CN113443880B - 一种轻质防水保温板及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻质防水保温板及其制备工艺，属于建筑材料技术领域。其中一种轻质防水保温板包括以下重量份数的原料：水泥280‑350份、轻质无机材料110‑165份、粉煤灰20‑40份、硅灰10‑15份、石英颗粒A 100‑130份、膨润土10‑15份、石英颗粒B 60‑90份、纤维6‑10份和助剂6‑14份；本发明通过对漂珠的预处理，可以降低轻质防水保温板的吸水率的同时，还可以保证保温板的保温性能，解决了大多数保温板防水性能差的问题。

Description

一种轻质防水保温板及其制备工艺

技术领域

本发明涉及保温板技术领域，尤其涉及一种轻质防水保温板及其制备工艺。

背景技术

随着我国经济建设的发展和对工作与居住环境的改善，建筑行业对保温板的要求越来越高。目前，保温板一般为疏松的、多孔状的物质，内部含有相对静止的空气，使得保温板内部空气不产生对流，从而使得保温板可以起到良好的保温效果。

同时，疏松多孔的保温板一般吸水率较高，当保温板受潮，水分浸入保温板内部时，保温板内部的空气被水分替代。由于水的导热系数要比空气的导热系数大20倍。因此，受潮后的保温板，导热性能明显增强，保温性能则大幅降低，且保温板的含水量越高，保温性能越低。

大多数的保温板生产商很难做到一款防水性能较好的保温板。在极端天气中，雨水容易流入保温板内，使得保温板的吸水率高，容易造成渗漏隐患，从而严重影响建筑施工质量。

发明内容

本发明的目的在于提出一种轻质防水保温板及其制备工艺，通过对漂珠的预处理，可以降低保温板的吸水率的同时，还可以保证保温板的保温性能，解决了大多数保温板防水性能差的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种轻质防水保温板，包括以下重量份数的原料：水泥280-350份、轻质无机材料110-165份、粉煤灰20-40份、硅灰10-15份、石英颗粒A 100-130份、膨润土10-15份、石英颗粒B 60-90份、纤维6-10份和助剂6-14份。

由于现有的保温板的防水性较差，本发明通过水泥、轻质无机材料、粉煤灰、硅灰等多种原料之间的相互混合，制备得到的轻质防水保温板的吸水率降低至4%，导热系数降低至0.55 W/m·K，而市售保温板的吸水率为6%，导热系数为1.2 W/m·K，实验数据可以证明，本发明不仅可以提高轻质防水保温板的防水效果，还可以增强轻质防水保温板的保温效果，解决了大多数市售保温板防水效果差，容易造成渗漏隐患，严重影响建筑施工质量的问题。

值得说明的是，轻质无机材料可以作为轻质防水保温板的填充骨料，不仅可以增强轻质防水保温板的保温效果，还可以使得轻质防水保温板的内部孔隙复杂化，从而提高轻质防水保温板的防水效果。

此外，在原料中加入粉煤灰和硅灰，粉煤灰和硅灰均含有大量的SiO₂，在蒸压条件下，粉煤灰和硅灰相互配合可以提高轻质防水保温板的防水效果。其中，粉煤灰的网络结构被破坏，释放出内部可溶性SiO₂和Al₂O₃，其网络高聚体解聚成低聚度硅铝酸胶体物，从而提高粉煤灰的化学活性；硅灰本身有较高含量的活性SiO₂，可以提高原料体系的水化活性，促进托贝莫来石的生成，提高轻质防水保温板的强度，降低孔隙率，改善轻质防水保温板的孔结构。

原料中的石英、膨润土、纤维和助剂按预定的比例混合，不仅可以填充轻质防水保温板的孔隙，从而起到防水的作用；还可以提高轻质防水保温板的密实程度，从而提高轻质防水保温板的耐用性，延长轻质防水保温板的使用寿命。

进一步的，所述轻质无机材料包括以下重量份数的原料：100-150份改性漂珠和10-15份微珠。

本发明的相关实验数据中，未加入漂珠和微珠的保温板的吸水率为6%，导热系数为1.2 W/m·K；加入市售漂珠和微珠制得的轻质防水保温板的吸水率为10%，导热系数为0.55 W/m·K；加入改性漂珠和微珠制得的轻质防水保温板的吸水率为4%，导热系数为0.055 W/m·K。

实验证明，市售漂珠和微珠制得的轻质防水保温板可以提高保温效果，同时也会降低轻质防水保温板的防水效果。本发明采用改性漂珠和微珠作为轻质无机材料，且改性漂珠和微珠以预定比例混合，在保持轻质防水保温板的保温效果的同时，还可以降低轻质防水保温板的吸水率，以增强轻质防水保温板的防水性能。

