包括以下重量份的原料：黄砂土40-50份、膨胀珍珠岩10-20份、蛭石20-30份、发泡水泥15-25份、灰钙粉20-30份、石英砂15-20份、玻璃棉12-20份、膨胀玻化微珠15-25份、硬脂酸10-15份、甲酸钠5-9份、合成纤维10-14份、无机胶粘剂5-7份、填料10-15份、减水剂0.3-0.5份和水4-6份。
原料中添加了蛭石，蛭石是一种天然、无味、无毒且在高温下会膨胀的矿物质，在800-1000℃的温度下焙烧，体积会迅速膨胀，增大6-15倍，膨胀后的蛭石容重为100-200kg/m3,具有细小的空气隔层，导致其具有优良的保温性能，此外蛭石在吸附性、吸水性、隔音性、抗冻性和耐火性上均表现良好。
原料中添加了发泡水泥，发泡水泥含有大量封闭气孔，具有优良的保温性能；质轻，作为建筑材料可减轻建筑物整体荷载；由于其具有多孔的特点，使得其弹性模量低，使其作为建筑材料能够对外力冲击具有吸收和分散作用；再者由于其具有的独立封闭气泡以及良好的整体性，使其具有一定的防水性；此外发泡水泥还具有良好的隔音性能；而且发泡水泥所需原料为水泥和发泡剂，发泡剂为中性，不含苯、甲醛等有害物质，使得其具有良好的环保性能。
原料中添加了玻璃棉，玻璃棉内部具有许多细小的孔隙，在保温绝热、吸音性、耐腐蚀性和化学稳定性上表现良好。
原料中添加了膨胀玻化微珠，膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，具有良好的保温性能，而且弥补了膨胀珍珠岩作为轻质骨料的不足，克服了膨胀珍珠岩吸水性大、易粉化、在搅拌中体积失率大、产品后期保温性能降低和易空鼓开裂的缺陷。
优选地，包括以下重量份的原料：黄砂土45份、膨胀珍珠岩15份、蛭石25份、发泡水泥20份、灰钙粉25份、石英砂17.5份、玻璃棉16份、膨胀玻化微珠20份、硬脂酸12.5份、甲酸钠7份、合成纤维12份、无机胶粘剂6份、填料12.5份、减水剂0.4份和水5份；
在该原料配方下制得的保温材料在隔音性、抗拉强度、抗压强度和保温性上均达到了最优。
优选地，所述合成纤维为聚丙烯纤维，具有质轻、强度高、弹性好、耐热和保温。
优选地，所述无机胶粘剂为水玻璃，具有粘结力强、强度高、耐热性好和耐水性好的优点。
优选地，所述填料为硅丙乳液，具有耐高温、高耐候、防水和抗污染的优点。
优选地，所述减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将保温材料的强度提高20-40％。
优选地，所述保温材料的原料还包括重量份数为10-12份的岩棉，具有导热系数小、质轻和防水的优点。
一种保温材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照保温材料原料的重量份数称取原料；
(2)将蛭石放入窑炉中焙烧20-30min，焙烧温度控制在800-1000℃，即得焙烧后的蛭石；
(3)将发泡水泥放入粉碎机中粉碎5-10min，即得粉碎后的发泡水泥；
(4)将步骤(2)中的焙烧后的蛭石、步骤(3)中的粉碎后的发泡水泥和其他剩余原料放入到搅拌机中搅拌30-40min，即得搅拌后的混合浆料；
(5)将步骤(4)中的混合浆料用模具高温浇注成块状材料，浇注时的温度控制在180-190℃，浇注时伴随着振动，块状材料和模具一起平稳地放入养护场，盖上塑料膜保温保湿养护，静养3-4d后脱模，进行码垛覆盖喷水养护。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过对现有最接近的保温材料的配方中添加蛭石、发泡水泥、玻璃棉、膨胀玻化微珠、无机胶粘剂和减水剂，并改变了相对应的重量份数，以及调整了该保温材料的制备方法，解决了现有保温材料在应用于对隔音、抗拉强度、抗压强度和保温性能要求高的建筑上还存在着不足的问题；
