CN107056176A - 一种新型节能保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型节能保温材料及其制备方法，涉及建筑材料技术领域，新型节能保温材料包括以下重量份的原料：松脂岩玻化微珠30‑40份、轻质氧化镁3‑7份、氟硅酸钠0.7‑1.3份、磷酸二氢铝0.2‑0.6份、聚乙烯醇0.2‑0.6份、高岭土0.5‑0.9份、粉煤灰2‑4份、凹凸棒土2‑4份、海泡石粉10‑12份、琥珀酸磺酸钠1‑3份、水泥12‑14份、气凝胶5‑11份、漂珠6‑8份、废弃玻璃11‑25份、废弃聚氨酯泡沫塑料9‑15份、废弃挤塑板12‑20份、蛭石10‑22份、热稳定剂0.3‑0.7份、缓凝剂0.2‑0.4份、粘结剂0.1‑0.3份、发泡剂0.2‑0.4份和水9‑13份；制备方法包括以下步骤：（1）称取原料、（2）焙烧蛭石、（3）搅拌、（4）入模成型和养护。本发明制得的新型节能保温材料同时具备抗压强度高、保温隔热性好和节能环保性好的优点。

Description

一种新型节能保温材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种新型节能保温材料及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步，建筑行业发生着巨大变革，尤其是建筑行业中的建筑材料领域。目前人们对建筑材料在节能环保方面的要求非常高，但市场上销售的节能环保的建筑材料的应用效果一般，而且建筑材料由于其生产量大，导致其对资源的消耗量大，而现在多用不可再生资源，造成可再生资源的日益枯竭。
建筑废弃材料是城市垃圾的主要组成部分，约占城市垃圾总量的20%-30%。仅2004年我国就产生建筑和工业垃圾约90亿吨，2010-2015年的数据肯定还远远大于此数。当前对待建筑垃圾以传统的露天堆放、深挖填埋为主，这种方式虽然处理量大、方便简单、处理费用低，但是实际占用了大量的土地资源，产生了无法挽回的环境污染。
建筑材料由于其应用广泛和需求量大，原材消耗量非常大，如果将建筑废弃材料作为建筑材料中原料的一部分，很好地解决了建筑材料原材消耗量非常大的问题。
同时建筑材料对其本身的性能也要求高，但目前建筑市场上缺少同时具备抗压强度高、保温隔热性好和节能环保性好的建筑材料。
发明内容
为了解决目前建筑市场上缺少同时具备抗压强度高、保温隔热性好和节能环保性好的保温材料的问题，本发明的目的是提供一种新型节能保温材料及其制备方法，制得的新型节能保温材料同时具备抗压强度高、保温隔热性好和节能环保性好的优点。
本发明提供了如下的技术方案：
一种新型节能保温材料，包括以下重量份的原料：松脂岩玻化微珠30-40份、轻质氧化镁3-7份、氟硅酸钠0.7-1.3份、磷酸二氢铝0.2-0.6份、聚乙烯醇0.2-0.6份、高岭土0.5-0.9份、粉煤灰2-4份、凹凸棒土2-4份、海泡石粉10-12份、琥珀酸磺酸钠1-3份、水泥12-14份、气凝胶5-11份、漂珠6-8份、废弃玻璃11-25份、废弃聚氨酯泡沫塑料9-15份、废弃挤塑板12-20份、蛭石10-22份、热稳定剂0.3-0.7份、缓凝剂0.2-0.4份、粘结剂0.1-0.3份、发泡剂0.2-0.4份和水9-13份。
原料中添加了废弃玻璃、废弃聚氨酯泡沫塑料和废弃挤塑板，废弃玻璃、废弃聚氨酯泡沫塑料和废弃挤塑板长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将废弃玻璃和废弃聚苯板循环再利用，达到了节能环保的目的；废弃玻璃具有保温、抗压强度高和化学稳定性好的特点；废弃聚氨酯泡沫塑料具有弹性好、韧性好、抗压强度高和化学稳定性好；废弃挤塑板具有连续均匀表层及闭孔式蜂窝结构，完全不会出现空隙，有利于提高节能保温材料的保温性能和抗压性能。
原料中添加了气凝胶，气凝胶具有导热系数低、密度小、柔韧性好和防火的优点。
原料中添加了漂珠，漂珠具有质轻、表面封闭而光滑、高强度、耐磨、耐高温和保温隔热的特点。
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、隔音性、抗冻性和耐火性上均表现良好。
