一种憎水型无机纳米保温板及其制备方法

摘要

本发明公开了一种憎水型无机纳米保温板及其制备方法，憎水型无机纳米保温板由母料和辅料制成，母料为快硬硫酸铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和粉煤灰；辅料为纳米二氧化硅、发泡剂、减水剂、速凝剂、防水剂、促进剂和水。其制备方法按重量份数将母料和部分辅料依次加入搅拌器内搅拌，混合均匀，然后依次加入防水剂和水，搅拌形成均匀的浆体后，再加入发泡剂，最后将搅拌均匀的浆体浇注于模具内发泡，经养护和后处理得到产品。通过上述方法制备的保温板具有高效的防火保温性能，产品憎水性好，体积吸水率低，且质轻、耐老化性能好，与墙体粘接强度高，大大提高了阻燃性，降低了导热系数，其形状可制成平板、曲面等形状，承重保温一体化。

权利要求

1.一种憎水型无机纳米保温板，其特征在于所述的保温板由母料和辅料混合制成，母料中各组分的重量份数配比为：快硬硫铝酸盐水泥20-50份、普通硅酸盐水泥50-80份、粉煤灰10-30份；辅料中各组分的重量份数配比为：纳米二氧化硅1-5份、发泡剂6-10份、 有机硅防水剂4-6份、减水剂0.5-1份、速凝剂2-5份、稳泡剂1-2份、促进剂1-2份、增强剂0.05-1份、水30-65份；

所述的纳米二氧化硅为疏水型纳米二氧化硅；

所述的发泡剂为质量浓度22%以上的双氧水；

所述的有机硅防水剂为固含量10-40%的甲基硅酸钠溶液或10-40%的甲基硅酸钾溶液或者两者混合物；

所述的速凝剂为粉状硅酸钠；

所述的稳泡剂为非离子表面活性剂十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、茶皂素中的一种或者混合物；

所述的促进剂为辛酸亚锡、钛酸正丁酯或二月桂酸二丁基锡中的一种；

所述的增强剂为长度2-6mm的聚丙烯纤维；

所述的水为普通自来水，温度控制在20-60℃。

2.一种权利要求1所述憎水型无机纳米保温板的制备方法，其特征是制备方法步骤为：（1）按重量份数将母料和除水、有机硅防水剂、发泡剂外的其他辅料依次加入到搅拌器内，在加入原料的同时进行机械搅拌，确保混合均匀；

（2）按重量份数将有机硅防水剂和水，加入到步骤（1）中混合均匀的材料内搅拌5-

10min获得均匀的浆体；

（3）按重量份数将发泡剂，加入到步骤（2）中混合均匀的浆体内，搅拌5-10s；

（4）将（3）搅拌均匀的浆体浇注于模具内开始发泡，经养护形成坯体；

（5）按要求将坯体分割成憎水型无机纳米保温板。

说明书

一种憎水型无机纳米保温板及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种水泥保温板及其制备方法，具体涉及一种憎水型无机纳米保温板及其制备方法。

背景技术

[0002] 目前，国内外常用的保温材料有聚苯乙烯泡沫塑料（EPS、XPS）、聚氨酯硬质泡沫体（PU）等，优点是轻质、保温性好，但这些有机泡沫材料易老化，不能与建筑物同寿命，在建筑物使用期内，需要多次更换保温层，消耗大量大量人力、物力、财力。更为严重的是其防火安全性能差，各地屡屡发生有机保温材料被引燃而导致的火灾事故，如南京中环大厦、哈尔滨双子星座大厦、济南奥体中心、央视文化中心、上海胶州教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦、北京大学体育馆（奥运乒乓球馆）、中国科技馆新馆等，火灾时烟雾大、毒性大，造成了巨大的经济损失及人员伤亡，已引起相关部门的高度重视，对保温材料的防火性能提出了更高的要求，无机保温材料因具有防火性能好、耐老化、变形系数小且与墙体接近、与墙体粘结强度高等优点，引起人们的广泛关注。研究导热系数小于0.06w/m﹒k且造价较低的发泡水泥板来代替聚苯板和挤塑板，从而解决现有保温板易老化、稳定性差、防水性差、与墙体粘结强度低以及吸收率高等缺点成为无机保温材料研究得一个方向。