2、本发明的原料中添加了蛭石，蛭石是一种天然、无味、无毒且在高温下会膨胀的矿物质，在800-1000℃的温度下焙烧，体积会迅速膨胀，增大6-15倍，膨胀后的蛭石容重为100-200kg/m3,具有细小的空气隔层，导致其具有优良的保温性能，此外蛭石在吸附性、吸水性、隔音性、抗冻性和耐火性上均表现良好；
3、本发明的原料中添加了发泡水泥，发泡水泥含有大量封闭气孔，具有优良的保温性能；质轻，作为建筑材料可减轻建筑物整体荷载；由于其具有多孔的特点，使得其弹性模量低，使其作为建筑材料能够对外力冲击具有吸收和分散作用；再者由于其具有的独立封闭气泡以及良好的整体性，使其具有一定的防水性；此外发泡水泥还具有良好的隔音性能；而且发泡水泥所需原料为水泥和发泡剂，发泡剂为中性，不含苯、甲醛等有害物质，使得其具有良好的环保性能；
4、本发明的原料中添加了玻璃棉，玻璃棉内部具有许多细小的孔隙，在保温绝热、吸音性、耐腐蚀性和化学稳定性上表现良好；
5、本发明原料中添加了膨胀玻化微珠，膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，具有良好的保温性能，而且弥补了膨胀珍珠岩作为轻质骨料的不足，克服了膨胀珍珠岩吸水性大、易粉化、在搅拌中体积失率大、产品后期保温性能降低和易空鼓开裂的缺陷；
6、本发明中所述合成纤维为聚丙烯纤维，具有质轻、强度高、弹性好、耐热和保温；
7、本发明中所述无机胶粘剂为水玻璃，具有粘结力强、强度高、耐热性好和耐水性好的优点；
8、本发明中所述填料为硅丙乳液，具有耐高温、高耐候、防水和抗污染的优点；
9、本发明中所述减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将保温材料的强度提高20-40％；
10、本发明中所述保温材料的原料还包括重量份数为10-12份的岩棉，具有导热系数小、质轻和防水的优点；
11、本发明的保温材料的制备方法中蛭石放入温度为800-1000℃的窑炉中焙烧20-30min，显著提高了蛭石的隔音和保温性能；由于发泡水泥一般为体积较大的块状，不利于原料的混合，因此在制备过程中先采用粉碎机粉碎，将发泡水泥粉碎成易混合的粒状；在搅拌过程中伴随着振动，可以减少材料内部的孔隙，提高保温材料的抗压强度。
具体实施方式
实施例1
一种保温材料，包括以下重量份的原料：黄砂土45kg、膨胀珍珠岩15kg、蛭石kg、发泡水泥20kg、灰钙粉25kg、石英砂17.5kg、玻璃棉16kg、膨胀玻化微珠20kg、硬脂酸12.5kg、甲酸钠7kg、合成纤维12kg、无机胶粘剂6kg、填料12.5kg、减水剂0.4kg和水5kg。
在该原料配方下制得的保温材料在隔音性、抗拉强度、抗压强度和保温性上均达到了最优。
原料中添加了蛭石，蛭石是一种天然、无味、无毒且在高温下会膨胀的矿物质，在800-1000℃的温度下焙烧，体积会迅速膨胀，增大6-15倍，膨胀后的蛭石容重为100-200kg/m3,具有细小的空气隔层，导致其具有优良的保温性能，此外蛭石在吸附性、吸水性、隔音性、抗冻性和耐火性上均表现良好。
原料中添加了发泡水泥，发泡水泥含有大量封闭气孔，具有优良的保温性能；质轻，作为建筑材料可减轻建筑物整体荷载；由于其具有多孔的特点，使得其弹性模量低，使其作为建筑材料能够对外力冲击具有吸收和分散作用；再者由于其具有的独立封闭气泡以及良好的整体性，使其具有一定的防水性；此外发泡水泥还具有良好的隔音性能；而且发泡水泥所需原料为水泥和发泡剂，发泡剂为中性，不含苯、甲醛等有害物质，使得其具有良好的环保性能。
原料中添加了玻璃棉，玻璃棉内部具有许多细小的孔隙，在保温绝热、吸音性、耐腐蚀性和化学稳定性上表现良好。
原料中添加了膨胀玻化微珠，膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，具有良好的保温性能，而且弥补了膨胀珍珠岩作为轻质骨料的不足，克服了膨胀珍珠岩吸水性大、易粉化、在搅拌中体积失率大、产品后期保温性能降低和易空鼓开裂的缺陷。