优选地，包括以下重量份的原料：松脂岩玻化微珠35份、轻质氧化镁5份、氟硅酸钠1份、磷酸二氢铝0.4份、聚乙烯醇0.4份、高岭土0.7份、粉煤灰3份、凹凸棒土3份、海泡石粉11份、琥珀酸磺酸钠2份、水泥13份、气凝胶8份、漂珠7份、废弃玻璃18份、废弃聚氨酯泡沫塑料12份、废弃挤塑板16份、蛭石16份、热稳定剂0.5份、缓凝剂0.3份、粘结剂0.2份、发泡剂0.3份和水11份。
优选地，所述热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高新型节能保温材料的热稳性。
优选地，所述缓凝剂为焦磷酸钠，延缓新型节能保温材料的原料硬化的时间，使得通过延长搅拌时间将原料搅拌的更加均匀，从而提高新型节能保温材料的保温隔热性能和抗压强度。
优选地，所述粘结剂为水玻璃，水玻璃具有粘结性强、强度高和耐热性好的特点，提高了新型节能保温材料的强度。
优选地，所述发泡剂为碳酸氢钠，加热放出二氧化碳，发泡效果好，能够提高新型节能保温材料的保温隔热性能。
一种新型节能保温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照新型节能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20-25min，焙烧温度控制在800-1000℃，即得焙烧后的蛭石；
（3）将步骤（2）中的焙烧后的蛭石和其他剩余原料放入到搅拌机中搅拌25-40min，即得搅拌后的混合浆料；
（4）将步骤（3）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180-185℃，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。
优选地，所述步骤（3）中的搅拌机为双卧轴搅拌机，双卧轴搅拌机具有结构设计合理、平衡性好、维护方便和效率高的优点。
本发明的有益效果是：
1、本发明研制出新型节能保温材料，制得的新型节能保温材料同时具备抗压强度高、保温隔热性好和节能环保性好的优点。
2、本发明的原料中添加了废弃玻璃、废弃聚氨酯泡沫塑料和废弃挤塑板，废弃玻璃、废弃聚氨酯泡沫塑料和废弃挤塑板长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将废弃玻璃和废弃聚苯板循环再利用，达到了节能环保的目的；废弃玻璃具有保温、抗压强度高和化学稳定性好的特点；废弃聚氨酯泡沫塑料具有弹性好、韧性好、抗压强度高和化学稳定性好；废弃挤塑板具有连续均匀表层及闭孔式蜂窝结构，完全不会出现空隙，有利于提高节能保温材料的保温性能和抗压性能。
3、本发明的原料中添加了气凝胶，气凝胶具有导热系数低、密度小、柔韧性好和防火的优点。
4、本发明的原料中添加了漂珠，漂珠具有质轻、表面封闭而光滑、高强度、耐磨、耐高温和保温隔热的特点。
5、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、隔音性、抗冻性和耐火性上均表现良好。
6、本发明中所述热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高新型节能保温材料的热稳性。
7、本发明中所述缓凝剂为焦磷酸钠，延缓新型节能保温材料的原料硬化的时间，使得通过延长搅拌时间将原料搅拌的更加均匀，从而提高新型节能保温材料的保温隔热性能和抗压强度。
8、本发明中所述粘结剂为水玻璃，水玻璃具有粘结性强、强度高和耐热性好的特点，提高了新型节能保温材料的强度。
9、本发明中所述发泡剂为碳酸氢钠，加热放出二氧化碳，发泡效果好，能够提高新型节能保温材料的保温隔热性能。
10、本发明中所述步骤（3）中的搅拌机为双卧轴搅拌机，双卧轴搅拌机具有结构设计合理、平衡性好、维护方便和效率高的优点。
具体实施方式
实施例1
一种新型节能保温材料，包括以下重量份的原料：松脂岩玻化微珠35份、轻质氧化镁5份、氟硅酸钠1份、磷酸二氢铝0.4份、聚乙烯醇0.4份、高岭土0.7份、粉煤灰3份、凹凸棒土3份、海泡石粉11份、琥珀酸磺酸钠2份、水泥13份、气凝胶8份、漂珠7份、废弃玻璃18份、废弃聚氨酯泡沫塑料12份、废弃挤塑板16份、蛭石16份、热稳定剂0.5份、缓凝剂0.3份、粘结剂0.2份、发泡剂0.3份和水11份。
