CN107129223A - 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：花岗岩粉、硅酸铝粉、岩棉、陶瓷纤维、石英砂、碎石、水泥、膨润土、玻璃微珠、气凝胶、膨胀珍珠岩、纳米碳化硅、氧化镁、蛭石、缓凝剂、引气剂、膨胀剂、减水剂和水；制备方法包括以下步骤：(1)称取原料、(2)焙烧、(3)搅拌、(4)压制成型、烘干、冷却和保存。本发明解决了现有建材市场上缺少同时兼具抗压强度高、保温隔热效果好和防火效果好的特点的保温材料的问题。

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
随着社会进步和人民生活水平的提高，人们对建筑材料的要求越来越高，尤其是建筑材料中的保温材料，但是，在现有的保温材料存在着保温效果一般的问题，不能很好地达到节能的目的，并且现有的建筑对材料的要求不仅仅局限于单方面的性能，更多的是要求材料具有多种高性能，以满足现有建筑对材料的综合性能要求。
但是，现有建材市场上缺少同时兼具抗压强度高、保温隔热效果好和防火效果好的特点的保温材料。
发明内容
为了解决现有建材市场上缺少同时兼具抗压强度高、保温隔热效果好和防火效果好的特点的保温材料的问题，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抗压强度高、保温隔热效果好和防火效果好的优点。
本发明提供了如下的技术方案：
一种保温材料，包括以下重量份数的原料：花岗岩粉20-30份、硅酸铝粉15-21份、岩棉7-13份、陶瓷纤维4-9份、石英砂13-21份、碎石22-36份、水泥15-21份、膨润土15-31份、玻璃微珠15-27份、气凝胶13-23份、膨胀珍珠岩21-35份、纳米碳化硅16-22份、氧化镁12-24份、蛭石19-25份、缓凝剂0.5-0.9份、引气剂0.4-0.6份、膨胀剂0.3-0.5份、减水剂0.3-0.7份和水8-12份。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、耐火性好、保温隔热性好和机械强度高的特点，有助于提高制备的保温材料的耐火性能和机械强度。
原料中添加了玻璃微珠，玻璃微珠具有质轻、导热系数低和化学稳定性好的优点。
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。
原料中添加了膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩具有保温隔热性好和稳定性好的优点。
原料中添加了纳米碳化硅，纳米碳化硅具有耐火性好、比表面积大、硬度高、耐磨性好和导热系数低的特点。
原料中添加了氧化镁，氧化镁具有良好的耐火性能。
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。
优选地，包括以下重量份数的原料：花岗岩粉25份、硅酸铝粉18份、岩棉10份、玻璃纤维6.5份、石英砂17份、碎石28份、水泥28份、膨润土23份、玻璃微珠21份、气凝胶18份、膨胀珍珠岩28份、纳米碳化硅19份、氧化镁18份、蛭石22份、缓凝剂0.7份、引气剂0.5份、膨胀剂0.4份、减水剂0.5份和水10份。
优选地，所述缓凝剂为糖蜜缓凝剂，减缓保温材料的硬化速度，增加保温材料混合时间，提高保温材料的强度。
优选地，所述引气剂为脂肪醇磺酸盐类引气剂，提高保温材料的原料流动性、可塑性以及降低保温材料成品的导热系数。
优选地，所述膨胀剂为硫铝酸钙膨胀剂，能够补偿保温材料在拌制过程中的收缩，大大提高保温材料结构的抗裂防水能力。
优选地，所述减水剂为木质素磺酸盐类减水剂，可以减少用水量的10-15％，改善保温材料的和易性。
优选地，所述保温材料还包括质量份数为9-13份的氧化铝，氧化铝有助于提高保温材料的防火性能。
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)先将步骤(2)中焙烧后的蛭石、花岗岩粉、硅酸铝粉、岩棉、陶瓷纤维、石英砂、碎石、水泥、膨润土、玻璃微珠、气凝胶、膨胀珍珠岩、纳米碳化硅和氧化镁加入到搅拌机中搅拌5-10min，再往搅拌机中加入剩余其他原料，继续搅拌20-30min，即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)中的混合浆料倒入模具内使用压制成型机压制成型，压力控制在0.9-1MPa，压制时间控制在30-40min，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。
本发明的有益效果是：
1、本发明解决了现有建材市场上缺少同时兼具抗压强度高、保温隔热效果好和防火效果好的特点的保温材料的问题。
2、本发明的原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、耐火性好、保温隔热性好和机械强度高的特点，有助于提高制备的保温材料的耐火性能和机械强度。
3、本发明的原料中添加了玻璃微珠，玻璃微珠具有质轻、导热系数低和化学稳定性好的优点。
4、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。
5、本发明的原料中添加了膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩具有保温隔热性好和稳定性好的优点。
6、本发明的原料中添加了纳米碳化硅，纳米碳化硅具有耐火性好、比表面积大、硬度高、耐磨性好和导热系数低的特点。
7、本发明的原料中添加了氧化镁，氧化镁具有良好的耐火性能。
8、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。
9、本发明中所述缓凝剂为糖蜜缓凝剂，减缓保温材料的硬化速度，增加保温材料混合时间，提高保温材料的强度。
10、本发明中所述引气剂为脂肪醇磺酸盐类引气剂，提高保温材料的原料流动性、可塑性以及降低保温材料成品的导热系数。