合成纤维为聚丙烯纤维，具有质轻、强度高、弹性好、耐热和保温。
无机胶粘剂为水玻璃，具有粘结力强、强度高、耐热性好和耐水性好的优点。
填料为硅丙乳液，具有耐高温、高耐候、防水和抗污染的优点。
减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将保温材料的强度提高20-40％。
保温材料的原料还包括重量份数为11kg的岩棉，具有导热系数小、质轻和防水的优点。
一种保温材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照保温材料原料的重量称取原料；
(2)将蛭石放入窑炉中焙烧20-30min，焙烧温度控制在800-1000℃，即得焙烧后的蛭石；
(3)将发泡水泥放入粉碎机中粉碎5-10min，即得粉碎后的发泡水泥；
(4)将步骤(2)中的焙烧后的蛭石、步骤(3)中的粉碎后的发泡水泥和其他剩余原料放入到搅拌机中搅拌30-40min，即得搅拌后的混合浆料；
(5)将步骤(4)中的混合浆料用模具高温浇注成块状材料，浇注时的温度控制在180-190℃，浇注时伴随着振动，块状材料和模具一起平稳地放入养护场，盖上塑料膜保温保湿养护，静养3-4d后脱模，进行码垛覆盖喷水养护。
实施例2
一种保温材料，包括以下重量份的原料：黄砂土40kg、膨胀珍珠岩10kg、蛭石20kg、发泡水泥15kg、灰钙粉20kg、石英砂15kg、玻璃棉12kg、膨胀玻化微珠15kg、硬脂酸10kg、甲酸钠5kg、合成纤维10kg、无机胶粘剂5kg、填料10kg、减水剂0.3kg和水4kg。
原料中添加了蛭石，蛭石是一种天然、无味、无毒且在高温下会膨胀的矿物质，在800-1000℃的温度下焙烧，体积会迅速膨胀，增大6-15倍，膨胀后的蛭石容重为100-200kg/m3,具有细小的空气隔层，导致其具有优良的保温性能，此外蛭石在吸附性、吸水性、隔音性、抗冻性和耐火性上均表现良好。
原料中添加了发泡水泥，发泡水泥含有大量封闭气孔，具有优良的保温性能；质轻，作为建筑材料可减轻建筑物整体荷载；由于其具有多孔的特点，使得其弹性模量低，使其作为建筑材料能够对外力冲击具有吸收和分散作用；再者由于其具有的独立封闭气泡以及良好的整体性，使其具有一定的防水性；此外发泡水泥还具有良好的隔音性能；而且发泡水泥所需原料为水泥和发泡剂，发泡剂为中性，不含苯、甲醛等有害物质，使得其具有良好的环保性能。
原料中添加了玻璃棉，玻璃棉内部具有许多细小的孔隙，在保温绝热、吸音性、耐腐蚀性和化学稳定性上表现良好。
原料中添加了膨胀玻化微珠，膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，具有良好的保温性能，而且弥补了膨胀珍珠岩作为轻质骨料的不足，克服了膨胀珍珠岩吸水性大、易粉化、在搅拌中体积失率大、产品后期保温性能降低和易空鼓开裂的缺陷。
合成纤维为聚丙烯纤维，具有质轻、强度高、弹性好、耐热和保温。
无机胶粘剂为水玻璃，具有粘结力强、强度高、耐热性好和耐水性好的优点。
填料为硅丙乳液，具有耐高温、高耐候、防水和抗污染的优点。
减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将保温材料的强度提高20-40％。
保温材料的原料还包括重量份数为10kg的岩棉，具有导热系数小、质轻和防水的优点。
一种保温材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照保温材料原料的重量称取原料；
(2)将蛭石放入窑炉中焙烧20-30min，焙烧温度控制在800-1000℃，即得焙烧后的蛭石；
(3)将发泡水泥放入粉碎机中粉碎5-10min，即得粉碎后的发泡水泥；
(4)将步骤(2)中的焙烧后的蛭石、步骤(3)中的粉碎后的发泡水泥和其他剩余原料放入到搅拌机中搅拌30-40min，即得搅拌后的混合浆料；
