CN113103610A - 一种纳米介孔功能矿物复合绝热保温芯材的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米介孔功能矿物复合绝热保温芯材，它由下述方法制备：1）高分子有机材料制备；2）高分子有机材料覆膜：取酚醛树脂、纳米氧化锌、纳米氧化硅，混匀合成阻燃粘结剂；与份EPP发泡颗粒放入模箱中均匀搅拌，加入阻燃粘结剂，混合均匀；3）无机粉体矿物浆料制备：将粉体矿物加入反应釜，在反应釜中充分均匀搅拌加水，形成稠状的无机粉体矿物浆料；4）混料搅拌：将步骤2）覆膜后的发泡颗粒与无机粉体矿物浆料混合，注入混料箱，加入纳米介孔矿物搅拌5）熟化定型：步骤4）得到的混合料，于常温下加压，熟化；脱模形成块状，冷却；制备的保温芯材热值＜20，K值≤0.040w/m.k，氧指数＞30，憎水率99%以上。

Description

一种纳米介孔功能矿物复合绝热保温芯材的制备方法

技术领域

本发明属于新材料制备领域，具体涉及一种纳米介孔功能矿物复合绝热保温芯材的制备方法。

背景技术

在资源日益紧张的今天，节能环保是我们追逐的目标。保温材料的研究有助于节约资源，而且对目前严峻的环境问题如雾霾等有改善作用。

保温材料的特点是导热系数低，我国以导热系数（λ）的范围对保温材料定义，λ小于0.12W/(m·K)(温度≤359℃)的材料可称为保温材料。

目前我国应该用较多的保温材料可分为三大类：

一、有机类保温材料

有机类保温材料在我国应用最广泛，主要有EPS 板、XPS 板、PU以及酚醛树脂（PF）发泡材料等。有机保温材料的优点是导热系数低，吸水率低，容重小，缺点是易燃、使用长效性较差。

二、无机类保温材料

无机类保温材料在国内可供选择使用的较少，在国内主要使用的无机保温材料矿（岩）棉及加气混凝土、膨胀珍珠岩等。无机类材料不燃，但其容重大、导热系数高、吸水率较高。而且无机材料生产成本高、工艺复杂、施工难度高，另纤维材料会产生粉尘、细小纤维等物质，既污染环境又危害人体健康。

三、复合保温材料

因为有机保温材料、无机保温材料都存在着一定的缺点，复合保温材料的研究逐渐增多。目前，复合保温材料存在着一些问题，如力学强度低、导热系数高、阻燃等级达不到要求等。

发明内容

本发明目的是为解决现有保温材料力学强度低、导热系数高、阻燃等级达不到要求的问题，而提供一种纳米介孔功能矿物复合绝热保温芯材的制备方法。

一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，包括以下制备步骤：

1）高分子有机材料制备：

高分子有机材料EPP、EPS原生颗粒或再生料，进行发泡，发泡率不小于30倍，发泡过程中加入大分子量的金属或非金属氧化物；

2）高分子有机材料覆膜：有机树脂或硅质纳米气胶凝材料在模箱中进行均匀搅拌，合成阻燃粘结剂；加入步骤1）制备的高分子有机材料，混合均匀；

3）无机粉体矿物浆料制备：将无机超微硅酸盐矿物粉体加水，在反应釜中充分均匀搅拌，形成稠状的粉体矿物浆料；

4）将覆膜后的高分子有机材料与无机粉体矿物浆料按比例混合，同时注入混料箱，搅拌，同时加入纳米介孔矿物、聚酯乙醇、聚磷酸铵、憎水剂、激发剂；

5）常温下加压，其压缩行程为65—75%，送至熟化车间，在恒温60—95℃条件下，经熟化3-12小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放；

6）经自然晾置堆放3—5天；

所述的金属或非金属氧化物为氧化锌、氧化钙、三氧化二铁；所述的有机树脂为酚醛、脲醛或热熔胶；所述的硅质纳米气胶凝材料为纳米氧化锌、纳米氧化硅；所述的无机超微硅酸盐矿物粉体为硅酸盐水泥、白水泥、高岭土、海泡石、蛭石、硅藻土、硅酸钙。

所述的一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，包括以下制备步骤：

1）高分子有机材料制备：

将EPP原生颗粒，与氧化锌、氧化钙、三氧化二铁预发机发泡成EPP发泡颗粒，发泡率40—50倍；它们重量比为：氧化锌5—15%、氧化钙5—10%、三氧化二铁5—10%，余量为EPP原生颗粒；

或EPS原生颗粒，与氧化锌氧化钙、三氧化二铁预发机发泡成EPS发泡颗粒，发泡率40—50倍；它们重量比为：氧化锌1—5%、氧化钙2—5%、三氧化二铁5—10%，余量为EPS原生颗粒；

2）高分子有机材料覆膜

取酚醛树脂5—10%、纳米氧化锌3—5%、纳米氧化硅1—3%，在混合装置中，常温下搅拌，转速600—800转/min，混匀合成阻燃粘结剂；将上述阻燃粘结剂5-10份，步骤1）中高分子有机材料30-50份放入模箱中进行均匀搅拌，转速600—800转/min，使之混合均匀；

