一种膨化硅酸盐材料成型用无机胶粘剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种膨化硅酸盐材料成型用无机胶粘剂及其制备方法，属于耐高温胶粘剂领域。包括胶水、固化剂、防水剂；质量比分别为95%～96%的胶水、2%～3%的固化剂、1.5%～2.5%的防水剂；本发明制备的膨化硅酸盐防火保温板用无机胶粘剂原料资源丰富、经济，且无毒无害、不含挥发性有机化合物成分，对环境友好，并且制备的膨化硅酸盐防火保温板无游离甲醛释放，属绿色环保型材料；采用本发明制备的无机胶粘剂制造的膨化硅酸盐防火保温板，力学强度高，防水性能好，并且耐高温，燃烧性能达到国家A1级防火标准。高温燃烧下不产生危害人体健康的烟气。
【专利说明】一种膨化硅酸盐材料成型用无机胶粘剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无机胶粘剂，特别涉及一种膨化硅酸盐材料成型用无机胶粘剂及其制备方法，属于耐高温胶粘剂领域。
【背景技术】
[0002]膨化硅酸盐防火保温材料在工业与民用建筑中的应用非常广泛，可用于防火门芯、外墙保温材料以及室内装饰等。膨化硅酸盐防火保温板一般是由胶粘剂和膨化硅酸盐压制而成。现在一部分膨化硅酸盐防火保温板的生产添加有机胶粘剂，如酚醛树脂、脲醛树脂等，虽然增强了粘结强度，但是在制造和使用的过程中会不断释放甲醛，危害人体健康。并且有机胶粘剂易燃、耐热性差(使用温度在200°C以下)、价格昂贵、容易老化。市售无机胶粘剂种类极少，粘结强度低(室温下的粘结强度低于20MPa)，防水性能差；制备的膨化硅酸盐防火保温板易断，受潮易变形。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决现用胶粘剂耐热性、防水性、粘结性差的问题，提供一种膨化硅酸盐材料成型用无机胶粘剂及其制备方法。该无机胶粘剂无甲醛释放，耐高温(可承受1100°C的高温)，粘结强度高(室温下的粘结强度高于23MPa)，防水性能好(憎水率达98%)。
[0004]本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
[0005]本发明的目的一种膨化硅酸盐材料成型用无机胶粘剂，包括胶水、固化剂、防水剂;质量比分别为，95%?96%的胶水、2%?3%的固化剂、1.5%?2.5%的防水剂；
[0006]所述胶水是硅酸锂、硅溶胶、水玻璃(模数为3.4)和聚乙烯醇的混合物，混合比例(质量比)为 10% ?14%、8% ?12%、70% ?80%、3% ?5% ；
[0007]所述固化剂是由磷酸二氢钾、无水氯化钙、半水石膏和氟硅酸钾配制而成，配置比例(质量比)为 15% ?20%、20% ?25%、20% ?25%、35% ?40% ；
[0008]所述防水剂是甲基含氢硅油乳液和甲基羟基硅油乳液，配置比例(质量比)为1:1。
[0009]本发明的目的一种膨化硅酸盐材料成型用无机胶粘剂的制备方法，包括以下步骤:
[0010]步骤一、制备胶水
[0011 ] 将水玻璃溶液和硅酸锂溶液混合均匀，加热至65°C，搅拌下向其中加入硅溶胶，充分搅拌使其混合均匀；逐渐加入聚乙烯醇，继续加热0.5-lh(加热时间过长，胶水变粘稠，影响拌料和板材成型；加热时间不足，胶水中残留的水分太多，粘度低)，停止加热，冷却至室温即可；
[0012]其中水玻璃、硅酸锂、硅溶胶、聚乙烯醇的质量分别占总胶水质量的70%?80%、10% ?14%、8% ?12%、3% ?5% ；
[0013]步骤二、制备固化剂[0014]将磷酸二氢钾、无水氯化钙、半水石膏和氟硅酸钾加入球磨机中进行粉碎，使其达到1000目以上；
[0015]其中，磷酸二氢钾、无水氯化钙、半水石膏和氟硅酸钾分别占固化剂的质量比为15% ?20%、20% ?25%、20% ?25%、35% ?40% ；
[0016]步骤三、制备无机胶粘剂
[0017]在常温下将制备好的胶水与固化剂、防水剂混合均匀，即可得到无机胶粘剂；质量比分另Ij占总体胶粘剂的95%?96%、2%?3%、1.5%?2.5%。
[0018]无机胶粘剂的应用
[0019]本发明的无机胶粘剂适用于膨化蛭石材料、膨化珍珠岩材料以及两者混合材料的成型。
[0020]利用无机胶粘剂制备膨化硅酸盐防火保温板的方法，具体步骤如下:
[0021]将制备好的无机胶粘剂与膨化硅酸盐材料按照质量比0.6:1投入拌料机内，搅拌均匀后将其倒入模具中，热压成型，脱模，待降至常温，即得到防火保温板。
[0022]有益效果:
[0023]I)本发明制备的膨化硅酸盐防火保温板用无机胶粘剂原料资源丰富、经济，且无毒无害、不含挥发性有机化合物成分，对环境友好，并且制备的膨化硅酸盐防火保温板无游离甲醛释放，属绿色环保型材 料；
