CN112174605A - 一种外墙板用的石墨防火保温芯材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外墙板用的石墨防火保温芯材，其中保温芯材由水泥、硅灰、高效复合剂、石墨EPS颗粒、活性水组成，制备方法中将上述组分经多级搅拌后，再压制成型、静置硬化、脱模养护后制备得到成品。本发明具有不易燃、强度高的优点，在确保性能满足要求实现高强度的同时，经济性相对可观。

Description

一种外墙板用的石墨防火保温芯材及其制备方法
技术领域
本发明涉及外墙保温板芯材领域，具体是一种外墙板用的石墨防火保温芯材及其制备方法。
背景技术
当下外墙保温建筑施工领域多采用保温板薄抹灰外墙外保温***体系，其保温板芯材有的是有机材料，如EPS板，XPS板，聚氨酯板，酚醛树脂板等，这种保温芯材易燃，燃烧性能根本达不到A级防火要求。有的保温板芯材是无机材料，如珍珠岩板，岩棉板等，但这种板易吸水，强度低，安全性得不到保证。而采用薄石材作为保温芯材板造价高，或多或少影响推广使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种外墙板用的石墨防火保温芯材及其制备方法，以解决现有技术外墙保温板芯材存在的易燃、强度低的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种外墙板用的石墨防火保温芯材，其特征在于：由水泥、硅灰、高效复合剂、石墨EPS颗粒、活性水制备而成，水泥、硅灰、高效复合剂、石墨EPS颗粒、有机硅憎水剂、活性水的重量份为：
Figure BDA0002711442310000011
2、所述的一种外墙板用的石墨防火保温芯材，其特征在于：所述高效复合剂是经纳米化的有机膨润土、萘系高效减水剂、植物蛋白引气剂、高粘度树脂胶、锂基固化剂、相变材料二氧化硅气凝胶混合而成。各组分的重量份为：
Figure BDA0002711442310000012
Figure BDA0002711442310000021
所述的一种外墙板用的石墨防火保温芯材，其特征在于：所述水泥是PII复合硅酸盐水泥。
一种外墙板用的石墨防火保温芯材的制备方法，其特征在于：过程如下：
(1)、将水泥、硅灰、高效复合剂按各自重量份投入至一级搅拌机中进行预混均质化搅拌，得到预混物；
(2)、将相应重量份的活性水和步骤(1)得到的预混物加入至二级搅拌机中进行充分搅拌，同时向二级搅拌机中投入有机硅憎水剂，得到浆料；
(3)、将步骤(3)得到的浆料和相应重量份的石墨EPS颗粒加入至三级搅拌机中进行搅拌，得到颗粒浆料；
(4)、将步骤(3)得到的颗粒浆料匀速灌入至预制的模箱中，通过压机对模型内部进行压制成型，得到胚体；压力机公称压力8000～10000KN,公称压力行程13～20mm,滑块行程600～800mm,气垫力1500～2000KN,压力机连续行程功20～27吨·米，压缩比为9:8～9:4。
(5)、将步骤(4)得到的内有胚体的模箱静置，以使胚体硬化；
(6)、对步骤(5)静置后的模箱进行脱模，使硬化的胚体从模箱中脱出，然后将胚体码垛堆放并在室温环境下养护；
(7)、将步骤(6)养护后的胚体按要求尺寸进行切割，并对切割后的胚体正面、背面进行打磨，得到石墨匀质防火保温芯材。
所述的一种外墙板用的石墨防火保温芯材的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，搅拌时间控制在5-7分钟，搅拌为低速预混，转速为120r/min；
所述步骤(2)中，搅拌时间控制在5-6分钟，转速为800rmin；
所述步骤(3)中搅拌时间为7-9分钟，转速为500r/min。
所述的一种外墙板用的石墨防火保温芯材的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中三级搅拌机依次进行正反转搅拌，正转搅拌、反转搅拌的时间各占一半。
所述的一种外墙板用的石墨防火保温芯材的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，静置的环境温度控制在26-30℃，静置的时间为22-26小时。
所述的一种外墙板用的石墨防火保温芯材的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中，养护时间为12-16天。
本发明中由石墨EPS颗粒为保温基材，使用水泥为主要胶凝材料，通过添加硅灰、高效复合剂、有机硅憎水剂、活性水经搅拌，成型，压制，养护，脱模，等加工工艺制成保温芯材，是一种具有保温隔热(在受火状态下具有一定的形状保持能力且不产生熔融滴落物)功能的匀质板状制品。该保温芯材导热系数低，小于或等于0.046W/m.K，保温性能完全可以和岩棉板相媲美；且A2级防火不燃，抗压强度≥0.20兆帕，抗拉强度≥0.12兆帕，抗折强度≥0.20兆帕，体积吸水率≤8％，软化系数≥0.7，干燥收缩率≤0.3％，该保温芯材上下密度均匀，最大面密度偏差≤10％，不泛霜，不返潮，含水率≤8％，充分保证复合后的收缩小，变形系数极低，不翘曲。
与现有技术相比，本发明优点为：
本发明是石墨EPS颗粒作为基材的保温芯材，A级不燃，导热系数超低，抗拉强度≥0.12兆帕，抗压强度≥0.20兆帕。具有不易燃、强度高的优点，相对于岩棉板降低成本10％以上，在确保性能满足要求实现高强度的同时，经济性相对可观。
具体实施方式
一种外墙板用的石墨防火保温芯材，由水泥、硅灰、高效复合剂、石墨EPS颗粒、活性水制备而成，水泥、硅灰、高效复合剂、石墨EPS颗粒、有机硅憎水剂、活性水的重量份为：
Figure BDA0002711442310000031
其中，高效复合剂是经纳米化的有机膨润土、萘系高效减水剂、植物蛋白引气剂、高粘度树脂胶、锂基固化剂、相变材料二氧化硅气凝胶混合而成。各组分的重量份为：
Figure BDA0002711442310000041
本发明中，制成石墨匀质防火保温芯材1的各组分的重量份最优值如下：
Figure BDA0002711442310000042
高效复合剂各组分的重量份最优值为：
Figure BDA0002711442310000043
本发明中，构成石墨防火保温芯材的水泥是PII复合硅酸盐水泥。
本发明外墙板用的石墨防火保温芯材制备方法如下：
(1)、将水泥、硅灰、高效复合剂按各自重量份投入至一级搅拌机中进行预混均质化搅拌，搅拌速率100～150r/min,搅拌时间为5-7分钟，搅拌速率最优值是120r/min.搅拌时间最优值是7分钟。得到预混物；
(2)、将相应重量份的活性水和步骤(1)得到的预混物加入至二级搅拌机中进行充分搅拌，同时向二级搅拌机中投入有机硅憎水剂，搅拌速率控制在800～1000r/min,搅拌时间控制在5-6分钟，搅拌速率最优值为800r/min,搅拌时间最优值为6分钟，得到浆料：
(3)、将步骤(3)得到的浆料和相应重量份的石墨EPS颗粒加入至三级搅拌机中进行搅拌，搅拌速率为400～600r/min,搅拌时间为7-9分钟，搅拌速率最优值是500r/min,搅拌时间最优值是8分钟，其中三级搅拌机依次进行正反转搅拌，正转搅拌、反转搅拌的时间各占一半，即正转4分钟，反转4分钟，得到颗粒浆料；
(4)、将步骤(3)得到的颗粒浆料匀速灌入至预制的模箱中，模箱为不锈钢材料制成，通过压机对模型内部进行压制成型，得到胚体；压力机压力数据等工艺参数如下：公称压力8000～10000KN,公称压力行程13～20mm,滑块行程600～800mm,气垫力1500～2000KN,压力机连续行程功20～27吨·米，压缩比为9:8～9:4。其中最优值为：压力机公称压力8000KN,公称压力行程15mm,滑块行程650mm,气垫力1800KN,压力机连续行程功25吨·米，压缩比为9:6。
(5)、将步骤(4)得到的内有胚体的模箱静置，其中静置的环境温度控制在26-30℃，温度最优值为28℃，静置的时间为22-26小时，静置时间最优值为24小时，以使胚体硬化；
(6)、对步骤(5)静置后的模箱进行脱模，使硬化的胚体从模箱中脱出，然后将胚体码垛堆放并在室温环境下养护12-16天，养护时间最优值为14天；
(7)、将步骤(6)养护后的胚体按要求尺寸进行切割，并对切割后的胚体正面、背面进行打磨，得到石墨匀质防火保温芯材。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (8)