3）无机粉体矿物浆料制备：

将硅酸盐水泥10—15%、白水泥5—10%、高岭土10—20%、海泡石5—10%、蛭石5—10%、硅酸钙5—10%，余量为水，在反应釜中充分均匀搅拌，形成稠状的无机粉体矿物浆料；

4）将覆膜后的高分子有机材料与无机粉体矿物浆料按1：3.5的比例混合，同时注入混料箱，搅拌转速150-200转/min，同时加入纳米介孔矿物3—5%、聚酯乙醇＜1%、聚磷酸铵＜0.5%、憎水剂1—2%、激发剂1.5%；

5）常温下在模箱中加压，其压缩行程为65—70%，送至熟化车间，在恒温60—70℃条件下，经熟化3-6小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放；

6）经自然晾置堆放3—5天；

将覆膜后的EPP或EPS发泡颗粒20—30Kg与无机粉体矿物浆料20-70kg，同时注入混料箱，搅拌转速150-200转/分钟，同时加入孔径＜50-70nm的纳米介孔矿物、硅凝胶、纳米石墨、氧化锌、粒径≤30um的纤维及助剂聚酯乙醇＜1%、聚磷酸铵＜0.5%、憎水剂1—2%、激发剂1.5%。

所述的一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，包括以下制备步骤：

1）高分子有机材料制备：

将EPP原生颗粒，与氧化锌、氧化钙、三氧化二铁预发机发泡成EPP发泡颗粒，发泡率40—50倍；它们重量比为：氧化锌5—15%、氧化钙5—10%、三氧化二铁5—10%，余量为EPP原生颗粒；

或EPS原生颗粒，与氧化锌氧化钙、三氧化二铁预发机发泡成EPS发泡颗粒，发泡率40—50倍；它们重量比为：氧化锌1—5%、氧化钙2—5%、三氧化二铁5—10%，余量为EPS原生颗粒；

2）高分子有机材料覆膜

取酚醛树脂1-5%、纳米氧化锌5-10%、纳米氧化硅3-5%，在混合装置中，常温下搅拌，转速600—800转/min，混匀合成阻燃粘结剂；将上述阻燃粘结剂5-10份，步骤1）中高分子有机材料30-50份放入模箱中进行均匀搅拌，转速600—800转/min，使之混合均匀；

3）无机粉体矿物浆料制备：

将硅酸盐水泥20—30%、白水泥5—10%、高岭土5—10%、海泡石1—5%、蛭石1—5%、硅酸钙5—10%，余量为水，在反应釜中充分均匀搅拌，形成稠状的无机粉体矿物浆料；

4）将覆膜后的EPP发泡颗粒15—20Kg、EPS发泡颗粒40—50Kg与无机粉体矿物浆料10—40Kg，同时注入混料箱，搅拌转速150-200转/min，同时加入孔径＜100nm的纳米介孔矿物5—8%、硅凝胶＜50nm、纳米石墨＜100nm、氧化锌＜50nm、粒径≤60um纤维及助剂聚酯乙醇0.5—1%、聚磷酸铵＜0.5%、憎水剂2%、激发剂＜2%；

5）常温下在模箱中加压，其压缩行程为60—75%，送至熟化车间，在恒温65—75℃条件下，经熟化6-10小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放；

6）经自然晾置堆放5—7天。

所述的一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，包括以下制备步骤：

1）高分子有机材料制备：

EPS原生颗粒，与氧化锌氧化钙、三氧化二铁预发机发泡成EPS发泡颗粒，发泡率40—50倍；它们重量比为：氧化锌1—2%、三氧化二铁1—2%，余量为EPS原生颗粒；

2）高分子有机材料覆膜：

取酚醛树脂1-3%、纳米氧化锌5-10%、纳米氧化硅3-5%，在混合装置中，常温下搅拌，转速100-150转/min，混匀合成阻燃粘结剂；将上述阻燃粘结剂5-10份，步骤1）中高分子有机材料30-50份放入模箱中进行均匀搅拌，转速650-700转/min，加入阻燃粘结剂，转速调整为500-600转/min，使之混合均匀；

3）无机粉体矿物浆料制备：

将硅酸盐水泥30-50%、白水泥10—15%、硅藻土20—30%、硅酸钙10—15%，余量为水，在反应釜中充分均匀搅拌，形成稠状的无机粉体矿物浆料；

4）将覆膜后的EPS发泡颗粒10—15Kg与无机粉体矿物浆料90—120Kg，同时注入混料箱，搅拌转速100-150转/min，同时加入孔径＜100nm的纳米介孔矿物6—10%、硅凝胶，纳米石墨、粒径≤60um的纤维、及助剂聚酯乙醇0.6-1%、聚磷酸铵＜0.5%、憎水剂1—2%、激发剂1—2%；