进一步的，所述改性漂珠包括以下重量份数的原料：漂珠100-150份、硅烷偶联剂2-4份、甲基硅醇钠3-6份和聚二甲基硅氧烷1-2份。

本发明以硅烷偶联剂为桥接剂，漂珠和甲基硅醇钠、聚二甲基硅氧烷间可以形成强力较高的化学键，偶联剂对漂珠表面也有一定的改性处理作用，从而在轻质防水保温板中起到较好的憎水效果，解决了大多数市售保温板防水效果差，容易造成渗漏隐患，严重影响建筑施工的质量的问题。

其中，甲基硅醇钠不仅可以与硅烷偶联剂、漂珠和聚二甲基硅氧烷相互作用，使得漂珠具有较好的憎水效果和耐用性，还可以与水泥、石英颗粒等原料共同作用，可以有效减少轻质防水保温板的毛细孔的产生，进一步提高防水效果。

进一步的，所述微珠为空心玻璃微珠，所述微珠的密度为0.18-0.25 g/cm³，所述漂珠的粒径为70-90目。

值得说明的是，漂珠和微珠作为填充骨料，可以减少水泥的用量，起到减少轻质防水保温板的收缩率，从而可以提高轻质防水保温板的强度。若漂珠的粒径和微珠的密度过大，则可能会降低轻质防水保温板的抗折抗压强度；若漂珠的粒径和微珠的密度过小，则容易增大原料配方的粘度，提高原料之间的水灰比，不利于降低轻质防水保温板的吸水率。

进一步的，所述石英颗粒A为100-200目石英颗粒，所述石英颗粒B为350-450目石英颗粒。

所述石英颗粒A和所述石英颗粒B可以均匀分散在水泥中，使得轻质防水保温板的表面充分布满上述两种石英颗粒。同时，两种粒径大小不一的石英颗粒的组合能够提高轻质防水保温板的致密度，减少板材表面的毛细孔生成，从而使得轻质防水保温板表面获得较好的疏水效果，同时所述石英颗粒A和所述石英颗粒B的填充作用不仅减少了水泥用量，还能提高轻质防水保温板的强度。

进一步的，所述纤维为玄武岩纤维、耐碱玻璃纤维和聚丙烯纤维中的至少两种。

值得说明的是，本发明采用多种纤维相互混合，配合水泥、石英颗粒、膨润土等原料共同作用，可以使得轻质防水保温板具有减少收缩的作用，从而可以提高轻质防水保温板的强度和耐用性，从而延长轻质防水保温板的使用寿命。

进一步的，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和白色硅酸盐水泥中的任意一种或多种。

本发明对水泥的强度等级和粒径均无要求，使得工厂可以从多种途径获得水泥，不仅可以降低轻质防水保温板的生产难度和生产成本，还可以回收再利用因不满足强度和粒径要求被废弃的工业废料，达到绿色环保的目的。其中，在国家标准《GB175-1999 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》中规定，硅酸盐水泥为由硅酸盐水泥熟料、0-5%石灰石或粒化高炉矿渣和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料且代号为P.Ⅰ或者P.Ⅱ；普通硅酸盐水泥为由硅酸盐水泥熟料、6-15%混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料代号为P.O。此外，多种水泥的混合可以提高轻质防水保温板的强度和耐用性，延长轻质防水保温板的使用寿命。

进一步的，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560和硅烷偶联剂KH-570中的任意一种或多种。

多种硅烷偶联剂以预定比例混合，可以提高甲基硅醇钠和聚二甲基硅氧烷和漂珠的结合性能，从而可以提高轻质防水保温板的耐用性。

进一步的，所述助剂包括以下重量份数的原料：丙烯酸酯乳液2-4份、膨胀剂1-3份、消泡剂0.8-1.4份、减水剂2-4份和增稠剂0.2-0.5份。

在本发明配方中添加膨胀剂，膨胀剂可以和膨润***同作用，从而具有补偿干缩和密实轻质防水保温板、提高轻质防水保温板的抗渗性，提高轻质防水保温板的致密度的效果。

此外，丙烯酸酯乳液、消泡剂、减水剂和增稠剂等材料，可以使得轻质防水保温板具有耐老化、强度高和不易损坏的优点，解决了市售保温板的易磨损、使用寿命短的缺陷。

一种轻质防水保温板的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1，按重量份数计算，称取漂珠100-150份、硅烷偶联剂2-4份、甲基硅醇钠3-6份、聚二甲基硅氧烷1-2份和水20-30份并混合均匀，然后于温度为50-80℃的条件下烘干，制得改性漂珠；

