一种高强复合保温板及其制备方法

摘要

本发明涉及复合保温板技术领域，提出了一种高强复合保温板及其制备方法，主要包括由上至下依次设置的防火层和保温层；所述防火层包括以下重量份的组分：第一普通水泥50‑60份、火山灰水泥15‑35份、第一石墨烯1‑2份、氢氧化镁6‑8份、硅藻土10‑16份、羟丙基甲基纤维素2‑4份；所述保温层包括以下重量份的组分：第二普通水泥50‑60份、矿渣水泥15‑35份、第二石墨烯0.5‑1份、聚苯颗粒5‑10份、硅藻土10‑16份、羟丙基甲基纤维素2‑4份。通过上述技术方案，解决了现有技术中的保温板强度较低、防火性能较差的问题。

权利要求

1.一种高强复合保温板，其特征在于，由上至下依次设置防火层和保温层；

所述防火层由以下重量份的组分组成：第一普通水泥50‑60份、火山灰水泥15‑35份、第一石墨烯1‑2份、氢氧化镁6‑8份、硅藻土10‑16份、羟丙基甲基纤维素2‑4份；

所述氢氧化镁为聚丙烯酰胺改性氢氧化镁，所述聚丙烯酰胺改性氢氧化镁的制备方法为：将聚丙烯酰胺加入水中，混合均匀，加入氢氧化镁，混合均匀，浓缩干燥，得到所述聚丙烯酰胺改性氢氧化镁；

所述保温层由以下重量份的组分组成：第二普通水泥50‑60份、矿渣水泥15‑35份、第二石墨烯0.5‑1份、聚苯颗粒5‑10份、硅藻土10‑16份、羟丙基甲基纤维素2‑4份；

所述聚苯颗粒为聚丙烯酰胺改性聚苯颗粒，所述聚丙烯酰胺改性聚苯颗粒的制备方法为：将聚丙烯酰胺加入水中，混合均匀，加入聚苯颗粒，混合均匀，浓缩干燥，得到所述聚丙烯酰胺改性聚苯颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种高强复合保温板，其特征在于，所述防火层中，所述第一普通水泥和火山灰水泥的质量比为2‑3:1。

3.根据权利要求1所述的一种高强复合保温板，其特征在于，所述保温层中，所述第二普通水泥和矿渣水泥的质量比为2‑3:1。

4.一种如权利要求1‑3任意一项所述的高强复合保温板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备防火层浆料：将防火层各原料加入水中，混合均匀，得到防火层浆料；

S2、制备保温层浆料：将保温层各原料加入水中，混合均匀，得到保温层浆料；

S3、注浆压制：依次将所述保温层浆料、所述防火层浆料注入模箱中，压制成型，静置初凝，拆模，养护，切割，得到高强复合保温板。

5.根据权利要求4所述的一种高强复合保温板的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述静置初凝时，静置时间为24‑36h，所述压制成型时，压强为0.2‑0.4MPa，所述养护时，养护时间为7‑8d。

6.根据权利要求1‑3任意一项所述的一种高强复合保温板或根据权利要求4‑5任意一项所述制备方法得到的高强复合保温板在外墙保温系统中的应用。

说明书

一种高强复合保温板及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及复合保温板技术领域，具体的，涉及一种高强复合保温板及其制备方法。

背景技术

[0002] 保温板是一种常见的保温材料，通常用于建筑结构保温。保温板可以分为三类：有机保温板、金属保温板和无机保温板。有机保温板具有重量轻、可加工性好、致密性高和保温隔热效果好的优点，但其防火性能差、变形系数大、稳定性差。金属保温板强度高但价格昂贵，作为建筑保温材料而言会显著提高成本。无机保温板具有节能利废、保温隔热、防火耐冻的优点，但存在强度低、易开裂等问题。

[0003] 复合保温板是由不同材料制成的复合板，它可整合有机保温板和无机保温板的优势，具有很大的市场潜力。但目前现有复合保温板的强度和防火性能还有待提高。因此，亟需研发一种高强复合保温板。

发明内容

[0004] 本发明提出一种高强复合保温板及其制备方法，解决了相关技术中保温板强度较低、防火性能较差的问题。

[0005] 本发明的技术方案如下：

[0006] 本发明提出一种高强复合保温板，包括由上至下依次设置的防火层和保温层；

[0007] 所述防火层包括以下重量份的组分：第一普通水泥50‑60份、火山灰水泥15‑35份、第一石墨烯1‑2份、氢氧化镁6‑8份、硅藻土10‑16份、羟丙基甲基纤维素2‑4份；

[0008] 所述保温层包括以下重量份的组分：第二普通水泥50‑60份、矿渣水泥15‑35份、第二石墨烯0.5‑1份、聚苯颗粒5‑10份、硅藻土10‑16份、羟丙基甲基纤维素2‑4份。