5）常温下在模箱中加压，其压缩行程为60—70%，送至熟化车间，在恒温75—85℃条件下，经熟化8-10小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放；

6）经自然晾置堆放6—7天。

所述的一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，包括以下制备步骤：

1）高分子有机材料制备：

将EPP原生颗粒，与氧化锌预发机发泡成EPP发泡颗粒，发泡率60—80倍；它们重量比为：氧化锌5-15%、，余量为EPP原生颗粒；

或EPS原生颗粒，与氧化锌预发机发泡成EPS发泡颗粒，发泡率35—45倍；它们重量比为：氧化锌5-15%、余量为EPS原生颗粒；

2）高分子有机材料覆膜

取酚醛树脂3—5%、纳米氧化锌6—10%、纳米氧化硅3—5%，在混合装置中，常温下搅拌，转速600—800转/min，混匀合成阻燃粘结剂；将上述阻燃粘结剂5-10份，步骤1）中高分子有机材料30-50份放入模箱中进行均匀搅拌，转速150—200转/min，使之混合均匀；

3）无机粉体矿物浆料制备：

将硅酸盐水泥35—45%、蛭石5—10%、硅酸钙5—10%在反应釜中充分均匀搅拌加水，形成稠状的无机粉体矿物浆料；

4）将覆膜后的EPP发泡颗粒5—10Kg、覆膜后的EPS发泡颗粒5-7Kg与无机粉体矿物浆料90—110Kg，同时注入混料箱，搅拌转速100—150转/min，同时加入孔径＜100nm的纳米介孔矿物、粒径≤60um的纳米石墨纤维及助剂聚酯乙醇1%、聚磷酸铵0.2—0.5%、憎水剂1%、激发剂1—2%；

5）常温下在模箱中加压，其压缩行程为65—75%，送至熟化车间，在恒温85—95℃条件下，经熟化3-6小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放；

6）经自然晾置堆放7—10天。

本发明提供了一种纳米介孔功能矿物复合绝热保温芯材，它是由下述方法制备的：1）高分子有机材料制备：将65~98份EPP或EPS原生颗粒，与2~35份金属氧化物，经预发机发泡成EPP或EPS发泡颗粒；2）高分子有机材料覆膜：取酚醛树脂1~10份、纳米氧化锌3~10份、纳米氧化硅1~5份，在混合装置中，常温下搅拌，转速100~800转/分钟，混匀合成阻燃粘结剂；将上述阻燃粘结剂与100份EPP发泡颗粒放入模箱中均匀搅拌，转速100~800转/分钟，加入阻燃粘结剂，混合均匀；3）无机粉体矿物浆料制备：将粉体矿物加入反应釜，在反应釜中充分均匀搅拌加水，形成稠状的无机粉体矿物浆料；4）混料搅拌：将步骤2）覆膜后的EPP（或EPS）发泡颗粒与无机粉体矿物浆料按重量比10:2~7混合，注入混料箱，加入上述混合物重量分数3~8%纳米介孔矿物搅拌，转速150-200转/分钟；5）熟化定型：步骤4）得到的混合料，于常温下在模箱中加压，在60~95℃下，熟化3-12小时；脱模形成块状，冷却，得到一种纳米介孔功能矿物复合绝热保温芯材；制备的保温芯材热值＜20，K值≤0.040w/m.k，氧指数＞30，憎水率99%以上；发明有益效果：1）热工性能好。其导热系数可达到0.040w/m.k以下，至0.033w/m.k。在达到绝热防火标准的条件下，可满足高标准节能75%以上及低碳被动式房屋建筑要求；2）耐火等级高：经改性的复合材料，其EPP、EPS热塑材料低熔点（遇火135℃时即溶融），改性为高阻燃的难燃或不燃A级防火等级，其氧指数由28提升至32以上，热值由30以上降至最低在3以下。从源头消除了火灾隐患；3）抗冻性优。改性高分子复合材料，憎水率在99%以上，体积吸水率可达到6%以下，其耐候实验循环在80次以上；4）环保零排放。生产过程无废弃物排放，其加工废料可重复利用。在寿命终期，固废物中无有害物，可完全循环再利用；5）与建筑物同寿期。传统绝热材料其设计寿期在25年，而本发明改性复合材料寿期在30—50年，与建筑体同寿命，有助节能减排；6）适用性高。改性复合材料其性能优于传统的EPP、EPS、XPS、岩棉等，而工程造价与之相当，性价比甚优。

具体实施方式

实施例1

一种纳米介孔功能矿物复合绝热保温芯材，它是由下述方法制备的：

1、高分子有机材料制备

将65~85份EPP原生颗粒，与5~15份氧化锌、5~10份氧化钙、5~10份三氧化二铁，经预发机发泡成EPP发泡颗粒；EPP发泡颗粒可达到原生颗粒的30~45倍。

将70~88份EPS原生颗粒，与5~15份氧化锌、2~5份氧化钙、5~10份三氧化二铁，经预发机发泡成EPS发泡颗粒，EPS发泡颗粒可达到原生颗粒的40~50倍。