步骤2，按重量份数计算，称取100-150份所述改性漂珠和10-15份微珠并混合均匀，制得轻质无机材料；

步骤3，按重量份数计算，称取水泥280-350份、所述轻质无机材料110-165份、粉煤灰20-40份、硅灰10-15份、石英颗粒A 100-130份、膨润土10-15份、石英颗粒B 60-90份、纤维6-10份、丙烯酸酯乳液2-4份、膨胀剂1-3份、消泡剂0.8-1.4份、减水剂2-4份、增稠剂0.2-0.5份和水110-130份并混合均匀，然后进行注浆并振实成型，接着在温度为20-30℃和湿度为80-100%的条件下养护10-15 h脱模，制得坯料；

步骤4，将所述坯料置于温度为150-180 ℃且压力为1-1.2 MPa的环境中蒸压养护13-17 h，制得所述轻质防水保温板。

在温度为预定范围内的环境下烘干漂珠，可以加快甲基硅醇钠、硅烷偶联剂和聚二甲基硅氧烷相互作用，并在漂珠的表面形成强力较高的化学键，从而得到改性漂珠。将改性漂珠和其他原料按预定的比例进行混合后，将养护温度和湿度控制在预定范围内，可以提高生产坯料的良品率，减少轻质防水保温板的不良品的产生。制得坯料后通过控制坯料的养护环境的温度和压力来调节轻质防水保温板的生产时间，缩短了生产周期，提高了生产保温板的经济效益。

本发明的有益效果为：

本发明对漂珠进行改性，并将改性漂珠和微珠以预定比例混合，不仅可以提高轻质防水保温板的保温效果，还可以降低轻质防水保温板的吸水率，以增强轻质防水保温板的防水性能，解决了大多数市售保温板防水效果差，容易造成渗漏隐患，严重影响建筑施工的质量的问题。

具体实施方式

下面结合实施例和对比例进一步阐述本发明。

实施例1

一种轻质防水保温板及其制备工艺，包括以下步骤：

步骤1，按重量份数计算，称取漂珠100份、硅烷偶联剂2份、甲基硅醇钠3份、聚二甲基硅氧烷1份和水20份并混合均匀，然后于温度为50℃的环境下烘干，制得改性漂珠；

步骤2，按重量份数计算，称取100份所述改性漂珠和10份微珠并混合均匀，制得110份轻质无机材料；

步骤3，按重量份数计算，称取水泥280份、所述轻质无机材料110份、粉煤灰20份、硅灰10份、石英颗粒A 100份、膨润土10份、石英颗粒B 60份、纤维6份、丙烯酸酯乳液2份、膨胀剂1份、消泡剂0.8份、减水剂2份和增稠剂0.2份和水110份并混合均匀，然后进行注浆并振实成型，接着在温度为20℃和湿度为90%的条件下养护10 h脱模，制得坯料；

步骤4，将所述坯料置于温度为150℃且压力为1 MPa的环境中蒸压养护13 h，制得所述轻质防水保温板。

其中，微珠为空心玻璃微珠，微珠的密度为0.18 g/cm³；漂珠的粒径为70目；石英颗粒A为100目石英颗粒，石英颗粒B为350目石英颗粒；纤维为等重量份的玄武岩纤维和耐碱玻璃纤维的混合；水泥为硅酸盐水泥；硅烷偶联剂为KH-550；膨胀剂为混凝土膨胀剂；消泡剂为市售砂浆消泡剂；减水剂为萘系减水剂，增稠剂为羟丙基甲基纤维素。

实施例2

一种轻质防水保温板及其制备工艺，包括以下步骤：

步骤1，按重量份数计算，称取漂珠150份、硅烷偶联剂4份、甲基硅醇钠6份、聚二甲基硅氧烷2份和水30份并混合均匀，然后于温度为80℃的环境下烘干，制得改性漂珠；

步骤2，按重量份数计算，称取150份所述改性漂珠和15份微珠并混合均匀，制得165份轻质无机材料；

步骤3，按重量份数计算，称取水泥350份、所述轻质无机材料165份、粉煤灰40份、硅灰15份、石英颗粒A 130份、膨润土15份、石英颗粒B 90份、纤维10份、丙烯酸酯乳液4份、膨胀剂3份、消泡剂1.4份、减水剂4份和增稠剂0.5份和水130份并混合均匀，然后进行注浆并振实成型，接着在温度为30℃和湿度为90%的条件下养护15 h脱模，制得坯料；

