專利名稱：一種保溫阻燃建筑材料及其制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及保溫建筑材料領域，具體涉及一種具有保溫阻燃功能的建筑材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，而能源的發(fā)展相對滯后，解決能源短缺的一個最好辦法就是節(jié)約能源。因此，不斷研究和開發(fā)節(jié)能新材料是國家的長期發(fā)展戰(zhàn)略。由于建筑能耗在所有能耗中占有較大的比重，目前越來越受到重視。建筑節(jié)能主要通過使用保溫隔熱材料減少熱流失以保證室內(nèi)溫度恒定，從而減少用于致熱或制冷的能源。由于有機保溫材料導熱系數(shù)低，隔熱保溫性能良好，目前被廣泛應用于建筑節(jié)能。 但是有機保溫材料存在著種種弊端，比如原材料使用石油資源、環(huán)保性差、易燃、耐候性差、 易老化等。尤其是隨著推廣應用進一步深入，有機保溫材料易燃的缺陷逐步暴露，嚴重的威脅到人們的安全。鑒于此，公安部于2011年3月發(fā)布了公消[2011]65號文件，要求民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級不燃的材料，因此有機保溫材料面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。利用多孔、蜂窩狀的輕質(zhì)無機材料制備無機保溫材料是另一條保溫途徑。無機保溫材料具有原材料環(huán)保、不燃、耐候性能優(yōu)異、不易老化的特性，既符合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的要求，又符合節(jié)能減排的要求。這為無機保溫隔熱材料提供了極好的發(fā)展空間。但無機保溫材料也存在不足，主要表現(xiàn)在導熱系數(shù)較高，易吸水、保溫效果差，材料存在脆性，易收縮開裂等。膨脹珍珠巖是一種質(zhì)優(yōu)價廉的保溫材料，我國目前年生產(chǎn)能力約1000萬立方，但是膨脹珍珠巖的吸水率極高，吸水后導熱系數(shù)迅速增大，保溫效果急劇下降。因此，必須對這種材料進行改性，使其具備防水功能，將吸水率降低到外保溫材料的允許范圍內(nèi)。?；⒅榫哂辛己玫拈]孔率，但閉孔率遠不能滿足高效保溫的需求，尤其在施工過程中很容易導致輕骨料破損。另外，膨脹蛭石、漂珠、硅藻土等多孔材料均因吸水而影響保溫效果。為了降低導熱系數(shù)和吸水率，通常需要對無機輕骨料進行閉孔處理。為了增韌增強，通常需要加入聚丙烯纖維等材料進行處理，但由于聚丙烯纖維成本高，而且易燃，限制了其大比例使用。因此，為了廣泛推廣無機保溫材料，需要深入研究并對多孔材料進行改進。公開號CN1944318A的專利文獻報道了一種無機保溫砂漿及制備方法。該技術(shù)發(fā)明采用引氣粉發(fā)泡來降低導熱系數(shù)。保溫效果有較大的提高，但該工藝由于是現(xiàn)場施工，存在很大的不確定性。另外，由于過度的發(fā)泡易導致材料發(fā)脆，強度降低，限制了其廣泛應用。公開號CN1010M^6A的專利文獻報道了一種QH無機中空(?；⒅?保溫砂漿。 該技術(shù)發(fā)明采用?；⒅闉檩p骨料，復合纖維為增強材料。但在實際使用中，由于玻化微珠的閉孔特性，導致其與凝膠材料結(jié)合力下降，施工中易脫落。公開號CN1559%4的專利文獻報道了一種膨脹珍珠巖-硬硅鈣石復合保溫材料及其制備方法。該技術(shù)發(fā)明采用低密度膨脹珍珠巖，容重在60 100kg/m3，將膨脹珍珠巖原料混入硬硅鈣石活性料漿，制備保溫材料。盡管膨脹珍珠巖密度低，但由于吸水性，導致材料在使用過程中極易吸潮，導熱系數(shù)升高，降低保溫效果。
公開號CN101081728A的專利文獻報道了一種硅酸鈣微珠保溫砂漿及其施工方法。該技術(shù)發(fā)明使硅酸鈣在玻化微珠表面形成保護膜，從而增加?；⒅榈谋砻鎻姸取Ｓ捎谥桓倪M了?；⒅榈膹姸?，導熱系數(shù)仍然較高，為0. 096-0. 098ff/(m · K)，保溫效果不明Mo
公開號CN101182174A的專利文獻報道了一種改性?；锌瘴⒅榉阑鹕皾{。該技術(shù)發(fā)明通過使用水性偶聯(lián)劑使?；⒅榕c凝膠材料更易結(jié)合，從而提高的材料的抗壓強度。但該專利未能解決材料發(fā)脆的缺陷。
