CN117105627B - 一种高强保温板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强保温板及其制备方法,属于建筑材料技术领域,解决现有技术中保温材料无法同时满足高强度、防火、低导热系数指标的技术问题;本发明的高强保温板以火山渣为骨料,空心玻珠、空心漂珠和石膏粉填充在骨料与骨料之间的空隙中,并通过高强树脂胶结为一体;所述高强保温板包括以下重量份的原料:100份火山渣、60~100份空心玻珠、80~120份空心漂珠、20~50份石膏粉和30~200份高强树脂;本发明以强度较高的无机火山渣作为骨架,以空心玻珠和空心漂珠作为保温填料,填充在火山渣骨料与骨料之间的空隙中,保温材料按照粒径级配依次填充,以最小孔隙率进行骨料设计,再以有机胶结材胶结,达到高强保温的性能。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,具体涉及一种高强保温板及其制备方法。
背景技术
建筑节能是国家实现双碳目标不可或缺的组成部分,性能优异的保温材料能够促进建筑节能的发展,另外,根据建筑节能设计规范,保温材料计入建筑面积,高性能保温材料的市场需求愈来愈大。目前市场中常用的保温材料包括发泡水泥/发泡陶瓷、岩棉、挤塑板/聚苯板/聚氨酯等,其中发泡水泥/发泡陶瓷的导热系数均大于0.06W/(m•K),且密度均较大,岩棉/挤塑板/聚苯板/聚氨酯抗折强度均小于1.0MPa,且吸水性较大,挤塑板/聚苯板/聚氨酯防火等级最高为B1级,防火性较差且强度较低,这些保温材料均无法同时满足高强度、防火、低导热系数的性能指标。
现有技术如申请号201810757665.5公开了一种新型隔热保温节能材料及制备方法,所述保温节能材料包括以下重量份数的原料:板岩22-48份、建筑石膏15-21份、转炉矿渣3-6份、废弃岩棉12-15份、漂珠22-30份、海泡石11-15份、火山灰4-10份、中空无机纤维4-9份、改性淀粉10-13份、液化树脂2-7份。其导热系数较低,但是其抗压强度小于1MPa,抗拉强度小于0.5MPa,存在强度较低的问题,同样无法同时满足高强度、防火、低导热系数指标。
综上所述,现目前还缺乏一种能够同时满足高强度、防火、低导热系数指标的保温材料。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中保温材料无法同时满足高强度、防火、低导热系数指标的技术问题,目的在于提供一种高强保温板及其制备方法,通过以强度较高的无机火山渣作为骨架,以空心玻珠和空心漂珠作为保温填料,填充在火山渣骨料与骨料之间的空隙中,保温材料按照粒径级配依次填充,以最小孔隙率进行骨料设计,再以有机胶结材胶结,从而达到高强保温的性能。
本发明通过下述技术方案实现:
本发明提供一种高强保温板,所述高强保温板以火山渣为骨料,空心玻珠、空心漂珠和石膏粉填充在骨料与骨料之间的空隙中,并通过高强树脂胶结为一体;所述高强保温板包括以下重量份的原料:100份火山渣、60~100份空心玻珠、80~120份空心漂珠、20~50份石膏粉和30~200份高强树脂。
本发明以强度较高的无机火山渣作为骨架,以空心玻珠和空心漂珠作为保温填料,填充在火山渣骨料与骨料之间的空隙中,保温材料按照粒径级配依次填充,以最小孔隙率进行骨料设计,再以有机胶结材胶结,达到高强保温的性能。其中,高强树脂作为胶结剂,提升整体强度,石膏粉属于气硬性胶凝材料,可以起到胶结作用,提高整体强度,同时,硬化后本身带有微小气孔,起到辅助增强和保温的作用。
作为本发明进一步的技术方案,还包括2~5份颜料。
作为本发明进一步的技术方案,所述火山渣粒径为0.1~1mm,筒压强度≥1.0MPa。本发明优选火山渣筒压强度≥1.0MPa,保证火山渣作为主要的骨架骨料具有较高的强度,能够有效起到支撑和增强作用。