步骤4，将所述坯料置于温度为180℃且压力为1.2 MPa的环境中蒸压养护17 h，制得所述轻质防水保温板。

其中，微珠为空心玻璃微珠，微珠的密度为0.25 g/cm³；漂珠的粒径为90目；石英颗粒A为200目石英颗粒，石英颗粒B为450目石英颗粒；纤维为等重量份的玄武岩纤维和聚丙烯纤维的混合；水泥为普通硅酸盐水泥；硅烷偶联剂为等重量份的KH-550和KH-560的混合；膨胀剂为混凝土膨胀剂；消泡剂为市售砂浆消泡剂；减水剂为萘系减水剂，增稠剂为羟丙基甲基纤维素。

实施例3

一种轻质防水保温板及其制备工艺，包括以下步骤：

步骤1，按重量份数计算，称取漂珠130份、硅烷偶联剂3份、甲基硅醇钠4份、聚二甲基硅氧烷1份和水30份并混合均匀，然后于温度为65℃的环境下烘干，制得改性漂珠；

步骤2，按重量份数计算，称取130份所述改性漂珠和12份微珠并混合均匀，制得142份轻质无机材料；

步骤3，按重量份数计算，称取水泥300份、所述轻质无机材料142份、粉煤灰30份、硅灰12份、石英颗粒A 120份、膨润土12份、石英颗粒B 80份、纤维8份、丙烯酸酯乳液2份、膨胀剂2份、消泡剂1份、减水剂3份和增稠剂0.2份和水120份并混合均匀，然后进行注浆并振实成型，接着在温度为25℃和湿度为90%的条件下养护12 h脱模，制得坯料；

步骤4，将所述坯料置于温度为165℃且压力为1.1 MPa的环境中蒸压养护15 h，制得所述轻质防水保温板。

其中，微珠为空心玻璃微珠，微珠的密度为0.20 g/cm³；漂珠的粒径为80目；石英颗粒A为150目石英颗粒，石英颗粒B为450目石英颗粒；纤维为等重量份的玄武岩纤维、耐碱玻璃纤维和聚丙烯纤维的混合；水泥为等重量份的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和白色硅酸盐水泥的混合；硅烷偶联剂为等重量份的KH-550、KH-560和KH-570的混合；膨胀剂为混凝土膨胀剂；消泡剂为市售砂浆消泡剂；减水剂为萘系减水剂，增稠剂为羟丙基甲基纤维素。

实施例4

本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于：本实施例中改性漂珠的重量份为100份，微珠的重量份为10份。

实施例5

本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于：本实施例中改性漂珠的重量份为150份，微珠的重量份为15份。

实施例6

本实施例与实施例5基本相同，不同之处在于：本实施例中，硅烷偶联剂的重量份为2份，甲基硅醇钠的重量份为3份，聚二甲基硅氧烷的重量份为1份。

实施例7

本实施例与实施例5基本相同，不同之处在于：本实施例中，硅烷偶联剂的重量份为4份，甲基硅醇钠的重量份为6份，聚二甲基硅氧烷的重量份为2份。

对比例1

本对比例与实施例5基本相同，不同之处在于：本对比例中漂珠、微珠、硅烷偶联剂、甲基硅醇钠和聚二甲基硅氧烷的重量份均为0份。

对比例2

本对比例与实施例5基本相同，不同之处在于：本对比例中漂珠、硅烷偶联剂、甲基硅醇钠和聚二甲基硅氧烷的重量份均为0份。

对比例3

本对比例与实施例5基本相同，不同之处在于：本对比例中硅烷偶联剂、甲基硅醇钠和聚二甲基硅氧烷的重量份均为0份。

对比例4

本对比例与实施例5基本相同，不同之处在于：本对比例中改性漂珠的重量份为90份，微珠的重量份为9份。

对比例5

本对比例与实施例5基本相同，不同之处在于：本对比例中硅烷偶联剂的重量份为4份，聚二甲基硅氧烷的重量份为2份，甲基硅醇钠的重量份为0份。

对比例6

本对比例与实施例5基本相同，不同之处在于：本对比例中微珠的密度为0.1 g/cm³，漂珠的粒径为70目。

对比例7

本对比例与实施例5基本相同，不同之处在于：本对比例中石英颗粒B的重量份为0份。

对比例8

本对比例与实施例5基本相同，不同之处在于：本对比例中粉煤灰的重量份为10份，硅灰的重量份为5份。

对实施例1-7和对比例1-8制备的保温板按照下表1的检测标准进行吸水率、导热系数和抗折强度的检测，检测结果如表2所示。

由表2的性能检测结果可知，实施例1-7制得的轻质防水保温板均具有较好的保温性能和防水性能，多个轻质防水保温板的吸水率均在6%以下，导热系数均在0.072 W/m•K以下。