[0009] 作为进一步的技术方案，所述防火层中，所述第一普通水泥和火山灰水泥的质量比为2‑3:1。

[0010] 作为进一步的技术方案，所述保温层中，所述第二普通水泥和矿渣水泥的质量比为2‑3:1。

[0011] 作为进一步的技术方案，所述防火层中，所述氢氧化镁为聚丙烯酰胺改性氢氧化镁。

[0012] 作为进一步的技术方案，所述聚丙烯酰胺改性氢氧化镁的制备方法为：将聚丙烯酰胺加入水中，混合均匀，加入氢氧化镁，混合均匀，浓缩干燥，得到所述聚丙烯酰胺改性氢氧化镁。

[0013] 作为进一步的技术方案，所述聚丙烯酰胺和所述氢氧化镁的质量比为1:8。

[0014] 作为进一步的技术方案，所述保温层中，所述聚苯颗粒为聚丙烯酰胺改性聚苯颗粒。

[0015] 作为进一步的技术方案，所述聚丙烯酰胺改性聚苯颗粒的制备方法为：将聚丙烯酰胺加入水中，混合均匀，加入聚苯颗粒，混合均匀，浓缩干燥，得到所述聚丙烯酰胺改性聚苯颗粒。

[0016] 作为进一步的技术方案，所述聚丙烯酰胺和所述聚苯颗粒的质量比为1:10。

[0017] 本发明还提出了所述高强复合保温板的制备方法，包括以下步骤：

[0018] S1、制备防火层浆料：将防火层各原料加入水中，混合均匀，得到防火层浆料；

[0019] S2、制备保温层浆料：将保温层各原料加入水中，混合均匀，得到保温层浆料；

[0020] S3、注浆压制：依次将所述保温层浆料、所述防火层浆料注入模箱中，压制成型，静置初凝，拆模，养护，切割，得到高强复合保温板。

[0021] 作为进一步的技术方案，步骤S3中，所述静置初凝时，静置时间为24‑36h，所述压制成型时，压强为0.2‑0.4MPa，所述养护时，养护时间为7‑8d。

[0022] 本发明还提出所述高强复合保温板在外墙保温系统中的应用。

[0023] 本发明的工作原理及有益效果为：

[0024] 1、本发明中，高强复合保温板包括防火层和保温层，这使得保温板在拥有优异保温能力的同时，还具备良好的防火性能。其中：

[0025] （1）防火层中，通过普通水泥和火山灰水泥的复配使用，一方面提高了防火层的强度，另一方面可有效阻止火焰向保温层蔓延。防火层中，氢氧化镁的加入，增强了防火层的阻燃性能；

[0026] （2）保温层中，通过普通水泥和矿渣水泥的复配使用，既可以增强保温层的强度，还可以提高保温层的耐热性，延长保温板的使用寿命。保温层中，通过加入聚苯颗粒，可以有效提高保温性能。

[0027] 2、本发明中，通过聚丙烯酰胺对防火层中的氢氧化镁进行改性，一方面可以促使氢氧化镁在防火层中均匀分散，另一方面，聚丙烯酰胺可以增强防火层的交联固化能力，从而进一步增强保温板的强度和防火性能。

[0028] 3、本发明中，通过聚丙烯酰胺对保温层中的聚苯颗粒进行改性，可进一步增强保温板的强度和保温能力。

具体实施方式

[0029] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

[0030] 下述实施例和对比例中，如无特殊说明，第一普通水泥和第二普通水泥的牌号均为P·O 42.5R，火山灰水泥的牌号为P·P 42.5R，矿渣水泥的牌号为P·S·A 42.5R；聚苯颗粒的牌号为BH‑001，聚丙烯酰胺的牌号为HK‑5372，硅藻土的粒径为400目。

[0031] 实施例1

[0032] 一种高强复合保温板的制备方法，包括以下步骤：

[0033] S1、制备防火层浆料：将50份第一普通水泥、15份火山灰水泥、1份第一石墨烯、6份氢氧化镁、10份硅藻土、2份羟丙基甲基纤维素加入21份水中，混合均匀，得到防火层浆料；

[0034] S2、制备保温层浆料：将50份第二普通水泥、15份矿渣水泥、0.5份第二石墨烯、5份聚苯颗粒、10份硅藻土、2份羟丙基甲基纤维素加入21份水中，混合均匀得到保温层浆料；

[0035] S3、注浆压制：依次将保温层浆料、防火层浆料注入模箱中，压制成型，静置初凝，拆模，养护，切割，得到高强复合保温板，其中，静置初凝时的时间为24h，压制成型时的压强为0.2MPa，养护时的时间为7d。

[0036] 实施例2

[0037] 一种高强复合保温板的制备方法，包括以下步骤：

[0038] S1、制备防火层浆料：将60份第一普通水泥、35份火山灰水泥、2份第一石墨烯、8份氢氧化镁、16份硅藻土、4份羟丙基甲基纤维素加入30份水中，混合均匀，得到防火层浆料；