2、高分子有机材料覆膜

取酚醛树脂5~10份、纳米氧化锌3~5份、纳米氧化硅1~3份，在混合装置中，常温下搅拌，转速（600~800转/分钟），混匀合成阻燃粘结剂；将上述阻燃粘结剂5-10份与30-50份EPP发泡颗粒放入模箱中进行均匀搅拌，转速（600~800转/分钟），加入阻燃粘结剂，使之混合均匀。

3、无机粉体矿物浆料制备

按以下重量比加料：硅酸盐水泥（10~15%）、白水泥（5~10%）、高岭土（10~20%）、海泡石（5~10%）、蛭石（5~10%）、硅酸钙（5~10%），余量为水；上述的粉体矿物加入反应釜，在反应釜中充分均匀搅拌加水，形成稠状的无机粉体矿物浆料。

4、混料搅拌

将覆膜后的EPP（或EPS）发泡颗粒（20~30Kg）与无机粉体矿物浆料按重量比10:2~7混合，同时注入混料箱，加入上述混合物重量分数3~5%纳米介孔矿物（孔径＜70nm），包括硅凝胶、纳米石墨、氧化锌、纤维（粒径≤30um）及助剂聚酯乙醇＜1%、聚磷酸铵＜0.5%、憎水剂1~2%、激发剂1.5%；搅拌，转速150-200转/分钟。

5、熟化定型

含有纳米介孔矿物材料的高分子有机改性材料与无机粉体矿物浆混合料，经充分搅拌，于常温下在模箱中加压（其压缩行程为65~70%），送至熟化车间，在恒温（60~70℃）条件下，经熟化3-6小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放，其块体体积一般为1.2mx1.2mx3m。

6、指标测定

经自然晾置堆放（3~5）天，性能稳定后，锯切后形成600mmx（600~1200mm）x（60~100mm）的高阻燃产品，可做装配式复合墙体芯体、金属装饰复合板芯材；依照标准测定方法，测定其热值＜20，K值为0.035w/m.k，氧指数＞30，憎水率99%以上。

实施例2

一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，它是由下述方法制备的：

1、高分子有机材料制备

将65~85份EPP原生颗粒，与5~15份氧化锌、5~10份氧化钙、5~10份三氧化二铁，经预发机发泡成EPP发泡颗粒；EPP发泡颗粒可达到原生颗粒的40~45倍。

将65~85份EPS原生颗粒，与5~15份氧化锌、5~10份氧化钙、5~10份三氧化二铁，经预发机发泡成EPS发泡颗粒，EPS发泡颗粒可达到原生颗粒的30~45倍。

2、高分子有机材料覆膜

取酚醛树脂1~5份、纳米氧化锌5~10份、纳米氧化硅3~5份，在混合装置中，常温下搅拌，转速（600~800转/分钟），混匀合成阻燃粘结剂；将上述阻燃粘结剂5-10份与30-50份EPP（或EPS）发泡颗粒放入模箱中进行均匀搅拌，转速（600—800转），加入阻燃粘结剂，使之混合均匀。

3、无机粉体矿物浆料制备

按以下重量比加料：硅酸盐水泥（20~30%）、白水泥（5~10%）、高岭土（5~10%）、海泡石（1~5%）、蛭石（1~5%）、硅酸钙（5~10%），余量为水；上述的粉体矿物加入反应釜，在反应釜中充分均匀搅拌加水，形成稠状的无机粉体矿物浆料。

4、混料搅拌

将覆膜后的EPP发泡颗粒（15~25Kg）、EPS发泡颗粒（15~20Kg）与无机粉体矿物浆料（10~40Kg），同时注入混料箱，加入上述混合物质重量分数5~8%的纳米介孔矿物（孔径＜100nm），包括硅凝胶（＜50nm）、纳米石墨（＜100nm）、氧化锌（＜50nm）、纤维（粒径≤60um）及助剂聚酯乙醇（0.5~1%）、聚磷酸铵（＜0.5%）、憎水剂（2%）、激发剂（＜2%）；搅拌，转速150-200转/分钟。

5、熟化定型

含有纳米介孔矿物材料的高分子有机改性材料与无机粉体矿物浆混合料，经充分搅拌，于常温下在模箱中加压（其压缩行程为60~75%），送至熟化车间，在恒温（65~75℃）条件下，经熟化6-12小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放，其块体体积一般为1.2mx1.2mx3m。

6、指标测定

经自然晾置堆放（5~7）天，性能稳定后，锯切后形成600mmx（600~1200mm）x（60~100mm）的高阻燃产品，可做装配式复合墙体芯体、金属装饰复合板芯材；依照标准测定方法，测定其热值＜10，K值为≤0.040w/m.k，氧指数＞（32），憎水率（99.9%），抗拉强度＞0.12mPa，软化系数≥6%，吸水率≤6%，抗冻性≥50次。