对比例1中，当原料未加入微珠和漂珠时，获得的保温板的防水性能和保温性能大幅下降；

对比例2中，原料中加入市售的微珠后，微珠可以增强保温板的保温性能，由于微珠本身的吸水率较高，采用微珠制备得到的保温板的防水性能变差，吸水率高达9.0%；

对比例3中，原料中加入了微珠和市售漂珠后，微珠和漂珠相互配合可以提高保温板的导热系数，使得对比例3制得的保温板的保温效果均优于对比例1和2制得的保温板的保温效果，由于微珠和市售漂珠自身的吸水率较高，且漂珠未经过改性，使得制备得到的保温板的吸水率高达10.2%；

对比例4中，改性漂珠和微珠相互配合，使得保温板具有较好的保温效果和防水效果，但是对比例4中微珠和改性漂珠的添加量较少，少于本发明方案中的预定范围，使得对比例4制备得到的保温板的吸水率>6%，导热系数>0.080 W/m•K；

对比例5中，由于没有采用甲基硅醇钠对漂珠进行改性，使得本对比例制得的改性漂珠的性能较差，从而使得对比例5制得的保温板的吸水率>6%，导热系数>0.080 W/m•K；

对比例6中，漂珠的粒径和微珠的密度过小，增大了原料配方的粘度，使得保温板的吸水率升高至8.6%，导热系数也升高至0.210 W/m•K；

对比例7中，由于没添加石英颗粒B，使得没有小颗粒的石英颗粒填充在大颗粒之间的间隙中，从而使得保温板表面容易生成大量的毛细孔，从而使得保温板的吸水率>6%，此外，使得对比例7制得的保温板相对于实施例5制得的保温板，致密度降低，抗折强度较差；

对比例8中，由于粉煤灰和硅灰的添加量较少，少于本发明方案中的预定范围，使得本对比例制得的保温板的吸水率较高，且抗折强度也远不如实施例5制得的保温板。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种轻质防水保温板，其特征在于，包括以下重量份数的原料：水泥280-350份、轻质无机材料110-165份、粉煤灰20-40份、硅灰10-15份、石英颗粒A 100-130份、膨润土10-15份、石英颗粒B 60-90份、纤维6-10份和助剂6-14份；

所述轻质无机材料为100-150份改性漂珠、10-15份微珠；

所述改性漂珠包括以下重量份数的原料：漂珠100-150份、硅烷偶联剂2-4份、甲基硅醇钠3-6份和聚二甲基硅氧烷1-2份；

所述石英颗粒A为100-200目石英颗粒，所述石英颗粒B为350-450目石英颗粒；

所述微珠为空心玻璃微珠，所述微珠的密度为0.18-0.25 g/cm³，所述漂珠的粒径为70-90目。

2.根据权利要求1所述的一种轻质防水保温板，其特征在于，所述纤维为玄武岩纤维、耐碱玻璃纤维和聚丙烯纤维中的至少两种。

3.根据权利要求1所述的一种轻质防水保温板，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和白色硅酸盐水泥中的任意一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种轻质防水保温板，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560和硅烷偶联剂KH-570中的任意一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种轻质防水保温板，其特征在于，所述助剂包括以下重量份数的原料：丙烯酸酯乳液2-4份、膨胀剂1-3份、消泡剂0.8-1.4份、减水剂2-4份和增稠剂0.2-0.5份。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种轻质防水保温板的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，按重量份数计算，称取漂珠100-150份、硅烷偶联剂2-4份、甲基硅醇钠3-6份、聚二甲基硅氧烷1-2份和水20-30份并混合均匀，然后于温度为50-80℃的条件下烘干，制得改性漂珠；

步骤2，按重量份数计算，称取100-150份所述改性漂珠和10-15份微珠并混合均匀，制得轻质无机材料；

步骤3，按重量份数计算，称取水泥280-350份、所述轻质无机材料110-165份、粉煤灰20-40份、硅灰10-15份、石英颗粒A 100-130份、膨润土10-15份、石英颗粒B 60-90份、纤维6-10份、丙烯酸酯乳液2-4份、膨胀剂1-3份、消泡剂0.8-1.4份、减水剂2-4份、增稠剂0.2-0.5份和水110-130份并混合均匀，然后进行注浆并振实成型，接着在温度为20-30℃和湿度为80-95%的条件下养护10-15 h脱模，制得坯料；

步骤4，将所述坯料置于温度为150-180 ℃且压力为1-1.2 MPa的环境中蒸压养护13-17 h，制得所述轻质防水保温板。