11、本发明中所述膨胀剂为硫铝酸钙膨胀剂，能够补偿保温材料在拌制过程中的收缩，大大提高保温材料结构的抗裂防水能力。
12、本发明中所述减水剂为木质素磺酸盐类减水剂，可以减少用水量的10-15％，改善保温材料的和易性。
13、本发明中所述保温材料还包括质量份数为9-13份的氧化铝，氧化铝有助于提高保温材料的防火性能。
具体实施方式
实施例1
一种保温材料，包括以下重量份数的原料：花岗岩粉25份、硅酸铝粉18份、岩棉10份、玻璃纤维6.5份、石英砂17份、碎石28份、水泥28份、膨润土23份、玻璃微珠21份、气凝胶18份、膨胀珍珠岩28份、纳米碳化硅19份、氧化镁18份、蛭石22份、缓凝剂0.7份、引气剂0.5份、膨胀剂0.4份、减水剂0.5份和水10份。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、耐火性好、保温隔热性好和机械强度高的特点，有助于提高制备的保温材料的耐火性能和机械强度。
原料中添加了玻璃微珠，玻璃微珠具有质轻、导热系数低和化学稳定性好的优点。
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。
原料中添加了膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩具有保温隔热性好和稳定性好的优点。
原料中添加了纳米碳化硅，纳米碳化硅具有耐火性好、比表面积大、硬度高、耐磨性好和导热系数低的特点。
原料中添加了氧化镁，氧化镁具有良好的耐火性能。
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。
缓凝剂为糖蜜缓凝剂，减缓保温材料的硬化速度，增加保温材料混合时间，提高保温材料的强度。
引气剂为脂肪醇磺酸盐类引气剂，提高保温材料的原料流动性、可塑性以及降低保温材料成品的导热系数。
膨胀剂为硫铝酸钙膨胀剂，能够补偿保温材料在拌制过程中的收缩，大大提高保温材料结构的抗裂防水能力。
减水剂为木质素磺酸盐类减水剂，可以减少用水量的10-15％，改善保温材料的和易性。
保温材料还包括质量份数为11份的氧化铝，氧化铝有助于提高保温材料的防火性能。
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)先将步骤(2)中焙烧后的蛭石、花岗岩粉、硅酸铝粉、岩棉、陶瓷纤维、石英砂、碎石、水泥、膨润土、玻璃微珠、气凝胶、膨胀珍珠岩、纳米碳化硅和氧化镁加入到搅拌机中搅拌5-10min，再往搅拌机中加入剩余其他原料，继续搅拌20-30min，即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)中的混合浆料倒入模具内使用压制成型机压制成型，压力控制在0.9-1MPa，压制时间控制在30-40min，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。
实施例2
一种保温材料，包括以下重量份数的原料：花岗岩粉20份、硅酸铝粉15份、岩棉7份、陶瓷纤维4份、石英砂13份、碎石22份、水泥15份、膨润土15份、玻璃微珠15份、气凝胶13份、膨胀珍珠岩21份、纳米碳化硅16份、氧化镁12份、蛭石19份、缓凝剂0.5份、引气剂0.4份、膨胀剂0.3份、减水剂0.3份和水8份。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、耐火性好、保温隔热性好和机械强度高的特点，有助于提高制备的保温材料的耐火性能和机械强度。
原料中添加了玻璃微珠，玻璃微珠具有质轻、导热系数低和化学稳定性好的优点。
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。
原料中添加了膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩具有保温隔热性好和稳定性好的优点。
原料中添加了纳米碳化硅，纳米碳化硅具有耐火性好、比表面积大、硬度高、耐磨性好和导热系数低的特点。
原料中添加了氧化镁，氧化镁具有良好的耐火性能。
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。
缓凝剂为糖蜜缓凝剂，减缓保温材料的硬化速度，增加保温材料混合时间，提高保温材料的强度。
引气剂为脂肪醇磺酸盐类引气剂，提高保温材料的原料流动性、可塑性以及降低保温材料成品的导热系数。
膨胀剂为硫铝酸钙膨胀剂，能够补偿保温材料在拌制过程中的收缩，大大提高保温材料结构的抗裂防水能力。
减水剂为木质素磺酸盐类减水剂，可以减少用水量的10-15％，改善保温材料的和易性。
保温材料还包括质量份数为9份的氧化铝，氧化铝有助于提高保温材料的防火性能。
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)先将步骤(2)中焙烧后的蛭石、花岗岩粉、硅酸铝粉、岩棉、陶瓷纤维、石英砂、碎石、水泥、膨润土、玻璃微珠、气凝胶、膨胀珍珠岩、纳米碳化硅和氧化镁加入到搅拌机中搅拌5-10min，再往搅拌机中加入剩余其他原料，继续搅拌20-30min，即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)中的混合浆料倒入模具内使用压制成型机压制成型，压力控制在0.9-1MPa，压制时间控制在30-40min，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。
实施例3
一种保温材料，包括以下重量份数的原料：花岗岩粉30份、硅酸铝粉21份、岩棉13份、陶瓷纤维9份、石英砂21份、碎石36份、水泥21份、膨润土31份、玻璃微珠27份、气凝胶23份、膨胀珍珠岩35份、纳米碳化硅22份、氧化镁24份、蛭石25份、缓凝剂0.9份、引气剂0.6份、膨胀剂0.5份、减水剂0.7份和水12份。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、耐火性好、保温隔热性好和机械强度高的特点，有助于提高制备的保温材料的耐火性能和机械强度。