1.一种外墙板用的石墨防火保温芯材，其特征在于：由水泥、硅灰、高效复合剂、石墨EPS颗粒、有机硅憎水剂、活性水制备而成，水泥、硅灰、高效复合剂、石墨EPS颗粒、有机硅憎水剂、活性水的重量份为：
Figure FDA0002711442300000011
2.根据权利要求1所述的一种外墙板用的石墨防火保温芯材，其特征在于：所述高效复合剂是经纳米化的有机膨润土、萘系高效减水剂、植物蛋白引气剂、高粘度树脂胶、锂基固化剂、相变材料二氧化硅气凝胶混合而成。各组分的重量份为：
Figure FDA0002711442300000012
。
3.根据权利要求1所述的一种外墙板用的石墨防火保温芯材，其特征在于：所述水泥是PII复合硅酸盐水泥。
4.一种外墙板用的石墨防火保温芯材的制备方法，其特征在于：过程如下：
(1)、将水泥、硅灰、高效复合剂按各自重量份投入至一级搅拌机中进行预混均质化搅拌，得到预混物；
(2)、将相应重量份的活性水和步骤(1)得到的预混物加入至二级搅拌机中进行充分搅拌，同时向二级搅拌机中投入有机硅憎水剂，得到浆料；
(3)、将步骤(3)得到的浆料和相应重量份的石墨EPS颗粒加入至三级搅拌机中进行搅拌，得到颗粒浆料；
(4)、将步骤(3)得到的颗粒浆料匀速灌入至预制的模箱中，通过压机对模型内部进行压制成型，得到胚体；压力机公称压力8000KN,公称压力行程13mm,滑块行程800mm,气垫力1500KN,压力机连续行程功27吨·米，压缩比为3:2.。
(5)、将步骤(4)得到的内有胚体的模箱静置，以使胚体硬化；
(6)、对步骤(5)静置后的模箱进行脱模，使硬化的胚体从模箱中脱出，然后将胚体码垛堆放并在室温环境下养护；
(7)、将步骤(6)养护后的胚体按要求尺寸进行切割，并对切割后的胚体正面、背面进行打磨，得到石墨匀质防火保温芯材。
5.根据权利要求4所述的一种外墙板用的石墨防火保温芯材的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，搅拌时间控制在5-7分钟，搅拌为低速预混，转速为120r/min；
所述步骤(2)中，搅拌时间控制在5-6分钟，转速为800rmin；
所述步骤(3)中搅拌时间为7-9分钟，转速为500r/min。
6.根据权利要求4或5所述的一种外墙板用的石墨防火保温芯材的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中三级搅拌机依次进行正反转搅拌，正转搅拌、反转搅拌的时间各占一半。
7.根据权利要求4所述的一种外墙板用的石墨防火保温芯材的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，静置的环境温度控制在26-30℃，静置的时间为22-26小时。
8.根据权利要求4所述的一种外墙板用的石墨防火保温芯材的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中，养护时间为12-16天。
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