[0003] 中国专利申请201110234305.5中提供了一种保温防火蜂窝水泥板及其制备方法，可以解决了导热系数大、易开裂的缺点，但防水效果差；中国专利申请200710055329.8中提供了一种蜂窝混凝土，可以解决目前的砖或混凝土等建筑材料不能满足建筑中轻质、节能、环保需要的问题，但该发明存在的问题一是用到的蜂窝剂组成复杂，生产工艺不合理，导热系数较大。申请号为200910305328.3的申请中，提供了一种轻质防火自保温隔墙板及其制备方法，具有很好地保温防火性能。但是该方法用到大量的玻化微珠，存在重量大、易破碎、吸水率高的缺点。申请号为201110234305.5的申请中，提供保温防火蜂窝水泥板及制备方法，采用浸泡法使水泥板憎水，因此固化成膜时间较长，生产周期较长，不适合产业化。中国专利申请号为201210064411.8的申请中，提供了一种发泡水泥板保温板及其制备方法，其防火阻燃标准达到A级，导热系数在0.05W/(m·k)左右，但防水效果差，吸水率偏高。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种憎水型无机纳米保温板及其制备方法，它克服了目前无机防火保温材料防水性差、吸水率高、导热系数大，易开裂等缺点。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种憎水型无机纳米保温板，所述的保温板由母料和辅料混合制成，其中，母料中各组分的重量份数配比为：快硬硫酸铝酸盐水泥20-50份、普通硅酸盐水泥50-80份、粉煤灰10-30份；辅料中各组分的重量份数配比为：纳米二氧化硅1-5份、发泡剂6-10份、 防水剂4-6份、减水剂0.5-1份、速凝剂2-5份、稳泡剂1-2份、促进剂1-2份、增强剂0.05-1份、水30-65份。

[0006] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的纳米二氧化硅为疏水型纳米二氧化硅。

[0007] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的发泡剂为质量浓度22%以上的双氧水。

[0008] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的防水剂为固含量为10-40%的甲基硅酸钠溶液、10-40%的甲基硅酸钾溶液或两种混合物。

[0009] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的减水剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙或木质素磺酸镁中的一种。

[0010] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的速凝剂为粉状硅酸钠。

[0011] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、茶皂中的一种。

[0012] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的促进剂为辛酸亚锡、钛酸正丁酯或二月桂酸二丁基锡中的一种。

[0013] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的增强剂为长度2-6mm的聚丙烯纤维。

[0014] 为了解决上述技术问题，本发明的采用的另一技术方案，提供一种憎水型无机纳米保温板制备方法，其制备方法包括以下步骤：

[0015] （1）按重量份数将母料和除水、防水剂、发泡剂外的其他辅料依次加入到搅拌器内，在加入原料的同时进行机械搅拌，确保混合均匀；

[0016] （2）按重量份数将防水剂和水，加入到步骤（1）中混合均匀的材料内搅拌5-10min获得均匀的浆体；

[0017] （3）按重量份数将发泡剂，加入到步骤（2）中混合均匀的浆体内，搅拌5-10s；

[0018] （4）将（3）搅拌均匀的浆体浇注于模具内开始发泡，经养护形成坯体；

[0019] （5）按要求将坯体分割成憎水型无机纳米保温板。

[0020] 本发明中为了解决现有技术存在的问题，思路首先是对工艺进行调整，先用水稀释有机硅防水剂，采用有机硅防水剂拌合母料，得到浆料后，最后加入双氧水发泡剂。其技术原理：有机硅防水剂水溶液与凝胶材料（快硬硫酸铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥）接触后，相互渗透，当加入发泡剂双氧水与水泥接触，开始发泡，放出热量，这样有机硅防水剂的活性基团与材料内部的游离羟基开始发生交联反应，内部结构以化学连接，在多孔结构的壁上形成网状薄膜，浇注一段时间后，开始硬化自立成型，不仅能有效地阻止液体水进入，但却能允许水蒸气自由出入，并且所用纳米二氧化硅粒子可以很好的渗入到发泡水泥板空隙，在板材孔洞内壁铺一层二氧化硅粒子，随着水分的消失，也在空洞内壁形成致密的防水层，达到了憎水和降低吸水率的目的，并且本发明还通过添加速凝剂、稳泡剂、增强剂来控制来泡沫的稳定性，避免水泥泡开裂穿孔，解决水泥坯块干缩开裂等问题。

[0021] 本发明所述的憎水型无机纳米保温板具有以下优点：防水效果好、吸水率≤6%、其导热系数可控制在0.03-0.055W/(m·k)，抗压强度可在0.1-0.8MPa间变化，抗拉强度大于0.13MPa，干燥收缩值小于0.08Mm/m，体积密度可控制在200-250kg/m3，形成发泡水泥板的相互不连通的封闭的气泡群，具有极佳的耐火剂隔热性能。

具体实施方式

[0022] 以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：实施例1-10的母料以及辅料的重量份数配比详见下表1。

[0023] 表1 具体实施表

[0024]

[0025] 实施例中所用所用原料皆为市售产品。

[0026] 实施例所述憎水型无机纳米保温板的制备方法包括以下步骤：

[0027] （1）按重量份数将母料和除水、防水剂、发泡剂外的其他辅料依次加入到搅拌器内，在加入原料的同时进行机械搅拌，确保混合均匀；

[0028] （2）按重量份数将防水剂和水，加入到步骤（1）中混合均匀的材料内搅拌5-10min获得均匀的浆体；

[0029] （3）按重量份数将发泡剂，加入到步骤（2）中混合均匀的浆体内，搅拌5-10s；

[0030] （4）将（3）搅拌均匀的浆体浇注于模具内开始发泡，经养护形成坯体；

[0031] （5）按要求将达到一定强度坯体分割成憎水型无机纳米保温板。

[0032] 实例1-10生产的憎水型无机纳米保温板的相关数据如下表2所示：

[0033] 表2 性能数据表

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