原料中添加了玻璃微珠，玻璃微珠具有质轻、导热系数低和化学稳定性好的优点。
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。
原料中添加了膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩具有保温隔热性好和稳定性好的优点。
原料中添加了纳米碳化硅，纳米碳化硅具有耐火性好、比表面积大、硬度高、耐磨性好和导热系数低的特点。
原料中添加了氧化镁，氧化镁具有良好的耐火性能。
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。
缓凝剂为糖蜜缓凝剂，减缓保温材料的硬化速度，增加保温材料混合时间，提高保温材料的强度。
引气剂为脂肪醇磺酸盐类引气剂，提高保温材料的原料流动性、可塑性以及降低保温材料成品的导热系数。
膨胀剂为硫铝酸钙膨胀剂，能够补偿保温材料在拌制过程中的收缩，大大提高保温材料结构的抗裂防水能力。
减水剂为木质素磺酸盐类减水剂，可以减少用水量的10-15％，改善保温材料的和易性。
保温材料还包括质量份数为13份的氧化铝，氧化铝有助于提高保温材料的防火性能。
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)先将步骤(2)中焙烧后的蛭石、花岗岩粉、硅酸铝粉、岩棉、陶瓷纤维、石英砂、碎石、水泥、膨润土、玻璃微珠、气凝胶、膨胀珍珠岩、纳米碳化硅和氧化镁加入到搅拌机中搅拌5-10min，再往搅拌机中加入剩余其他原料，继续搅拌20-30min，即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)中的混合浆料倒入模具内使用压制成型机压制成型，压力控制在0.9-1MPa，压制时间控制在30-40min，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。
对比例1
一种保温材料，包括以下重量份的原料：花岗岩粉20份、硅酸铝粉21份、细砂23份、碎石30份、水泥18份和水7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)将全部原料放入到搅拌机中搅拌25-30min，即得搅拌后的混合浆料；
(3)将步骤(2)中的混合浆料倒入模具内使用压制成型机压制成型，压力控制在0.9-1MPa，压制时间控制在30-40min，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。
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。
3、一种保温材料及其制备方法，根据国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB862，测得的阻燃等级可以看出，实施例1-3的阻燃等级均优于对比例1，说明该保温材料的防火性好。
4、一种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，包括以下重量份数的原料：花岗岩粉20-30份、硅酸铝粉15-21份、岩棉7-13份、陶瓷纤维4-9份、石英砂13-21份、碎石22-36份、水泥15-21份、膨润土15-31份、玻璃微珠15-27份、气凝胶13-23份、膨胀珍珠岩21-35份、纳米碳化硅16-22份、氧化镁12-24份、蛭石19-25份、缓凝剂0.5-0.9份、引气剂0.4-0.6份、膨胀剂0.3-0.5份、减水剂0.3-0.7份和水8-12份。
2.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：花岗岩粉25份、硅酸铝粉18份、岩棉10份、玻璃纤维6.5份、石英砂17份、碎石28份、水泥28份、膨润土23份、玻璃微珠21份、气凝胶18份、膨胀珍珠岩28份、纳米碳化硅19份、氧化镁18份、蛭石22份、缓凝剂0.7份、引气剂0.5份、膨胀剂0.4份、减水剂0.5份和水10份。
3.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于：所述缓凝剂为糖蜜缓凝剂。
4.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于：所述引气剂为脂肪醇磺酸盐类引气剂。
5.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于：所述膨胀剂为硫铝酸钙膨胀剂。
6.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于：所述减水剂为木质素磺酸盐类减水剂。
7.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于：所述保温材料还包括质量份数为9-13份的氧化铝。
8.一种如权利要求1—7任意一项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)先将步骤(2)中焙烧后的蛭石、花岗岩粉、硅酸铝粉、岩棉、陶瓷纤维、石英砂、碎石、水泥、膨润土、玻璃微珠、气凝胶、膨胀珍珠岩、纳米碳化硅和氧化镁加入到搅拌机中搅拌5-10min，再往搅拌机中加入剩余其他原料，继续搅拌20-30min，即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)中的混合浆料倒入模具内使用压制成型机压制成型，压力控制在0.9-1MPa，压制时间控制在30-40min，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。
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