(5)将步骤(4)中的混合浆料用模具高温浇注成块状材料，浇注时的温度控制在180-190℃，浇注时伴随着振动，块状材料和模具一起平稳地放入养护场，盖上塑料膜保温保湿养护，静养3-4d后脱模，进行码垛覆盖喷水养护。
实施例3
一种保温材料，包括以下重量份的原料：黄砂土50kg、膨胀珍珠岩20kg、蛭石30kg、发泡水泥25kg、灰钙粉30kg、石英砂20kg、玻璃棉20kg、膨胀玻化微珠25kg、硬脂酸15kg、甲酸钠9kg、合成纤维14kg、无机胶粘剂7kg、填料15kg、减水剂0.5kg和水6kg。
原料中添加了蛭石，蛭石是一种天然、无味、无毒且在高温下会膨胀的矿物质，在800-1000℃的温度下焙烧，体积会迅速膨胀，增大6-15倍，膨胀后的蛭石容重为100-200kg/m3,具有细小的空气隔层，导致其具有优良的保温性能，此外蛭石在吸附性、吸水性、隔音性、抗冻性和耐火性上均表现良好。
原料中添加了发泡水泥，发泡水泥含有大量封闭气孔，具有优良的保温性能；质轻，作为建筑材料可减轻建筑物整体荷载；由于其具有多孔的特点，使得其弹性模量低，使其作为建筑材料能够对外力冲击具有吸收和分散作用；再者由于其具有的独立封闭气泡以及良好的整体性，使其具有一定的防水性；此外发泡水泥还具有良好的隔音性能；而且发泡水泥所需原料为水泥和发泡剂，发泡剂为中性，不含苯、甲醛等有害物质，使得其具有良好的环保性能。
原料中添加了玻璃棉，玻璃棉内部具有许多细小的孔隙，在保温绝热、吸音性、耐腐蚀性和化学稳定性上表现良好。
原料中添加了膨胀玻化微珠，膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，具有良好的保温性能，而且弥补了膨胀珍珠岩作为轻质骨料的不足，克服了膨胀珍珠岩吸水性大、易粉化、在搅拌中体积失率大、产品后期保温性能降低和易空鼓开裂的缺陷。
合成纤维为聚丙烯纤维，具有质轻、强度高、弹性好、耐热和保温。
无机胶粘剂为水玻璃，具有粘结力强、强度高、耐热性好和耐水性好的优点。
填料为硅丙乳液，具有耐高温、高耐候、防水和抗污染的优点。
减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将保温材料的强度提高20-40％。
保温材料的原料还包括重量份数为12kg的岩棉，具有导热系数小、质轻和防水的优点。
一种保温材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照保温材料原料的重量称取原料；
(2)将蛭石放入窑炉中焙烧20-30min，焙烧温度控制在800-1000℃，即得焙烧后的蛭石；
(3)将发泡水泥放入粉碎机中粉碎5-10min，即得粉碎后的发泡水泥；
(4)将步骤(2)中的焙烧后的蛭石、步骤(3)中的粉碎后的发泡水泥和其他剩余原料放入到搅拌机中搅拌30-40min，即得搅拌后的混合浆料；
(5)将步骤(4)中的混合浆料用模具高温浇注成块状材料，浇注时的温度控制在180-190℃，浇注时伴随着振动，块状材料和模具一起平稳地放入养护场，盖上塑料膜保温保湿养护，静养3-4d后脱模，进行码垛覆盖喷水养护。
对比例1
一种保温材料，包括以下重量份的原料：黄砂土40kg、膨胀珍珠岩10kg、灰钙粉20kg、石英砂15kg、硬脂酸10kg、甲酸钠5kg、合成纤维10kg、无机胶粘剂5kg、填料10kg和水4kg。
一种保温材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照保温材料原料的重量称取原料；
(2)原料放入到搅拌机中搅拌30-40min，即得搅拌后的混合浆料；
(3)将步骤(2)中的混合浆料用模具高温浇注成块状材料，浇注时的温度控制在180-190℃，块状材料和模具一起平稳地放入养护场，盖上塑料膜保温保湿养护，静养3-4d后脱模，进行码垛覆盖喷水养护。