[0024]2)本发明使用的水玻璃、硅酸锂以及硅溶胶结构中含有大量的S1-O键，决定了它的耐热性和难燃性。水玻璃硬化后的主要成分为硅凝胶和固体，比表面积大，具有较高的粘结力。硅酸锂溶液具有自干性，溶液水分蒸发后，能生成一种不溶于水的干膜，具有水不可逆性。并且，硅酸锂和水玻璃混合使用，还可改善硅酸锂的成膜反应，从而提高膨化蛭石防火保温板的耐水性能。硅溶胶粘结力强、耐高温。聚乙烯醇可提高膨化硅酸盐板的韧性；
[0025]3)本发明使用的防水剂甲基含氢硅油分子中含有活泼的S1-H键，易发生交联反应，能在膨化硅酸盐板表面形成防水膜，甲基含氢硅油乳液与甲基羟基硅油乳液共用，可极大的提闻疏水性；
[0026]4)本发明使用的固化剂磷酸二氢钾水溶液呈酸性，可促进水玻璃的水解向生成硅溶胶的方向进行，从而增快水玻璃的固化速度。无水氯化钙用作防冻剂，增强膨化硅酸盐防火保温板的耐寒能力。半水石膏可加速固化。氟硅酸钾用作水玻璃的促凝剂，除中和水玻璃溶液中的氢氧化钠使其析出二氧化硅凝胶而硬化外，氟硅酸钾本身也是二氧化硅凝胶的来源，氟硅酸钾也能提高水玻璃的耐水性。固化剂可以和胶水发生化学反应，固化后可形成结构坚固的网状大分子，提高膨化硅酸盐防火保温板的耐水性、韧性和强度；
[0027]5)采用本发明制备的无机胶粘剂制造的膨化硅酸盐防火保温板，力学强度高，防水性能好，并且耐高温，燃烧性能达到国家Al级防火标准。高温燃烧下不产生危害人体健康的烟气。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明的无机胶粘剂具体制备流程图。
【具体实施方式】[0029]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0030]实施例1
[0031]将硅溶胶和氢氧化锂粉末按重量比3:1加入反应釜，在60°C且搅拌下混合反应lh-1.5h，即可得到稳定的微乳白色硅酸锂溶液(以下反应用到的硅酸锂水溶液都是由此法制得)。
[0032]将100份(重量份数，以下同)模数为3.4的水玻璃和15份硅酸锂水溶液加入反应釜里搅拌均匀，加热温度为65 °C。加入硅溶胶15份和聚乙烯醇2份，搅拌下继续加热
0.5-lh。停止加热，冷却至室温。然后加入防水剂3份和固化剂4份(固化剂先经球磨机研磨至1000目以上)，搅拌均匀即可。胶粘剂的模数为3.4-3.6，固含量38-41%，波美度38-42，用涂-4粘度计测得粘度为55-65s。
[0033]将制备好的无机胶粘剂与膨化硅酸盐材料按照质量比0.6:1投入拌料机内，搅拌均匀后将其倒入模具中，热压成型，脱模，待降至常温，即得到防火保温板。其性能指标如表
1、2所示。
[0034]表I膨化蛭石防火保温板性能指标
[0035]
【权利要求】
1.一种膨化硅酸盐材料成型用无机胶粘剂，其特征在于:包括胶水、固化剂、防水剂；质量比分别为95%?96%的胶水、2%?3%的固化剂、1.5%?2.5%的防水剂。
2.如权利要求1所述的一种膨化硅酸盐材料成型用无机胶粘剂，其特征在于:所述胶水是硅酸锂、硅溶胶和水玻璃和聚乙烯醇的混合物，混合质量比为10%?14%、8%?12%、70% ?80%、3% ?5%。
3.如权利要求1所述的一种膨化硅酸盐材料成型用无机胶粘剂，其特征在于:所述固化剂是由磷酸二氢钾、无水氯化钙、半水石膏和氟硅酸钾配制而成，配置比例(质量比)为15% ?20%、20% ?25%、20% ?25%、35% ?40%。
4.如权利要求1所述的一种膨化硅酸盐材料成型用无机胶粘剂，其特征在于:所述防水剂是甲基含氢硅油和甲基羟基硅油的乳液混合物，配置质量比为1:1。
5.一种膨化硅酸盐材料成型用无机胶粘剂的制备方法，其特征在于:具体步骤如下:步骤一、制备胶水将水玻璃溶液和硅酸锂溶液混合均匀，加热至65°C，搅拌下向其中加入硅溶胶，充分搅拌使其混合均匀；逐渐加入聚乙烯醇，继续加热0.5-lh，停止加热，冷却至室温即可；步骤二、制备固化剂 将磷酸二氢钾、无水氯化钙、半水石膏和氟硅酸钾加入球磨机中进行粉碎，使其达到1000目以上；步骤三、制备无机胶粘剂在常温下将制备好的胶水与固化剂、防水剂混合均匀，即可得到无机胶粘剂；质量比分别占总体胶粘剂的95%?96%、2%?3%、1.5%?2.5%。
6.如权利要求5所述的一种膨化硅酸盐材料成型用无机胶粘剂的制备方法，其特征在于:步骤一中水玻璃、硅酸锂、硅溶胶和聚乙烯醇的质量分别占总胶水质量的70%?80%、10%?14%、8%?12%、3%?5% ;步骤二中磷酸二氢钾、无水氯化钙、半水石膏和氟硅酸钾分别占固化剂的质量比为15%?20%、20%?25%、20%?25%、35%?40%。
7.如权利要求1所述的一种膨化硅酸盐材料成型用无机胶粘剂，其特征在于:利用无机胶粘剂制备膨化硅酸盐防火保温板的方法，具体步骤如下:将制备好的无机胶粘剂与膨化硅酸盐材料按照质量比0.6:1投入拌料机内，搅拌均匀后将其倒入模具中，热压成型，脱模，待降至常温，即得到防火保温板。
【文档编号】C04B12/00GK103435283SQ201310359723
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】刘吉平, 刘凯 申请人:北京理工大学