实施例3

一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，它是由下述方法制备的：

1、高分子有机材料制备

将96~98份EPS原生颗粒，与1~2份氧化锌、1~2份三氧化二铁，经预发机发泡成EPS发泡颗粒，EPS发泡颗粒可达到原生颗粒的30~50倍。

2、高分子有机材料覆膜

取酚醛树脂1~3份、纳米氧化锌5~10份、纳米氧化硅3~5份，在混合装置中，常温下搅拌，转速（100~150转/分钟），混匀合成阻燃粘结剂；将阻燃粘结剂5-10份与30-50份EPS发泡颗粒放入模箱中进行均匀搅拌，转速650~700转/分钟，加入阻燃粘结剂，转速调整为550-600转/分钟，使之混合均匀。

3、无机粉体矿物浆料制备

按重量比硅酸盐水泥（30~50%）、白水泥（10~15%）、硅藻土（20~30%）、硅酸钙（10~15%）加入反应釜，在反应釜中充分均匀搅拌加水，形成稠状的无机粉体矿物浆料。

4、混料搅拌

将覆膜后的10~15Kg EPS发泡颗粒与90-120Kg无机粉体矿物浆料混合，同时注入混料箱，加入发泡颗粒重量分数6~10%纳米介孔矿物（孔径＜100nm），包括硅凝胶、纳米石墨、纤维（粒径≤60um）、及助剂聚酯乙醇（≤1%）、聚磷酸铵（＜0.5%）、憎水剂（1~2%）、激发剂（1~2%）；搅拌，转速100-150转/分钟。

5、熟化定型

含有纳米介孔矿物材料的高分子有机改性材料与无机粉体矿物浆混合料，经充分搅拌，于常温下在模箱中加压（其压缩行程为60~70%），送至熟化车间，在恒温（75~85℃）条件下，经熟化3-6小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放，其块体体积一般为1.2mx1.2mx3m。

6、指标测定

经自然晾置堆放（6~7）天，性能稳定后，锯切后形成600x600x（50—1200）mm；依照标准测定方法，测定其K值≤0.040w/m.k，氧指数＞34，憎水率99%以上，软化系数＞7，体积吸水率＜5%，抗拉强度＞0.15MPa，耐候性实验检测＞80~100次。适用于金属外墙装饰一体板芯材，民用建筑免拆模板芯材及外墙薄抹灰***；地下冷库、冷藏车、农业现代化保温大棚等。

实施例4

一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，它是由下述方法制备的：

1、高分子有机材料制备

将85~95份EPP原生颗粒（或再生料）与5~15份氧化锌，经预发机发泡成EPP发泡颗粒；EPP发泡颗粒可达到原生颗粒的60~80倍。

将85~95份EPS原生颗粒（或再生料）与5~15份氧化锌，经预发机发泡成EPS发泡颗粒，EPS发泡颗粒可达到原生颗粒的35~45倍。

2、高分子有机材料覆膜

取酚醛树脂3~5份、纳米氧化锌3~5份、纳米氧化硅5份，在混合装置中，常温下搅拌，转速（100~150转/分钟），混匀合成阻燃粘结剂；将阻燃粘结剂5-10份与30-50份EPP（或EPS）发泡颗粒放入模箱中进行均匀搅拌，转速150~200转/分钟），加入阻燃粘结剂，转速调整为100转/分钟，使之混合均匀。

3、无机粉体矿物浆料制备

按以下重量比加料：硅酸盐水泥（35~45%）、蛭石（1~5%）、硅酸钙（5~10%），余量为水；上述的粉体矿物加入反应釜，在反应釜中充分均匀搅拌加水，形成稠状的无机粉体矿物浆料。

4、混料搅拌

将覆膜后的EPP发泡颗粒（5~10Kg）、EPS发泡颗粒（5~7Kg）与无机粉体矿物浆料（90~110Kg），同时注入混料箱，加入上述混合物质重量分数5~8%的纳米介孔矿物（孔径＜100nm），包括纳米石墨纤维（粒径≤60um）及助剂聚酯乙醇（0.5%）、聚磷酸铵（0.2~0.5%）、憎水剂（1%）、激发剂（1~2%）；搅拌，转速100-150转/分钟。

5、熟化定型

含有纳米介孔矿物材料的高分子有机改性材料与无机粉体矿物浆混合料，经充分搅拌，于常温下在模箱中加压（其压缩行程为65~75%），送至熟化车间，在恒温（85~95℃）条件下，经熟化6小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放，其块体体积一般为1.2mx1.2mx3m。

6、指标测定

经自然晾置堆放（7~10）天，性能稳定后，锯切分割成（800—1000mm）x（4000—6000mm）x（600—1100mm）与金属镀锌板或铝板双面复合，形成夹心复合装饰板，用于装配式工业厂房或大型可移动临时建筑，其热值＜3，K值为0.044~0.048w/m.k，氧指数＞36，憎水率99%以上，压折比≤3，抗压强度0.15m,耐候性循环≥80次，线性收缩率＜1%。燃烧等级为A级，Pm5排放＜3mg/立方米。

