CN107605057A - 一种包括空心玻璃微珠的保温材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种建筑材料,具体涉及一种保温板,尤其是一种空心玻璃微珠保温板。本发明的保温板包含:闭孔空心玻璃微珠;增强材料;以及粘合剂。在一个具体实施中,所述闭孔空心玻璃微珠的粒径为10微米至2000微米,其用量为保温材料总重量的10‑90重量%,所述增强材料的用量为保温材料总重量的5‑85重量%,所述粘合剂的用量为保温材料总重量的5‑50重量%。本发明以闭孔空心玻璃微珠为保温材料的主体材料,海泡石粉或海泡石纤维为增强材料,普通硅酸盐水泥为粘合剂,制成的板材导热系数小于0.025,容重小于200kg/m3,抗压强度高,内结合力大,表面吸水率不大于0.6g/m2,防火等级A级,是一种轻质高强保温性能优异的安全材料。本发明还涉及由所述保温材料制成的保温板。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料,具体涉及一种保温材料,尤其是一种包括空心玻璃微珠的保温材料。
背景技术
现有的一种保温材料是珍珠岩保温材料,其以水泥或其他粘接剂将珍珠岩、蛭石等轻质保温材料粘接起来,通过浇筑或模压的方式制作而成轻质保温板材,这种板材抗折强度低,易碎,所以一般尺寸较小,通常尺寸只有300×600。这种保温板外侧需要加挂一层纤维网格布并单独抹一层防水抗裂砂浆层,最后再按照常规进行外墙找平粉刷和外墙装饰,结构形式复杂,施工效率低下。珍珠岩、蛭石为极易吸水材料,一旦吸水不仅失去保温效果,在寒冷地区必然导致保温层冻融破坏,这也是我国北方建筑表面破坏的主要形式之一,但措施得当保证外层防水质量时也可减少或避免这些危害的发生。
另一种保温材料为化学发泡保温建材,主要有聚苯乙烯、聚氨酯、酚醛树脂发泡板,聚苯乙烯、聚氨酯保温效果好,质地轻,但极其易燃,曾发生上海教师公寓等重大火灾,给国家和人民生命财产造成巨大损失,因此国家已明令禁止使用。酚醛板虽然耐火性能优异,但耐久性差,已逐步为市场所淘汰。聚苯乙烯、聚氨酯、酚醛树脂保温板与水泥砂浆结合力差,膨胀系数相差很大,因季节和昼夜引起的开裂、分离、脱落非常普遍。施工时同样需要在保温板外侧加挂一层纤维网格布并单独抹一层防水抗裂砂浆层,最后再按照常规进行外墙找平粉刷和外墙装饰,结构形式复杂,施工效率低。
再一种保温材料是发泡水泥板,其为水泥浆体通过化学或物理发泡后凝结而成,容重轻,保温效果一般,而且强度一般很难达到国家标准要求,易吸水,其危害性不言自明,施工时同样需要在保温板外侧加挂一层纤维网格布并单独抹一层防水抗裂砂浆层,最后再按照常规进行外墙找平粉刷和外墙装饰,结构形式复杂,施工效率低下。
还有一种保温材料是硅酸钙岩棉保温装饰一体板,主体结构为三明治形式,里外两层为硅酸钙板材,中间夹有一层岩棉喷胶压缩保温板,里外两层硅酸钙板与岩棉通过胶粘成为一个整体,外层硅酸钙板施以真石漆、氟碳漆等饰面面涂层,从而这样一个三明治结构特征的保温板成为保温装饰一体板材。该产品的优点是能够进行工厂化生产,易于统一质量标准和质量管理,简化现场施工工序、提高施工效率,但其施工管理和施工技术要求较高,板材接缝防水不能有任何疏漏,否则雨水一旦进入岩棉保温层就会自上而下逐渐扩宽流淌面,一层损害的起因可能在顶层,损害原因很难排查,更为严重的是岩棉吸水后强度急剧下降甚至塌陷,导致面层硅酸钙板失去支撑,极易在风力反复作用下脱落造成地面人员伤害,这样的质量事故屡见不鲜。
本领域仍需要具有良好防火防水性能的高强度保温材料。
发明内容
本发明提供了一种具有优良防火防水性能的保温材料。该保温材料包含:闭孔空心玻璃微珠;增强材料;以及粘合剂。
在一个具体实施中,所述闭孔空心玻璃微珠的粒径为10微米至2000微米,其用量为保温材料总重量的10-90重量%,所述增强材料的用量为保温材料总重量的5-85重量%,所述粘合剂的用量为保温材料总重量的5-50重量%。
保温材料的总重量意指基本上不含水的保温材料的重量。
优选地,所述闭孔空心玻璃微珠的粒径为10微米至500微米,其用量为保温材料总重量的20-85%,所述增强材料的用量为保温材料总重量的5-80%,所述粘合剂的用量为保温材料总重量的10-30%。