上述資料報道，有機保溫存在易燃缺陷，而無機保溫材料則存在導熱系數(shù)高、保溫效果差、易吸水、易發(fā)脆等缺陷。發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種保溫阻燃建筑材料，具體講是利用界面改性劑的快速凝結(jié)作用和封閉作用將片狀無機粉體包覆于輕骨料表面進行閉孔處理，形成中空蓬松，有堅硬密閉外殼的輕骨料，從而降低導熱系數(shù)和吸水性，提高保溫效果。選用大長徑比纖維狀無機晶須材料作為增強、增韌材料，提高材料的抗壓強度和柔韌性。從根本上解決了無機保溫材料保溫效果低、易發(fā)脆的缺陷。本發(fā)明不但保溫效果好，而且原材料全部選用 A級不燃材料，具有良好的阻燃效果。并提供一種保溫阻燃建筑材料的制備方法，該技術(shù)工藝簡短，可連續(xù)化操作，易于實施與控制，利于工業(yè)化推廣應用。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的保溫阻燃建筑材料是由按下列重量份混合組成
輕骨料45-50份，
無機膠凝材料45-50份，
增韌劑5-10份，
界面改性劑3-10份，
分散助劑0.5-2份。
其中所說的輕骨料為A級不燃的多孔網(wǎng)狀無機材料膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、粉煤灰、?；⒅?、漂珠、硅藻土中的至少一種；
所說的無機膠凝材料為石灰、硅酸鹽水泥，鋁酸鹽水泥，硫鋁酸鹽水泥，氟鋁酸鹽水泥、石膏中的至少一種；
所說的增韌劑為平均粒徑為20-100微米、長/徑比為20/1-50/1的鎂鹽晶須、碳酸鈣晶須、硫酸鈣晶須、碳酸鉀晶須中的至少一種；
所說的界面改性劑由片狀無機粉體、快凝劑、硬化劑復合而成，復合重量份組成為片狀無機粉體60-70份，快凝劑25-35份，硬化劑0. 5-3份；
所說的分散助劑是由保水劑、減水劑、增稠劑等復合而成的常規(guī)助劑。
本發(fā)明利用界面改性劑快速凝結(jié)作用和封閉作用使多孔或者網(wǎng)狀無機輕質(zhì)材料進行閉孔處理，極大的降低了輕骨料的導熱系數(shù)，提高了耐水性能。界面改性劑由片狀無機粉體、快凝劑、硬化劑復合而成。其中所說的片狀無機粉體為粒徑在10-50微米的硅酸鎂、 硅酸鋁、硫酸鋇、膨潤土、云母粉、葉臘石中的至少一種；快凝劑為高鋁凝膠材料、菱鎂膠凝材料中的一種；硬化劑為活性硅粉、輕燒氧化鎂、氯化鎂、明礬石中的至少一種。
本發(fā)明提供保溫阻燃建筑材料的具體制作方法，步驟如下1、將輕骨料、界面改性劑(片狀無機粉體、快凝劑、硬化劑)加入臥式筒狀旋轉(zhuǎn)攪拌機，筒內(nèi)設有4-6處噴淋裝置，攪拌速度為50-100rpm，攪拌3_5分鐘，并通過噴淋裝置噴灑適量水，水的用量以濕潤界面改性劑為準，參考用水量為界面改性劑重量的5-10%，使界面改性劑完全粘附于輕骨料并快速凝固。作為備用材料；2、將無機膠凝材料、增韌劑加入通用雙軸無重力混合機，混合機裝有飛刀組，在攪拌速度為100-500rpm，攪拌時間5_10分鐘條件下，將增韌劑快速均勻分散在無機膠凝材料中；3、將步驟1)中得到的改性輕骨料、分散助劑加入步驟2)中，攪拌速度為 50-100rpm，攪拌3_5分鐘，使輕骨料與無機膠凝材料混合均勻；4、將步驟幻得到的混合料出料，稱量，包裝，得到一種保溫阻燃建筑材料。本發(fā)明的保溫阻燃建筑材料具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明利用界面改性劑的快速凝結(jié)作用，通過臥式筒狀旋轉(zhuǎn)攪拌機筒內(nèi)的噴淋裝置使界面改性劑濕潤并快速凝結(jié)從而對輕骨料表面進行閉孔處理，降低了輕骨料多孔材料的導熱系數(shù)和吸水性，增強了保溫效果。同時輕骨料表面粘結(jié)性增強，無機膠凝材料與輕骨料結(jié)合緊密，有效提高了抗壓強度。2、本發(fā)明選用大長徑比纖維狀晶須材料作為增強材料，提高材料的抗壓強度和柔韌性，從根本上解決無機保溫材料易發(fā)脆、易脫落的缺陷。施工不需做墻面拉毛或界面處理，可以直接抹面，粘結(jié)牢固。3、本發(fā)明使得無機保溫材料對輕骨料的選擇范圍更大，輕骨料可以選擇閉孔、多孔、蜂窩狀、網(wǎng)狀等多種結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)材料，極大地推動了無機保溫材料的應用選擇，提高了保溫效果。4、本發(fā)明所有組成的主輔材料均選用A級不燃材料，具有高溫不燃性能。5.該保溫阻燃材料生產(chǎn)技術(shù)工藝簡短，可連續(xù)化操作，易于實施與控制，利于工業(yè)化推廣應用。以下具體實施方式