原料中添加了废弃玻璃、废弃聚氨酯泡沫塑料和废弃挤塑板，废弃玻璃、废弃聚氨酯泡沫塑料和废弃挤塑板长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将废弃玻璃和废弃聚苯板循环再利用，达到了节能环保的目的；废弃玻璃具有保温、抗压强度高和化学稳定性好的特点；废弃聚氨酯泡沫塑料具有弹性好、韧性好、抗压强度高和化学稳定性好；废弃挤塑板具有连续均匀表层及闭孔式蜂窝结构，完全不会出现空隙，有利于提高节能保温材料的保温性能和抗压性能。
原料中添加了气凝胶，气凝胶具有导热系数低、密度小、柔韧性好和防火的优点。
原料中添加了漂珠，漂珠具有质轻、表面封闭而光滑、高强度、耐磨、耐高温和保温隔热的特点。
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、隔音性、抗冻性和耐火性上均表现良好。
热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高新型节能保温材料的热稳性。
缓凝剂为焦磷酸钠，延缓新型节能保温材料的原料硬化的时间，使得通过延长搅拌时间将原料搅拌的更加均匀，从而提高新型节能保温材料的保温隔热性能和抗压强度。
粘结剂为水玻璃，水玻璃具有粘结性强、强度高和耐热性好的特点，提高了新型节能保温材料的强度。
发泡剂为碳酸氢钠，加热放出二氧化碳，发泡效果好，能够提高新型节能保温材料的保温隔热性能。
一种新型节能保温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照新型节能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20-25min，焙烧温度控制在800-1000℃，即得焙烧后的蛭石；
（3）将步骤（2）中的焙烧后的蛭石和其他剩余原料放入到搅拌机中搅拌25-40min，即得搅拌后的混合浆料；
（4）将步骤（3）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180-185℃，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。
步骤（3）中的搅拌机为双卧轴搅拌机，双卧轴搅拌机具有结构设计合理、平衡性好、维护方便和效率高的优点。
实施例2
一种新型节能保温材料，包括以下重量份的原料：松脂岩玻化微珠30份、轻质氧化镁3份、氟硅酸钠0.7份、磷酸二氢铝0.2份、聚乙烯醇0.2份、高岭土0.5份、粉煤灰2份、凹凸棒土2份、海泡石粉10份、琥珀酸磺酸钠1份、水泥12份、气凝胶5份、漂珠6份、废弃玻璃11份、废弃聚氨酯泡沫塑料9份、废弃挤塑板12份、蛭石10份、热稳定剂0.3份、缓凝剂0.2份、粘结剂0.1份、发泡剂0.2份和水9份。
原料中添加了废弃玻璃、废弃聚氨酯泡沫塑料和废弃挤塑板，废弃玻璃、废弃聚氨酯泡沫塑料和废弃挤塑板长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将废弃玻璃和废弃聚苯板循环再利用，达到了节能环保的目的；废弃玻璃具有保温、抗压强度高和化学稳定性好的特点；废弃聚氨酯泡沫塑料具有弹性好、韧性好、抗压强度高和化学稳定性好；废弃挤塑板具有连续均匀表层及闭孔式蜂窝结构，完全不会出现空隙，有利于提高节能保温材料的保温性能和抗压性能。
原料中添加了气凝胶，气凝胶具有导热系数低、密度小、柔韧性好和防火的优点。
原料中添加了漂珠，漂珠具有质轻、表面封闭而光滑、高强度、耐磨、耐高温和保温隔热的特点。
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、隔音性、抗冻性和耐火性上均表现良好。
热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高新型节能保温材料的热稳性。
缓凝剂为焦磷酸钠，延缓新型节能保温材料的原料硬化的时间，使得通过延长搅拌时间将原料搅拌的更加均匀，从而提高新型节能保温材料的保温隔热性能和抗压强度。
粘结剂为水玻璃，水玻璃具有粘结性强、强度高和耐热性好的特点，提高了新型节能保温材料的强度。