对比例1

一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，它是由下述方法制备的：

1、高分子有机材料制备

将85~95份EPP原生颗粒，与5~15份氧化锌经预发机发泡成EPP发泡颗粒；EPP发泡颗粒可达到原生颗粒的30~45倍。

2、高分子有机材料覆膜

取酚醛树脂1~5份、纳米氧化锌5~10份、纳米氧化硅3~5份，在混合装置中，常温下搅拌，转速（600~800转/分钟），混匀合成阻燃粘结剂；将上述阻燃粘结剂与100份EPP发泡颗粒放入模箱中进行均匀搅拌，转速（600~800转/分钟），加入阻燃粘结剂，使之混合均匀。

3、无机粉体矿物浆料制备

按以下重量比加料：硅酸盐水泥（10~15%）、白水泥（5~10%）、高岭土（10~20%）、海泡石（5~10%）、蛭石（5~10%）、硅酸钙（5~10%），余量为水；上述的粉体矿物加入反应釜，在反应釜中充分均匀搅拌加水，形成稠状的无机粉体矿物浆料。

4、混料搅拌

将覆膜后的EPP发泡颗粒（5Kg）与无机粉体矿物浆料混合，同时注入混料箱，加入上述混合物重量分数3~5%纳米介孔矿物（孔径＜70nm），包括硅凝胶、纳米石墨、氧化锌、纤维（粒径≤30um）及助剂聚酯乙醇（＜1%）、聚磷酸铵（＜0.5%）、憎水剂（1~2%）、激发剂（1.5%）；搅拌，转速150-200转/分钟。

5、熟化定型

含有纳米介孔矿物材料的高分子有机改性材料与无机粉体矿物浆混合料，经充分搅拌，于常温下在模箱中加压（其压缩行程为65~70%），送至熟化车间，在恒温（60~70℃）条件下，经熟化3-6小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放，其块体体积一般为1.2mx1.2mx3m。

6、指标测定

经自然晾置堆放3~5天，性能稳定后，锯切后形成600mmx（600~1200mm）x（60~100mm）的产品；依照标准测定方法，测定其热值＜0.15，导热系数K＞0.055w/m.k,氧指数＞30，憎恨水率＞90%。由此可见，当EPP有机发泡颗粒过低（＜5%）时，其主要节能保温指标有巨大的变化，减低55%以上，这意味着，会产生巨大的资源损耗。同样，EPP换成EPS时，节能传热系数出现同样的效果，其K值在0.06w/m.k,可见EPP有机物含量与无机物的比值有着极为密切的关系。

对比例2

以实施例1为例，改变纳米氧化锌，纳米氧化硅的使用量，具体步骤如下：

1、高分子有机材料制备

将65~85份EPP原生颗粒，与5~15份氧化锌、5~10份氧化钙、5~10份三氧化二铁，经预发机发泡成EPP发泡颗粒；EPP发泡颗粒可达到原生颗粒的30~45倍。

将70~88份EPS原生颗粒，与5~15份氧化锌、2~5份氧化钙、5~10份三氧化二铁，经预发机发泡成EPS发泡颗粒，EPS发泡颗粒可达到原生颗粒的40~50倍。

2、高分子有机材料覆膜

取酚醛树脂5~10份、纳米氧化锌0~1份、纳米氧化硅0~1份，在混合装置中，常温下搅拌，转速（600~800转/分钟），混匀合成阻燃粘结剂；将上述阻燃粘结剂与100份EPP发泡颗粒放入模箱中进行均匀搅拌，转速（600~800转/分钟），加入阻燃粘结剂，使之混合均匀。

3、无机粉体矿物浆料制备

按以下重量比加料：硅酸盐水泥（10~15%）、白水泥（5~10%）、高岭土（10~20%）、海泡石（5~10%）、蛭石（5~10%）、硅酸钙（5~10%），余量为水；上述的粉体矿物加入反应釜，在反应釜中充分均匀搅拌加水，形成稠状的无机粉体矿物浆料。

4、混料搅拌

将覆膜后的EPP（或EPS）发泡颗粒（20~30Kg）与无机粉体矿物浆料按重量比10:2~7混合，同时注入混料箱，加入上述混合物重量分数3~5%纳米介孔矿物（孔径＜70nm），包括硅凝胶、纳米石墨、氧化锌、纤维（粒径≤30um）及助剂聚酯乙醇＜1%、聚磷酸铵＜0.5%、憎水剂1~2%、激发剂1.5%；搅拌，转速150-200转/分钟。

5、熟化定型

含有纳米介孔矿物材料的高分子有机改性材料与无机粉体矿物浆混合料，经充分搅拌，于常温下在模箱中加压（其压缩行程为65~70%），送至熟化车间，在恒温（60~70℃）条件下，经熟化3-6小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放，其块体体积一般为1.2mx1.2mx3m。

6、指标测定

经自然晾置堆放（3~5）天，性能稳定后，锯切后形成600mmx（600~1200mm）x（60~100mm）的产品，；依照标准测定方法，测定其传热系数明显加大，k＞0.050w/m.k。