作为本发明进一步的技术方案,所述火山渣堆积密度为800~1000kg/m3,孔隙率为45~55%。本发明采用火山渣主要用到其高强多孔特点,如果密度过大,虽然强度增加,但是降低了孔隙率,影响封闭后的气孔含量,导热性能不好;如果密度过小,则孔隙率过大,筒压强度偏低,无法为保温板提供有力的骨架支撑,降低整体的强度,因此,本发明优选火山渣堆积密度为800~1000kg/m3,孔隙率为45~55%。
作为本发明进一步的技术方案,所述空心玻珠粒径为70~150目。
作为本发明进一步的技术方案,所述空心漂珠粒径为150~300目。
作为本发明进一步的技术方案,所述石膏粉为硬石膏。
作为本发明进一步的技术方案,所述高强树脂为酚醛树脂,洛氏硬度大于80。
作为本发明进一步的技术方案,所述高强保温板的导热系数小于0.06W/(m•K),抗折强度达到1.0~3.0MPa,抗压强度达到3~10MPa,防火等级达到A2/B1级技术指标。
本发明还提供一种高强保温板的制备方法,包括以下步骤:
将各组分原料加入搅拌机中,搅拌40~60s后卸料,通过模具成型或现场喷涂/刮涂制备得到高强保温板。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果。
1.本发明以强度较高的无机火山渣作为骨架,以空心玻珠和空心漂珠作为保温填料,填充在火山渣骨料与骨料之间的空隙中,保温材料按照粒径级配依次填充,以最小孔隙率进行骨料设计,再以有机胶结材胶结,达到高强保温的性能。其中,高强树脂作为胶结剂,提升整体强度,石膏粉属于气硬性胶凝材料,可以起到胶结作用,提高整体强度,同时,硬化后本身带有微小气孔,起到辅助增强和保温的作用。
2.本发明选择火山渣堆积密度为800~1000kg/m3,孔隙率为45~55%火山渣作为骨架骨料,主要用到其高强多孔特点,如果密度过大,虽然强度增加,但是降低了孔隙率,影响封闭后的气孔含量,导热性能不好;如果密度过小,则孔隙率过大,筒压强度偏低,无法为保温板提供有力的骨架支撑,降低整体的强度。
3.本发明选择火山渣筒压强度≥1.0MPa,保证火山渣作为主要的骨架骨料具有较高的强度,能够有效起到支撑和增强作用。
4.本发明的高强保温板的导热系数小于0.06W/(m•K),抗折强度达到1.0~3.0MPa,抗压强度达到3~10MPa,防火等级达到A2/B1级技术指标,可同时满足高强度、防火、低导热系数指标的要求。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
在以下描述中,为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中,为了避免混淆本发明,未具体描述公知的结构、材料或方法。
本发明提供了一种高强保温板,所述高强保温板以火山渣为骨料,空心玻珠、空心漂珠和石膏粉填充在骨料与骨料之间的空隙中,并通过高强树脂胶结为一体;所述高强保温板包括以下重量份的原料:100份火山渣、60~100份空心玻珠、80~120份空心漂珠、20~50份石膏粉和30~200份高强树脂。
本发明以强度较高的无机火山渣作为骨架,以空心玻珠和空心漂珠作为保温填料,填充在火山渣骨料与骨料之间的空隙中,保温材料按照粒径级配依次填充,以最小孔隙率进行骨料设计,再以有机胶结材胶结,达到高强保温的性能。其中,高强树脂作为胶结剂,提升整体强度,石膏粉属于气硬性胶凝材料,可以起到胶结作用,提高整体强度,同时,硬化后本身带有微小气孔,起到辅助增强和保温的作用。
作为优选,本发明的高强保温板还包括2~5份颜料。
作为优选,所述火山渣粒径为0.1~1mm,筒压强度≥1.0MPa。本发明优选火山渣筒压强度≥1.0MPa,保证火山渣作为主要的骨架骨料具有较高的强度,能够有效起到支撑和增强作用。
作为优选,所述火山渣堆积密度为800~1000kg/m3,孔隙率为45~55%。本发明采用火山渣主要用到其高强多孔特点,如果密度过大,虽然强度增加,但是降低了孔隙率,影响封闭后的气孔含量,导热性能不好;如果密度过小,则孔隙率过大,筒压强度偏低,无法为保温板提供有力的骨架支撑,降低整体的强度,因此,本发明优选火山渣堆积密度为800~1000kg/m3,孔隙率为45~55%。
作为优选,所述空心玻珠粒径为70~150目。