发泡剂为碳酸氢钠，加热放出二氧化碳，发泡效果好，能够提高新型节能保温材料的保温隔热性能。
一种新型节能保温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照新型节能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20-25min，焙烧温度控制在800-1000℃，即得焙烧后的蛭石；
（3）将步骤（2）中的焙烧后的蛭石和其他剩余原料放入到搅拌机中搅拌25-40min，即得搅拌后的混合浆料；
（4）将步骤（3）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180-185℃，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。
步骤（3）中的搅拌机为双卧轴搅拌机，双卧轴搅拌机具有结构设计合理、平衡性好、维护方便和效率高的优点。
实施例3
一种新型节能保温材料，包括以下重量份的原料：松脂岩玻化微珠40份、轻质氧化镁7份、氟硅酸钠1.3份、磷酸二氢铝0.6份、聚乙烯醇0.6份、高岭土0.9份、粉煤灰4份、凹凸棒土4份、海泡石粉12份、琥珀酸磺酸钠3份、水泥14份、气凝胶11份、漂珠8份、废弃玻璃25份、废弃聚氨酯泡沫塑料15份、废弃挤塑板20份、蛭石22份、热稳定剂0.7份、缓凝剂0.4份、粘结剂0.3份、发泡剂0.4份和水13份。
原料中添加了废弃玻璃、废弃聚氨酯泡沫塑料和废弃挤塑板，废弃玻璃、废弃聚氨酯泡沫塑料和废弃挤塑板长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将废弃玻璃和废弃聚苯板循环再利用，达到了节能环保的目的；废弃玻璃具有保温、抗压强度高和化学稳定性好的特点；废弃聚氨酯泡沫塑料具有弹性好、韧性好、抗压强度高和化学稳定性好；废弃挤塑板具有连续均匀表层及闭孔式蜂窝结构，完全不会出现空隙，有利于提高节能保温材料的保温性能和抗压性能。
原料中添加了气凝胶，气凝胶具有导热系数低、密度小、柔韧性好和防火的优点。
原料中添加了漂珠，漂珠具有质轻、表面封闭而光滑、高强度、耐磨、耐高温和保温隔热的特点。
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、隔音性、抗冻性和耐火性上均表现良好。
热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高新型节能保温材料的热稳性。
缓凝剂为焦磷酸钠，延缓新型节能保温材料的原料硬化的时间，使得通过延长搅拌时间将原料搅拌的更加均匀，从而提高新型节能保温材料的保温隔热性能和抗压强度。
粘结剂为水玻璃，水玻璃具有粘结性强、强度高和耐热性好的特点，提高了新型节能保温材料的强度。
发泡剂为碳酸氢钠，加热放出二氧化碳，发泡效果好，能够提高新型节能保温材料的保温隔热性能。
一种新型节能保温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照新型节能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20-25min，焙烧温度控制在800-1000℃，即得焙烧后的蛭石；
（3）将步骤（2）中的焙烧后的蛭石和其他剩余原料放入到搅拌机中搅拌25-40min，即得搅拌后的混合浆料；
（4）将步骤（3）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180-185℃，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。
步骤（3）中的搅拌机为双卧轴搅拌机，双卧轴搅拌机具有结构设计合理、平衡性好、维护方便和效率高的优点。
对比例1
一种保温材料，包括以下重量份的原料：松脂岩玻化微珠50份、轻质氧化镁6份、氟硅酸钠1.1份、磷酸二氢铝1份、聚乙烯醇0.4份、高岭土0.8份、粉煤灰2.4份、凹凸棒土3份、海泡石粉16份、琥珀酸磺酸钠1.4份、水泥16份和水9份。
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℃，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。