，對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進一步的詳細說明。但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
具體實施例方式實施例11)將膨脹蛭石50kg、膨潤土 4. 2kg、菱鎂膠凝材料2. 1kg、活性硅粉0. 14kg加如臥式旋轉(zhuǎn)攪拌機，攪拌速度為50rpm，攪拌的同時噴灑0. Mkg，攪拌時間5分鐘，作為備用材料；2)將425#硅酸鹽水泥45kg、碳酸鉀晶須4kg、硫酸鈣晶須2kg加入到雙軸無重力混合機，攪拌速度為300rpm，攪拌時間5分鐘；3)將步驟1)中的改性輕骨料、分散助劑Ikg加入步驟2)中，攪拌速度為lOOrpm， 攪拌3分鐘；4)將步驟幻得到的混合料出料，稱量，包裝，得到一種保溫阻燃建筑材料。
權(quán)利要求
1.一種保溫阻燃建筑材料，其特征是由下列重量份比例混合組成 輕骨料45-50份，無機膠凝材料 45-50份， 增韌劑5-10份，界面改性劑3-10份，分散助劑0. 5-2份，其中，所說的輕骨料為A級不燃材料膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、粉煤灰、玻化微珠、漂珠、 硅藻土中的至少一種；其中所說的無機膠凝材料為石灰、硅酸鹽水泥，鋁酸鹽水泥，硫鋁酸鹽水泥，氟鋁酸鹽水泥、石膏中的至少一種；其中所說的增韌劑為鎂鹽晶須、碳酸鈣晶須、硫酸鈣晶須、碳酸鉀晶須中的至少一種； 其中所說的界面改性劑由片狀無機粉體、快凝劑、硬化劑復合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的保溫阻燃建筑材料，其特征是增韌劑為平均粒徑為50-100 微米、長/徑比為20/1-50/1的鎂鹽晶須、碳酸鈣晶須、硫酸鈣晶須、碳酸鉀晶須中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的保溫阻燃建筑材料，其特征是其中所說的界面改性劑由片狀無機粉體、快凝劑、硬化劑復合而成，復合重量份組成為片狀無機粉體60-70份％，快凝劑 25-35份，硬化劑0. 5-3份。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所說的保溫阻燃建筑材料，其特征是片狀無機粉體為粒徑在10-50 微米的硅酸鎂、硅酸鋁、硫酸鋇、膨潤土、云母粉、葉臘石中的至少一種；快凝劑為高鋁凝膠材料、菱鎂膠凝材料中的一種；硬化劑為活性硅粉、輕燒氧化鎂、氯化鎂、明礬石中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利1要求所說的一種保溫阻燃建筑材料，其特征是具體制作步驟如下①將輕骨料、界面改性劑加入臥式筒狀旋轉(zhuǎn)攪拌機，筒內(nèi)設有4-6處噴淋裝置，攪拌速度為50-100rpm，攪拌3-5分鐘，并通過噴淋裝置噴灑適量水，水的用量以濕潤界面改性劑為準，參考用水量為界面改性劑重量的5-10%，使界面改性劑完全粘附于輕骨料并快速凝固。作為備用材料；②將無機膠凝材料、增韌劑加入通用雙軸無重力混合機，混合機裝有飛刀組，在攪拌速度為100-500rpm，攪拌時間5_10分鐘條件下，將增韌劑快速均勻分散在無機膠凝材料中；③將分散助劑、步驟1)得到的改性輕骨料加入步驟幻中，攪拌速度為50-100rpm，攪拌 3-5分鐘，使輕骨料與無機膠凝材料混合均勻；④將步驟幻得到的混合料出料，稱量，包裝，得到一種保溫阻燃建筑材料。 全文摘要
一種保溫阻燃建筑材料及制備方法，其特征在于保溫阻燃建筑材料重量份組成為輕骨料45-50份，無機膠凝材料45-50份，增韌劑5-10份，界面改性劑3-10份，分散助劑0.5-2份。通過界面改性劑的快凝作用和封閉作用對輕骨料表面進行閉孔處理，選用大長徑比纖維狀無機晶須材料作為增強增韌材料，從根本上解決了無機保溫材料保溫效果低、易發(fā)脆的缺陷。本發(fā)明原材料全部選用A級不燃材料，具有良好的阻燃效果。該保溫阻燃材料生產(chǎn)技術(shù)工藝簡短，可連續(xù)化操作，易于實施與控制，利于工業(yè)化推廣應用。
文檔編號C04B28/00GK102503289SQ20111037525
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者曾軍堂, 陳慶 申請人:成都新柯力化工科技有限公司