将实施例1、实施例2、实施例3和对比例1中制得保温材料进行性能测试，测试结果如表1所示：
从表1数据比较可以看出，本发明的优点是：
1、一种保温材料及其制备方法，从测得的保温材料28d抗压强度值可以看出，实施例1-3的抗压强度值均高于对比例1，说明该保温材料抗压强度高。
2、一种保温材料及其制备方法，从测得的保温材料抗拉强度值可以看出，实施例1-3的抗拉强度值均高于对比例1，说明该保温材料抗拉强度高。
3、一种保温材料及其制备方法，从测得的保温材料的隔音等级可以看出，根据民用建筑隔声设计规范，隔音等级中一级为最高等级，隔音性能最好，级数越高，隔音性能越差，从测得的隔音等级可以看出，实施例1-3的隔音等级均低于对比例1，说明该用于保温材料的隔音性能好。
4、一种保温材料及其制备方法，从测得的保温材料的导热系数可以看出，实施例1-3的导热系数均低于对比例1，说明该保温材料保温效果好。
5、一种保温材料及其制备方法，从测得的保温材料在各个指标的数据可以看出，实施例1均优于实施例2、实施例3和对比例1，说明该保温材料的原料配方和制备方法的合理性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种保温材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：黄砂土40-50份、膨胀珍珠岩10-20份、蛭石20-30份、发泡水泥15-25份、灰钙粉20-30份、石英砂15-20份、玻璃棉12-20份、膨胀玻化微珠15-25份、硬脂酸10-15份、甲酸钠5-9份、合成纤维10-14份、无机胶粘剂5-7份、填料10-15份、减水剂0.3-0.5份和水4-6份。
2.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：黄砂土45份、膨胀珍珠岩15份、蛭石25份、发泡水泥20份、灰钙粉25份、石英砂17.5份、玻璃棉16份、膨胀玻化微珠20份、硬脂酸12.5份、甲酸钠7份、合成纤维12份、无机胶粘剂6份、填料12.5份、减水剂0.4份和水5份。
3.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于：所述合成纤维为聚丙烯纤维。
4.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于：所述无机胶粘剂为水玻璃。
5.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于：所述填料为硅丙乳液。
6.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于：所述减水剂为萘系高效减水剂。
7.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于：所述保温材料的原料还包括重量份数为10-12份的岩棉。
8.一种如权利要求1至7之一所述的保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照保温材料原料的重量份数称取原料；
(2)将蛭石放入窑炉中焙烧20-30min，焙烧温度控制在800-1000℃，即得焙烧后的蛭石；
(3)将发泡水泥放入粉碎机中粉碎5-10min，即得粉碎后的发泡水泥；
(4)将步骤(2)中的焙烧后的蛭石、步骤(3)中的粉碎后的发泡水泥和其他剩余原料放入到搅拌机中搅拌30-40min，即得搅拌后的混合浆料；
(5)将步骤(4)中的混合浆料用模具高温浇注成块状材料，浇注时的温度控制在180-190℃，浇注时伴随着振动，块状材料和模具一起平稳地放入养护场，盖上塑料膜保温保湿养护，静养3-4d后脱模，进行码垛覆盖喷水养护。
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