[0039] S2、制备保温层浆料：将60份第二普通水泥、35份矿渣水泥、1份第二石墨烯、10份聚苯颗粒、16份硅藻土、4份羟丙基甲基纤维素加入30份水中，混合均匀得到保温层浆料；

[0040] S3、注浆压制：依次将保温层浆料、防火层浆料注入模箱中，压制成型，静置初凝，拆模，养护，切割，得到高强复合保温板，其中，静置初凝时的时间为36h，压制成型时的压强为0.4MPa，养护时的时间为8d。

[0041] 实施例3

[0042] 本实施例与实施例2的区别仅在于，本实施例步骤S1中，火山灰水泥的重量份数为30份，步骤S2中，矿渣水泥的重量份数为30份。

[0043] 实施例4

[0044] 本实施例与实施例2的区别仅在于，本实施例步骤S1中，火山灰水泥的重量份数为24份，步骤S2中，矿渣水泥的重量份数为24份。

[0045] 实施例5

[0046] 本实施例与实施例2的区别仅在于，本实施例步骤S1中，火山灰水泥的重量份数为20份，步骤S2中，矿渣水泥的重量份数为20份。

[0047] 实施例6

[0048] 本实施例与实施例2的区别仅在于，本实施例步骤S1中，火山灰水泥的重量份数为15份，步骤S2中，矿渣水泥的重量份数为15份。

[0049] 实施例7

[0050] 本实施例与实施例2的区别仅在于，本实施例步骤S1中，将氢氧化镁替换为等量的聚丙烯酰胺改性氢氧化镁，步骤S2中，将聚苯颗粒替换为等量的聚丙烯酰胺改性聚苯颗粒；

[0051] 其中，聚丙烯酰胺改性氢氧化镁的制备方法为：将1份聚丙烯酰胺加入1份水中，混合均匀，加入8份氢氧化镁，混合均匀，浓缩干燥，得到聚丙烯酰胺改性氢氧化镁；

[0052] 聚丙烯酰胺改性聚苯颗粒的制备方法为：将1份聚丙烯酰胺加入1份水中，混合均匀，加入10份聚苯颗粒，混合均匀，浓缩干燥，得到聚丙烯酰胺改性聚苯颗粒。

[0053] 对比例1

[0054] 本对比例与实施例1的区别仅在于，本实施例步骤S1中，未加入火山灰水泥，第一普通水泥的重量份数为65份，步骤S2中，未加入矿渣水泥，第二普通水泥的重量份数为65份。

[0055] 对比例2

[0056] 本对比例与实施例1的区别仅在于，本实施例步骤S1中，未加入氢氧化铝，步骤S2中，未加入聚苯颗粒。

[0057] 对比例3

[0058] 一种高强复合保温板的制备方法，包括以下步骤：

[0059] S1、制备浆料：将100份普通水泥、15份火山灰水泥、15份矿渣水泥、1.5份石墨烯、6份氢氧化镁、5份聚苯颗粒、20份硅藻土、4份羟丙基甲基纤维素加入42份水中，混合均匀，得到浆料；

[0060] S2、注浆压制：将浆料注入模箱中，压制成型，静置初凝，拆模，养护，切割，得到高强复合保温板，其中，静置初凝时的时间为24h，压制成型时的压强为0.2MPa，养护时的时间为7d。

[0061] 对实施例1‑7和对比例1‑3制备得到的高强复合保温板进行如下性能测试：

[0062] ①垂直于表面抗拉强度：根据GB/T 30804‑2014《建筑用绝热制品 垂直于表面抗拉强度的测定》测定高强复合保温板的抗拉强度；

[0063] ②导热系数：根据GB/T 10294‑2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法》测定高强复合保温板的导热系数；

[0064] ③燃烧性能：根据GB 8624‑2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》测定高强复合板的燃烧性能。

[0065] 测试结果如下表1所示。

[0066] 表1高强复合保温板性能测试结果

[0067]

[0068] 由表1可知，本发明制备的高强复合保温板具有较高的垂直于表面抗拉强度、较低的导热系数和优良的阻燃性能。由实施例2‑6可看出，当防火层中第一普通水泥和火山灰水泥的质量比为2‑3:1、保温层中第二普通水泥和矿渣水泥的质量比为2‑3:1时，保温板可具有优良的抗拉能力和保温能力。实施例2和实施例7对比表明，通过聚丙烯酰胺对防火层中的氢氧化镁和保温层的聚苯颗粒进行改性，可以进一步增强保温板的强度和保温能力。

[0069] 实施例1和对比例1对比表明，通过普通水泥和火山灰水泥、矿渣水泥的复配使用，能有效增强保温板的抗拉强度，提高防火能力和保温能力。实施例1和对比例2对比表明，氢氧化镁和聚苯颗粒的加入，有助于提高保温板的保温能力和防火能力。实施例1和对比例3对比表明，本发明通过设置防火层和保温层，在稳定强度的同时，能够有效改善保温板的防火性能和保温能力。

[0070] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。