作为优选,所述空心漂珠粒径为150~300目。
作为优选,所述石膏粉为硬石膏。
作为优选,所述高强树脂为酚醛树脂,洛氏硬度大于80。
作为优选,所述高强保温板的导热系数小于0.06W/(m•K),抗折强度达到1.0~3.0MPa,抗压强度达到3~10MPa,防火等级达到A2/B1级技术指标。
本发明还提供一种高强保温板的制备方法,包括以下步骤:
将各组分原料加入搅拌机中,搅拌40~60s后卸料,通过模具成型或现场喷涂/刮涂制备得到高强保温板。
实施例1
本实施例提供一种高强保温板,所述高强保温板以火山渣为骨料,空心玻珠、空心漂珠和石膏粉填充在骨料与骨料之间的空隙中,并通过高强树脂胶结为一体。
所述高强保温板包括以下重量份的原料:100份火山渣、60份空心玻珠、80份空心漂珠、20份石膏粉和30份高强树脂和2份颜料。
本实施例高强保温板的制备方法为:
依次将100份火山渣,60份空心玻珠,80份空心漂珠,20份石膏粉,30份高强树脂,2份颜料加入滚筒式搅拌机,搅拌时间40s,待搅拌均匀后卸料并制备保温板,制备保温板可以采用模具成型或者直接喷涂/刮涂在墙面,厚度为2cm。
待固化72h后,对制得的保温板性能进行检测,测得导热系数为0.056W/(m•K),抗折强度为1.1MPa,抗压强度为3.5MPa,防火等级达到A2级。
实施例2
本实施例提供一种高强保温板,所述高强保温板以火山渣为骨料,空心玻珠、空心漂珠和石膏粉填充在骨料与骨料之间的空隙中,并通过高强树脂胶结为一体。
所述高强保温板包括以下重量份的原料:100份火山渣、70份空心玻珠、90份空心漂珠、30份石膏粉和160份高强树脂和4份颜料。
本实施例高强保温板的制备方法为:
依次将100份火山渣、70份空心玻珠、90份空心漂珠、30份石膏粉和160份高强树脂和4份颜料加入滚筒式搅拌机,搅拌时间50s,待搅拌均匀后卸料并制备保温板,制备保温板可以采用模具成型或者直接喷涂/刮涂在墙面,厚度为2cm。
待固化72h后,对制得的保温板性能进行检测,测得导热系数为0.051W/(m•K),抗折强度为2.7MPa,抗压强度为7.9MPa,防火等级达到B1级。
实施例3
本实施例提供一种高强保温板,所述高强保温板以火山渣为骨料,空心玻珠、空心漂珠和石膏粉填充在骨料与骨料之间的空隙中,并通过高强树脂胶结为一体。
所述高强保温板包括以下重量份的原料:100份火山渣、100份空心玻珠、120份空心漂珠、50份石膏粉和200份高强树脂和5份颜料。
本实施例高强保温板的制备方法为:
依次将100份火山渣、100份空心玻珠、120份空心漂珠、50份石膏粉和200份高强树脂和5份颜料加入滚筒式搅拌机,搅拌时间50s,待搅拌均匀后卸料并制备保温板,制备保温板可以采用模具成型或者直接喷涂/刮涂在墙面,厚度为2cm。
待固化72h后,对制得的保温板性能进行检测,测得导热系数为0.043W/(m•K),抗折强度为2.2MPa,抗压强度为6.8MPa,防火等级达到B1级。
对比例1
本对比例提供一种保温板,所述高强保温板以火山渣为骨料,空心玻珠、空心漂珠和石膏粉填充在骨料与骨料之间的空隙中,并通过高强树脂胶结为一体。
所述高强保温板包括以下重量份的原料:100份火山渣、30份空心玻珠、30份空心漂珠、10份石膏粉和20份高强树脂和1份颜料。
本对比例保温板的制备方法为:
依次将100份火山渣、30份空心玻珠、30份空心漂珠、10份石膏粉和20份高强树脂和1份颜料加入滚筒式搅拌机,搅拌时间40s,待搅拌均匀后卸料并制备保温板,制备保温板可以采用模具成型或者直接喷涂/刮涂在墙面,厚度为2cm。
待固化72h后,对制得的保温板性能进行检测,测得导热系数为0.064W/(m•K),抗折强度为0.35MPa,抗压强度为1.5MPa,防火等级达到A2级。
从对比例1可以看出,当无机材料含量较少时,保温板的防火等级可以达到A级,但是其抗折强度和抗压强度较低,不能同时满足高强度、防火、低导热系数指标的要求。
对比例2
本对比例提供一种保温板,所述高强保温板以火山渣为骨料,空心玻珠、空心漂珠和石膏粉填充在骨料与骨料之间的空隙中,并通过高强树脂胶结为一体。