在一个具体实施中,所述增强材料为天然或人造纤维,如海泡石纤维、石棉、岩棉、硅酸铝纤维、玻璃纤维、涤纶纤维、聚丙烯纤维。
在一个优选实施例中,所述增强材料为海泡石纤维或海泡石粉末。
具体地,所述海泡石纤维的长度为2-15mm,所述海泡石粉末的粒径为20-200目。优选地,所述海泡石纤维的长度为8-12mm,所述海泡石粉末的粒径为50-100目。
本发明中的粘合剂可以是有机的,也可以是无机的,但优选无机粘合剂。所述无机粘合剂可以是水泥(如普通硅酸盐水泥)或具有良好防火性能的树脂水泥以及其他无机粘合材料。
本发明以闭孔空心玻璃微珠为保温材料的主体材料,海泡石粉或海泡石纤维为增强材料,普通硅酸盐水泥为粘合剂,制成的板材导热系数小于0.025,容重小于200kg/m3,抗压强度高,内结合力大,表面吸水率不大于0.6g/m2,防火等级A级,是一种轻质高强保温性能优异的安全材料。板材成型后经过养护、分切、检验、包装等工序,即可作为成品保温板材销售使用,也可根据实际需要将保温板材进一步做饰面处理,比如粘贴其他饰面材料或涂装处理,使其成为保温装饰一体板,进一步提高产品附加值,减少建筑施工现场工作量,提高建筑施工速度,保证施工质量。闭孔空心玻璃微珠天然防水,能承受几千个大气压的水压力,又是本发明保温板材的主要材料,所以即使该板材不做其他任何防水处理在浸水状态下只会导致保温性能略有降低,但不会失去保温性能,该板材只有海泡石和水泥粘接剂是吸水材料,但是经过添加剂作用减少、堵塞和阻断板材吸水毛细管道,特别是防水剂在材料颗粒表面形成拒水化学键,使该保温板具有优异的防水性能,从而避免冻融病害的发生。
为进一步提高空心玻璃微珠保温板的抗折、抗压和抗冲击强度,既可以在保温板达到一定强度后在其两面粘贴柔性或刚性增强材料,也可以在生产过程中在板材内部增加金属或其他网格增强材料。本发明中,可以薄型硅酸钙板、水泥压力板、氧化镁板等无机板材取代制作保温板的模板,作为与保温板材结合一体的依托基材板,所得产品抗折性能大大提高,产品破损率非常低,从而可获得良好的经济效益。
附图说明
图1是采用本发明的保温材料制成的一种保温板的示意图;
图2是采用本发明的保温材料制成的另一种保温板的示意图。
具体实施方式
为更清楚地理解本发明,现对本发明作进一步详细说明。应该理解,本发明的具体实施例仅为说明本发明用,并不构成对本发明的限制。本发明的保护范围由所附的权利要求书进行限定。
闭孔空心玻璃微珠一般粒径只有几十到几千微米,容重150-250Kg/m3,其闭孔薄壁空心球体结构使其具有抗压强度高、质量轻和优异的防火、防水、保温、耐磨性和耐候性,导热系数只有0.02左右,是目前已知无机材料中性能最为优异的轻质安全保温材料,被广泛应用于航海、航空航天、石油钻井等领域,但由于该材料价格昂贵以及应用技术原因,仅用于一些高价值或经济效益高的领域。
海泡石是一种具层链状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物,质轻、隔热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射及热稳定好,可抗1500-1700℃高温,被广泛应用于建材、化工、机械制造、食品医药等领域。
本发明以闭孔空心玻璃微珠为保温材料的主体材料,用适量的海泡石粉或海泡石纤维作为增强材料,并采用粘合剂粘合,通过上述材料的协同作用,形成一种新型防火、防水、质量轻、高强度的保温材料。该保温材料可制成板材,从而用作保温板材,相比现有的保温材料不但成本低,且性能更好。
本发明的闭孔空心玻璃微珠的粒径的范围为10微米至2000微米。所述闭孔空心玻璃微珠可商购获得,如得自郑州圣莱特空心微珠新材料有限公司或上海叶兹建筑新材料有限公司的空心玻璃微珠。
本发明的增强材料可为天然或人造纤维,如海泡石纤维、石棉、岩棉、硅酸铝纤维、玻璃纤维、涤纶纤维、聚丙烯纤维。在海泡石作为增强材料的情况下,除了其可以纤维的形式使用外,还可以粉末的形式使用。本发明中使用的海泡石纤维的长度的范围优选为8-12mm,海泡石粉末的尺寸为20-200目,优选50-100目。所述海泡石纤维或粉末可商购获得,如得自石家庄市华峰矿业有限公司的海泡石纤维或粉末。本发明的海泡石纤维或粉末可有效弥补单纯采用闭孔空心玻璃微珠所带来的强度不足问题,从而获得强度性能更有益的保温材料。同时,海泡石纤维或粉末还是一种耐高温的隔热材料,且质量轻,与本发明的闭孔空心玻璃微珠相互作用,可进一步提升保温材料的防火性能,且使得获得的保温材料质量轻。
