一种无机硫酸钙晶须保温板及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种无机硫酸钙晶须保温板，其特征在于：其由如下重量百分比的原料制成：硫酸钙晶须：30～50％，普通水泥：0.1～10％，硅灰：0.1～10％，防水剂：2～5％，水：30～50％。本发明还公开了该无机硫酸钙晶须保温板的制备方法。本发明提供的保温板具有A1级防火性、轻质高强、防水性能优异、导热系数低等优点，是一种具有实际应用价值的优质建筑外墙保温板。本发明还公开制备无机硫酸钙晶须保温板的制备方法；其采用一步成型法，工艺过程包括干料预混、液料预混、制浆、静置成型、脱模、干燥、高温热处理等步骤。
【专利说明】一种无机硫酸钙晶须保温板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑材料制造【技术领域】，具体涉及一种建筑用的无机硫酸钙晶须保温板及其制备方法。
【背景技术】
[0002]我国作为建筑大国，建筑能耗占全国总能耗的27%左右,但是建筑节能水平远低于世界发达国家，单位建筑能耗是气候相近发达国家的3-5倍。发展新型建筑节能环保材料对于提高资源利用率、改善环境、节能减排，具有重要的现实意义。建筑用保温板主要用于建筑物墙体、屋顶、窗户、地板等部位，起到隔热保温的作用，是建筑节能环保的重要指标。传统的保温材料以有机保温材料为主，隔热保温效果好，但是存在易燃问题；公消[2011]65号明确要求“民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料”。无机保温材料具有防火性能好、强度高、无热老化问题等优点，但是吸水率较高、机械加工性能差，影响其推广应用。目前，乃至今后较长的一段时间，节能建筑市场所需的保温材料应具备保温隔热性好、防水防潮性好、不燃、质轻、强度适中、干燥收缩率小、绿色环保、价格易被用户所接受等特点。
[0003]硫酸钙晶须 也叫石膏微纤维，是世界上最新一代高性能复合材料增强剂，是一种纤维状单晶体功能材料，它集聚了无机填料和增强纤维的优势于一身，是复合材料中最为高档的增强组织，是毒性最低的绿色环保材料。硫酸钙晶须相对于纤维有固定的横截面形状、完整的外形、完善的内部结构，具有十分优良的力学性能和物理性能:极高的抗拉强度、弹性模量、耐磨耗、耐高温、隔热、优异的化学稳定性和相容性，尤其是晶须显微填充和增强性特别好，并且有其它晶须无可比拟的性价比，为造纸、塑料、橡胶、涂料、摩擦材料等行业提供优质的增强组元，可用其开发各种新型高水平的轻质、高比强、耐磨的增强复合材料。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种建筑用无机硫酸钙晶须保温板及其制备方法，以制备出具有良好隔热保温性能、轻质高强、防水性能优异、符合Al级防火性能要求的无机硫酸钙晶须保温板。
[0005]本发明为实现上述目的而采用的技术方案为:
[0006]一种无机硫酸钙晶须保温板，其由如下重量百分比的原料制成:
[0007]
硫酸钙晶须 30~50%，
普通水泥0.1~丨0%，
硅灰0.1~10%，
防水剂2~5%，
水30~50%。[0008]所述的硫酸钙晶须为由工业副产石膏制备而成的α型半水硫酸钙晶须，长度为10~100 μ m，长径比为10~20，所述工业副产石膏包括脱硫石膏、磷石膏或氟石膏。
[0009]所述无机硫酸钙晶须保温板，其本体内包含大量的微孔结构，微孔体积占比为40~60 %，干密度为800~850kg/m3，吸水率为≤5 %，导热系数为〈0.1ff/ (m*K)，符合Al级防火性能的要求。
[0010]一种上述的无机硫酸钙晶须保温板的制备方法，其包括如下步骤:
[0011](I)预备原料:原料各组分及其重量百分比如下:
[0012]
硫酸钙晶须 30~50%，
普通水泥0，1~10%，
硅灰0.1~10%，
防水剂2~5%，
水30~50% ；
[0013](2)将硫酸钙晶须、普通水泥、硅灰按照步骤(1)中重量百分比投入到搅拌桶中，预混合均匀，得到干混料；
[0014](3)将防水剂和水按照步骤(1)中重量百分比混合均匀，加入到干混料中，继续搅拌均匀，得到浆料；