所述高强保温板包括以下重量份的原料:100份火山渣、120份空心玻珠、150份空心漂珠、60份石膏粉和230份高强树脂和6份颜料。
本对比例高保温板的制备方法为:
依次将100份火山渣、120份空心玻珠、150份空心漂珠、60份石膏粉和230份高强树脂和6份颜料加入滚筒式搅拌机,搅拌时间50s,待搅拌均匀后卸料并制备保温板,制备保温板可以采用模具成型或者直接喷涂/刮涂在墙面,厚度为2cm。
待固化72h后,对制得的保温板性能进行检测,测得导热系数为0.041W/(m•K),抗折强度为2.1MPa,抗压强度为6.4MPa,防火等级达到B2级。
从对比例2可以看出,当无机材料含量增多时,其导热系数、抗折强度和抗压强度满足要求,但是保温板的防火等级下降到B2级,不能同时满足高强度、防火、低导热系数指标的要求。
对比例3
本对比例提供一种保温板,所述高强保温板以火山渣为骨料,空心玻珠和空心漂珠填充在骨料与骨料之间的空隙中,并通过高强树脂胶结为一体。
所述高强保温板包括以下重量份的原料:100份火山渣、100份空心玻珠、120份空心漂珠、220份高强树脂和5份颜料。
本对比例保温板的制备方法为:
依次将100份火山渣、100份空心玻珠、120份空心漂珠、220份高强树脂和5份颜料加入滚筒式搅拌机,搅拌时间50s,待搅拌均匀后卸料并制备保温板,制备保温板可以采用模具成型或者直接喷涂/刮涂在墙面,厚度为2cm。
待固化72h后,对制得的保温板性能进行检测,测得导热系数为0.048W/(m•K),抗折强度为1.9MPa,抗压强度为6.0MPa,防火等级达到B1级。
从对比例3和实施例3的对比可以看出,石膏粉可降低导热系数并增加抗压强度。
现有技术中,发泡水泥/发泡陶瓷的导热系数均大于0.06 W/(m•K)、岩棉/挤塑板/聚苯板/聚氨酯抗折强度均小于1.0MPa,挤塑板/聚苯板/聚氨酯防火等级最高位B1级,尚无产品同时满足本文件实施例所列指标要求。
相比于现有材料,本发明制备的高强保温板导热系数小于0.06W/(m•K),抗折强度达到1.0~3.0MPa,抗压强度达到3~10MPa,防火等级达到A2/B1级技术指标,解决了传统保温材料强度、保温和防火性能同时达标的问题,具有极大的经济效益和社会效益。同时,本发明通过对保温板材料的组成和各组分含量进行优化,保障了保温板能够在具有高强度的同时,仍然具有优异的防火保温性能。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高强保温板,其特征在于,所述高强保温板以火山渣为骨料,空心玻珠、空心漂珠和石膏粉填充在骨料与骨料之间的空隙中,并通过高强树脂胶结为一体;所述高强保温板包括以下重量份的原料:100份火山渣、60~100份空心玻珠、80~120份空心漂珠、20~50份石膏粉和30~200份高强树脂,所述火山渣粒径为0.1~1mm,筒压强度≥1.0MPa,所述火山渣堆积密度为800~1000kg/m3,孔隙率为45~55%,所述空心玻珠粒径为70~150目,空心漂珠粒径为150~300目,所述高强保温板的导热系数小于0.06W/(m•K),抗折强度达到1.0~3.0MPa,抗压强度达到3~10MPa,防火等级达到A2或B1级技术指标。
2.根据权利要求1所述的一种高强保温板,其特征在于,还包括2~5份颜料。
3.根据权利要求1所述的一种高强保温板,其特征在于,所述石膏粉为硬石膏。
4.根据权利要求1所述的一种高强保温板,其特征在于,所述高强树脂为酚醛树脂,洛氏硬度大于80。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种高强保温板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将各组分原料加入搅拌机中,搅拌40~60s后卸料,通过模具成型或现场喷涂/刮涂制备得到高强保温板。
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