对比例3

以实例1为例，所述加工方法不变；

调整步骤4中部分物质的添加量，聚酯乙醇添加量在0.2-0.4%、憎水剂添加量调整为0.8%以下，激发剂＞4%或＜1%时，其所制备的产品指标依然发生巨大变化，导热系数值明显升高，k＞0.048w/m.k，吸水率升高，达＞10%，抗拉强度＜0.1mPa，抗冻性低于15次，脆性明显加大，掉粉现象严重，产品性能达不到行业测试标准。

Claims (7)

1.一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，包括以下制备步骤：

1）高分子有机材料制备：

高分子有机材料EPP、EPS原生颗粒或再生料，进行发泡，发泡率不小于30倍，发泡过程中加入大分子量的金属或非金属氧化物；

2）高分子有机材料覆膜：有机树脂或硅质纳米气胶凝材料在模箱中进行均匀搅拌，合成阻燃粘结剂；加入步骤1）制备的高分子有机材料，混合均匀；

3）无机粉体矿物浆料制备：将无机超微硅酸盐矿物粉体加水，在反应釜中充分均匀搅拌，形成稠状的粉体矿物浆料；

4）将覆膜后的高分子有机材料与无机粉体矿物浆料按比例混合，同时注入混料箱，搅拌，同时加入纳米介孔矿物、聚酯乙醇、聚磷酸铵、憎水剂、激发剂；

5）常温下加压，其压缩行程为65—75%，送至熟化车间，在恒温60—95℃条件下，经熟化3-12小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放；

6）经自然晾置堆放3—5天。

2.根据权利要求1所述的一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，其特征在于：

所述的金属或非金属氧化物为氧化锌、氧化钙、三氧化二铁；所述的有机树脂为酚醛、脲醛或热熔胶；所述的硅质纳米气胶凝材料为纳米氧化锌、纳米氧化硅；所述的无机超微硅酸盐矿物粉体为硅酸盐水泥、白水泥、高岭土、海泡石、蛭石、硅藻土、硅酸钙。

3.根据权利要求1所述的一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，其特征在于：

1）高分子有机材料制备：

将EPP原生颗粒，与氧化锌、氧化钙、三氧化二铁预发机发泡成EPP发泡颗粒，发泡率40—50倍；它们重量比为：氧化锌5—15%、氧化钙5—10%、三氧化二铁5—10%，余量为EPP原生颗粒；

或EPS原生颗粒，与氧化锌氧化钙、三氧化二铁预发机发泡成EPS发泡颗粒，发泡率40—50倍；它们重量比为：氧化锌1—5%、氧化钙2—5%、三氧化二铁5—10%，余量为EPS原生颗粒；

2）高分子有机材料覆膜

取酚醛树脂5—10%、纳米氧化锌3—5%、纳米氧化硅1—3%，在混合装置中，常温下搅拌，转速600—800转/min，混匀合成阻燃粘结剂；将上述阻燃粘结剂5-10份，步骤1）中高分子有机材料30-50份放入模箱中进行均匀搅拌，转速600—800转/min，使之混合均匀；

3）无机粉体矿物浆料制备：

将硅酸盐水泥10—15%、白水泥5—10%、高岭土10—20%、海泡石5—10%、蛭石5—10%、硅酸钙5—10%，余量为水，在反应釜中充分均匀搅拌，形成稠状的无机粉体矿物浆料；

4）将覆膜后的高分子有机材料与无机粉体矿物浆料按1：3.5的比例混合，同时注入混料箱，搅拌转速150-200转/min，同时加入纳米介孔矿物3—5%、聚酯乙醇＜1%、聚磷酸铵＜0.5%、憎水剂1—2%、激发剂1.5%；

5）常温下在模箱中加压，其压缩行程为65—70%，送至熟化车间，在恒温60—70℃条件下，经熟化3-6小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放；

6）经自然晾置堆放3—5天。

4.根据权利要求3所述的一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，其特征在于：将覆膜后的EPP或EPS发泡颗粒20—30Kg与无机粉体矿物浆料20-70kg，同时注入混料箱，搅拌转速150-200转/分钟，同时加入孔径＜50-70nm的纳米介孔矿物、硅凝胶、纳米石墨、氧化锌、粒径≤30um的纤维及助剂聚酯乙醇＜1%、聚磷酸铵＜0.5%、憎水剂1—2%、激发剂1.5%。

5.根据权利要求1所述的一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，其特征在于：

1）高分子有机材料制备：

将EPP原生颗粒，与氧化锌、氧化钙、三氧化二铁预发机发泡成EPP发泡颗粒，发泡率40—50倍；它们重量比为：氧化锌5—15%、氧化钙5—10%、三氧化二铁5—10%，余量为EPP原生颗粒；

或EPS原生颗粒，与氧化锌氧化钙、三氧化二铁预发机发泡成EPS发泡颗粒，发泡率40—50倍；它们重量比为：氧化锌1—5%、氧化钙2—5%、三氧化二铁5—10%，余量为EPS原生颗粒；