本发明的粘合剂可以是有机的,也可以是无机的,但优选无机粘合剂。所述无机粘合剂可以是水泥(如普通硅酸盐水泥或菱镁水泥)或具有良好防火性能的树脂水泥以及其他无机粘接材料。
本发明中,所述闭孔空心玻璃微珠的粒径为10微米至2000微米,其用量范围为保温材料总重量的10-90重量%,所述增强材料的用量为保温材料总重量的5-85重量%,所述粘合剂的用量为保温材料总重量的5-50重量%。
保温材料的总重量意指基本上不含水的保温材料的重量。
优选地,所述闭孔空心玻璃微珠的粒径为10微米至500微米,其用量为保温材料总重量的20-85%,所述增强材料的用量为保温材料总重量的5-80%,所述粘合剂的用量为保温材料总重量的10-30%。
优选地,所述粘合剂的用量范围为所述闭孔空心玻璃微珠和所述增强材料重量之和的15-40%,以保证保温材料具有尽可能低的吸水性。
另外,为提高本发明的保温材料的和易性、保型能力、防水性能、早期强度和缩短脱模时间,还可添加石膏和氧化钙等促凝剂,木质素黄酸钙等减水剂、氯化钙等早强剂、甲基硅酸钠等防水剂。以本发明的保温材料的总重量计,所述促凝剂的加入量为1-5重量%,所述减水剂的加入量为0.1-2重量%,所述早强剂的加入量为0.1-2重量%,所述防水剂的量为0.1-5重量%。
由于闭孔空心玻璃微珠天然防水,能承受几千个大气压的水压力,又是本发明保温材料如板材的主要材料,所以即使该板材不做其他任何防水处理在浸水状态下只能导致保温性能略有降低,但不会失去保温性能,该板材只有海泡石和水泥粘接剂是吸水材料,但是采用减水剂时,经过减水剂作用减少、堵塞和阻断板材吸水毛细管道,特别是减水剂在材料颗粒表面形成拒水化学键,使该保温板具有优异的防水性能,从而避免冻融病害的发生。
为进一步提高空心玻璃微珠保温板的抗折、抗压和抗冲击强度,可以在保温板达到一定强度后在其两面粘贴柔性或刚性增强材料,如图1所示。在图1中,复合保温板100除了包括由本发明的保温材料制成的保温板10外,还包括在其上下两面上复合的增强材料20,如但不限于金属或其他网格增强材料。作为另外一种选择,也可以在生产过程中在板材内部增加金属或其他网格增强材料。在另一种实施方式中,本发明以薄型硅酸钙板、水泥压力板或氧化镁板20’等无机板材取代制作保温板的模板,作为与本发明中的保温板材10’结合一体的依托基材板,所获得产品100’(如图2所示)抗折性能大大提高,产品破损率非常低。
实施例1
本发明的保温材料配方如下表1:
表1
按上述表列1-10材料顺序称量好倒入搅拌桶,搅拌均匀待用。再按表列18称量水倒入另一搅拌桶,按上述表列10-17材料顺序称量好倒入盛水搅拌桶中,搅拌均匀,最后将混合液倒入第一个搅拌桶内,搅拌均匀。取一块1300×2500ABS塑料模板,喷涂脱模剂,在模板上通过制板机制作1200×2400×12保温大板一块,6天后去掉四周250mm保温板,再截取抗折试样,试样尺寸100×300×12;截取抗压和内结合强度以及吸水率试样尺寸50×50×12。所有试样一起放入60%相对湿度、温度65℃养护箱内养护7天。测试抗压和内结合强度时,用得自深圳科佳胶粘材料公司的AB胶将试块对齐粘结到拉力块上,所有试块放置室内阴凉处24小时后开始检验。吸水率检测前3天将试块从养护箱内取出放在室内阴凉处自然回潮,称重记录,用铁块将试样压入盛有1000毫升水的烧杯中,36小时取出擦干表面水份,室温阴干称重记录。实验结果示于表1中。
实施例2
本发明的保温材料配方如下表2:
表中微硅粉的规格90含量意指二氧化硅的含量为90%,其余为杂质。其它实施例同。
表2