将实施例1、实施例2和实施例3制得新型节能保温材料与对比例1中制得的保温材料进行性能测试，测试结果如表1所示：
指标 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
抗压强度（Mpa） 35.6 30.2 26.1 20.3
导热系数（w/m﹒k） 0.025 0.029 0.032 0.049
原料损耗减少率（%） 26 24 21 0
从表1数据比较可以看出，本发明的优点是：
1、一种新型节能保温材料及其制备方法，从测得的抗压强度可以看出，实施例1-3的抗压强度均高于对比例1，说明本发明新型节能保温材料的抗压强度高。
2、一种新型节能保温材料及其制备方法，从测得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，说明本发明新型节能保温材料的保温效果好。
3、一种新型节能保温材料及其制备方法，从测得的原料损耗减少率可以看出，实施例1-3的原料损耗减少率均高于对比例1，说明本发明新型节能保温材料的节能性好。
4、一种新型节能保温材料及其制备方法，从测得的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，说明本发明新型节能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)

1.一种新型节能保温材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：松脂岩玻化微珠30-40份、轻质氧化镁3-7份、氟硅酸钠0.7-1.3份、磷酸二氢铝0.2-0.6份、聚乙烯醇0.2-0.6份、高岭土0.5-0.9份、粉煤灰2-4份、凹凸棒土2-4份、海泡石粉10-12份、琥珀酸磺酸钠1-3份、水泥12-14份、气凝胶5-11份、漂珠6-8份、废弃玻璃11-25份、废弃聚氨酯泡沫塑料9-15份、废弃挤塑板12-20份、蛭石10-22份、热稳定剂0.3-0.7份、缓凝剂0.2-0.4份、粘结剂0.1-0.3份、发泡剂0.2-0.4份和水9-13份。
2.根据权利要求1所述的新型节能保温材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：松脂岩玻化微珠35份、轻质氧化镁5份、氟硅酸钠1份、磷酸二氢铝0.4份、聚乙烯醇0.4份、高岭土0.7份、粉煤灰3份、凹凸棒土3份、海泡石粉11份、琥珀酸磺酸钠2份、水泥13份、气凝胶8份、漂珠7份、废弃玻璃18份、废弃聚氨酯泡沫塑料12份、废弃挤塑板16份、蛭石16份、热稳定剂0.5份、缓凝剂0.3份、粘结剂0.2份、发泡剂0.3份和水11份。
3.根据权利要求1所述的新型节能保温材料，其特征在于：所述热稳定剂为硬脂酸钡。
4.根据权利要求1所述的新型节能保温材料，其特征在于：所述缓凝剂为焦磷酸钠。
5.根据权利要求1所述的新型节能保温材料，其特征在于：所述粘结剂为水玻璃。
6.根据权利要求1所述的新型节能保温材料，其特征在于：所述发泡剂为碳酸氢钠。
7.一种如权利要求1—6任意一项所述的新型节能保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照新型节能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20-25min，焙烧温度控制在800-1000℃，即得焙烧后的蛭石；
（3）将步骤（2）中的焙烧后的蛭石和其他剩余原料放入到搅拌机中搅拌25-40min，即得搅拌后的混合浆料；
（4）将步骤（3）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180-185℃，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。
8.根据权利要求7所述的新型节能保温材料，其特征在于：所述步骤（3）中的搅拌机为双卧轴搅拌机。
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