2）高分子有机材料覆膜

取酚醛树脂1-5%、纳米氧化锌5-10%、纳米氧化硅3-5%，在混合装置中，常温下搅拌，转速600—800转/min，混匀合成阻燃粘结剂；将上述阻燃粘结剂5-10份，步骤1）中高分子有机材料30-50份放入模箱中进行均匀搅拌，转速600—800转/min，使之混合均匀；

3）无机粉体矿物浆料制备：

将硅酸盐水泥20—30%、白水泥5—10%、高岭土5—10%、海泡石1—5%、蛭石1—5%、硅酸钙5—10%，余量为水，在反应釜中充分均匀搅拌，形成稠状的无机粉体矿物浆料；

4）将覆膜后的EPP发泡颗粒15—20Kg、EPS发泡颗粒40—50Kg与无机粉体矿物浆料10—40Kg，同时注入混料箱，搅拌转速150-200转/min，同时加入孔径＜100nm的纳米介孔矿物5—8%、硅凝胶＜50nm、纳米石墨＜100nm、氧化锌＜50nm、粒径≤60um纤维及助剂聚酯乙醇0.5—1%、聚磷酸铵＜0.5%、憎水剂2%、激发剂＜2%；

5）常温下在模箱中加压，其压缩行程为60—75%，送至熟化车间，在恒温65—75℃条件下，经熟化6-10小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放；

6）经自然晾置堆放5—7天。

6.根据权利要求1所述的一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，其特征在于：

1）高分子有机材料制备：

EPS原生颗粒，与氧化锌氧化钙、三氧化二铁预发机发泡成EPS发泡颗粒，发泡率40—50倍；它们重量比为：氧化锌1—2%、三氧化二铁1—2%，余量为EPS原生颗粒；

2）高分子有机材料覆膜：

取酚醛树脂1-3%、纳米氧化锌5-10%、纳米氧化硅3-5%，在混合装置中，常温下搅拌，转速100-150转/min，混匀合成阻燃粘结剂；将上述阻燃粘结剂5-10份，步骤1）中高分子有机材料30-50份放入模箱中进行均匀搅拌，转速650-700转/min，加入阻燃粘结剂，转速调整为500-600转/min，使之混合均匀；

3）无机粉体矿物浆料制备：

将硅酸盐水泥30-50%、白水泥10—15%、硅藻土20—30%、硅酸钙10—15%，余量为水，在反应釜中充分均匀搅拌，形成稠状的无机粉体矿物浆料；

4）将覆膜后的EPS发泡颗粒10—15Kg与无机粉体矿物浆料90—120Kg，同时注入混料箱，搅拌转速100-150转/min，同时加入孔径＜100nm的纳米介孔矿物6—10%、硅凝胶，纳米石墨、粒径≤60um的纤维、及助剂聚酯乙醇0.6-1%、聚磷酸铵＜0.5%、憎水剂1—2%、激发剂1—2%；

5）常温下在模箱中加压，其压缩行程为60—70%，送至熟化车间，在恒温75—85℃条件下，经熟化8-10小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放；

6）经自然晾置堆放6—7天。

7.根据权利要求1所述的一种纳米介孔功能矿物生产复合绝热保温芯材，其特征在于：

1）高分子有机材料制备：

将EPP原生颗粒，与氧化锌预发机发泡成EPP发泡颗粒，发泡率60—80倍；它们重量比为：氧化锌5-15%、，余量为EPP原生颗粒；

或EPS原生颗粒，与氧化锌预发机发泡成EPS发泡颗粒，发泡率35—45倍；它们重量比为：氧化锌5-15%、余量为EPS原生颗粒；

2）高分子有机材料覆膜

取酚醛树脂3—5%、纳米氧化锌6—10%、纳米氧化硅3—5%，在混合装置中，常温下搅拌，转速600—800转/min，混匀合成阻燃粘结剂；将上述阻燃粘结剂5-10份，步骤1）中高分子有机材料30-50份放入模箱中进行均匀搅拌，转速150—200转/min，使之混合均匀；

3）无机粉体矿物浆料制备：

将硅酸盐水泥35—45%、蛭石5—10%、硅酸钙5—10%在反应釜中充分均匀搅拌加水，形成稠状的无机粉体矿物浆料；

4）将覆膜后的EPP发泡颗粒5—10Kg、覆膜后的EPS发泡颗粒5-7Kg与无机粉体矿物浆料90—110Kg，同时注入混料箱，搅拌转速100—150转/min，同时加入孔径＜100nm的纳米介孔矿物、粒径≤60um的纳米石墨纤维及助剂聚酯乙醇1%、聚磷酸铵0.2—0.5%、憎水剂1%、激发剂1—2%；

5）常温下在模箱中加压，其压缩行程为65—75%，送至熟化车间，在恒温85—95℃条件下，经熟化3-6小时后，脱模形成块状半成品，并晾置堆放；

6）经自然晾置堆放7—10天。