各组分加入混合顺序描述:按上述表列4、5、7、8材料顺序称量好倒入搅拌桶,搅拌均匀待用。再按表列18称量水倒入另一搅拌桶,按上述表列11-17材料顺序称量好倒入盛水搅拌桶中,搅拌均匀,最后将混合液倒入第一个搅拌桶内,搅拌均匀。取一块1300×2500ABS塑料模板,喷涂脱模剂,在模板上通过制板机制作1200×2400×200入混合顺保温大板一块,6天后去掉四周250mm,再截取抗折试样,试样尺寸100取抗折试样,试;截取抗压和内结合强度以及吸水率试样尺寸50抗压和内结合。所有试样一起放入60%相对湿度、温度65℃养护箱内养护7天。测试抗压和内结合强度时,用得自深圳科佳胶粘材料公司的AB胶将试块对齐粘结到拉力块上,所有试块放置室内阴凉处24小时后开始检验。吸水率检测前3天将试块从养护箱内取出放在室内阴凉处自然回潮,称重记录,用铁将试样压入盛有1000毫升水的烧杯中,36小时取出擦干表面水份,室温阴干称重记录。实验结果示于表2中。
实施例3
本发明的保温材料配方如下表3:
表3
按上述表列1、2、3、4、5、7、8、10材料顺序称量好倒入搅拌桶,搅拌均匀待用。再按表列18称量水倒入另一搅拌桶,按上述表列11-17材料顺序称量好倒入盛水搅拌桶中,搅拌均匀,最后将混合液倒入第一个搅拌桶内,搅拌均匀。取一块1300×2500ABS塑料模板,喷涂脱模剂,在模板上通过制板机制作1200×2400×12保温大板一块,6天后去掉四周250mm,再截取抗折试样,试样尺寸100×300×12;截取抗压和内结合强度以及吸水率试样尺寸50×50×12。所有试样一起放入60%相对湿度、温度65℃养护箱内养护7天。测试抗压和内结合强度时,用得自深圳科佳胶粘材料公司的AB胶将试块对齐粘结到拉力块上,所有试块放置室内阴凉处24小时后开始检验。吸水率检测前3天将试块从养护箱内取出放在室内阴凉处自然回潮,称重记录,用铁将试样压入盛有1000毫升水的烧杯中,36小时取出擦干表面水份,室温阴干称重记录。实验结果示于表3中。
前述实施例并不旨在限制权利要求书的保护范围,而是旨在描述本发明的示例性实施方式。
上述实施例中所给出的顺序仅是示例性的,并不表示本发明必须采用实施例中所给出的具体顺序来实施。
应当理解,对本申请所述的优选实施例的各种修改和变型对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。可在不脱离本发明的精神和范围且不减损其伴随的优点的情况下做出此类修改和变型。因此,此类修改和变型同属于所附权利要求书涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种保温材料,包含:闭孔空心玻璃微珠,增强材料,以及无机粘合剂;所述闭孔空心玻璃微珠的粒径为10微米至2000微米,其用量为保温材料总重量的10-90重量%,所述增强材料的用量为保温材料总重量的5-85重量%,所述粘合剂的用量为保温材料总重量的5-50重量%。
2.根据权利要求1所述的保温材料,其特征在于:所述闭孔空心玻璃微珠的粒径为10微米至500微米,其用量为保温材料总重量的20-85%,所述增强材料的用量为保温材料总重量的5-80%,所述粘合剂的用量为保温材料总重量的10-30%。
3.根据权利要求1或2所述的保温材料,其特征在于:所述增强材料选自海泡石、石棉、岩棉、硅酸铝纤维、玻璃纤维、涤纶纤维、聚丙烯纤维。
4.根据权利要求3所述的保温材料,其特征在于:所述海泡石为海泡石纤维或海泡石粉末。
5.根据权利要求4所述的保温材料,其特征在于:所述海泡石纤维的长度为2-15mm,所述海泡石粉末的粒径为20-200目。
6.根据权利要求5所述的保温材料,其特征在于:所述海泡石纤维的长度为8-12mm,所述海泡石粉末的粒径为50-100目。
7.根据权利要求1或2所述的保温材料,其特征在于:所述粘合剂为水泥或树脂水泥。
8.根据权利要求7所述的保温材料,其特征在于:所述水泥的用量范围为所述闭孔空心玻璃微珠和所述保温材料重量之和的15-40%。
9.一种保温板,所述保温板包括权利要求1-8中任一项所述的保温材料。
10.根据权利要求9所述的保温板,所述保温板还包括复合于所述保温板上下两面上的金属或其他网格增强材料;或者所述保温板在其上下两面的任一面上复合有硅酸钙板、水泥压力板或氧化镁板。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180119 |
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