[0015](4)将浆料倒入到模具中，室温静置成型，脱模得到湿坯；
[0016](5)湿坯经过干燥、高温热处理得到建筑用的无机硫酸钙晶须保温板。
[0017]所述步骤(5)中的干燥，其干燥过程采用烘箱鼓风干燥，干燥温度为80~110°C，干燥时间为12~24h。[0018]所述步骤(5)中的高温热处理，其热处理过程采用分段热处理方式，先低温150~2500C，保温I~3h，再高温400~600°C，保温2~4h。
[0019]本发明的有益效果:
[0020]1.节能环保:所采用的原料是由脱硫石膏、磷石膏或氟石膏等工业副产石膏制备而成的α型半水硫酸钙晶须，充分利用燃煤电厂、磷化工及氟化工工业副产石膏，节约能源，保护环境；
[0021]2.采用一步成型法，工艺过程简单易控，易于实现工业化生产；
[0022]3.所制备的无机硫酸钙晶须保温板具有Al级防火性能，克服了有机保温板易燃的缺陷，同时又解决了无机保温板防水性能差的问题，具有良好的防水性；
[0023]4.所制备的无机硫酸钙晶须保温板具有轻质高强的特性，干密度小，机械强度高，完全满足外保温材料的各项性能指标要求,施工成本低。
[0024]下面结合附图与【具体实施方式】，对本发明进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明的无机硫酸钙晶须保温板的表面疏水性能不意图；
[0026]图2为本发明的无机硫酸钙晶须保温板的横断面的金相显微照片；【具体实施方式】
[0027]实施例1:本实施例提供的无机硫酸钙晶须保温板的制备方法，其包括如下步骤:
[0028](I)预备原料:原料各组分及其重量百分含量如下:
[0029]
硫酸钙晶须 45%，
普通水泥1.0%，
硅灰0.5%，
防水剂5%,
水48.5% I
[0030](2)称取900g硫酸钙晶须、20g普通水泥、IOg硅灰，投入到搅拌桶中，搅拌混合均匀，得到干混料；
[0031](3)称取100g 防水剂加入到970g水中，搅拌混合均匀，加入到上述干混料中，继续搅拌均匀，得到浆料；
[0032](4)将浆料倒入到90CmX90CmX10Cm的模具中，室温静置成型，脱模得到湿坯；
[0033](5)湿坯放置于鼓风干燥箱中100°C干燥20h，程控高温煅烧炉中250°C煅烧2h、500°C煅烧2h，得到建筑用无机硫酸钙晶须保温板。
[0034]上述制备的无机硫酸钙晶须保温板，各项性能指标均能符合国家标准GB/T20473-2006规定的各项指标。微孔体积占比为50%，干密度为820kg/m3，吸水率为3.2%，导热系数为0.036W/ (m*K)，符合Al级防火性能的要求。
[0035]实施例2:
[0036]本实施例提供的无机硫酸钙晶须保温板及其制备方法，其与实施例1基本相同，其不同之处在于:
[0037]—种无机硫酸钙晶须保温板的制备方法，其包括如下步骤:
[0038](I)预备原料:原料各组分及其重量百分含量如下:
[0039]
硫酸钙晶须 50%，
普通水泥0.5%，
硅灰0.5%，
防水剂4%，
水45% ；
[0040](2)称取1000g硫酸|丐邮4、IOg普通水泥、IOg娃灰,投入到搅拌桶中，搅拌混合均匀，得到干混料；
[0041 ] (3)称取80g防水剂加入到900g水中，搅拌混合均匀，加入到上述干混料中，继续搅拌均匀，得到浆料；
[0042](4)将浆料倒入到90CmX90CmX10Cm的模具中，室温静置成型，脱模得到湿坯；
[0043](5)湿坯放置于鼓风干燥箱中100°C干燥15h，程控高温煅烧炉中200°C煅烧2h、400°C煅烧2h，得到建筑用无机硫酸钙晶须保温板。
[0044]上述制备的无机硫酸钙晶须保温板，各项性能指标均能符合国家标准GB/T20473-2006规定的各项指标。微孔体积占比为60%，干密度为810kg/m3，吸水率为3.0%，导热系数为0.032W/ (m*K)，符合Al级防火性能的要求。
[0045]实施例3:
[0046]本实施例提供的无机硫酸钙晶须保温板及其制备方法，其与实施例1、2基本相同，其不同之处在于:
[0047]一种无机硫酸钙晶须保温板的制备方法，其包括如下步骤:
[0048](I)预备原料:原料各组分及其重量百分含量如下:
[0049]
硫酸钙晶须 40%，
普通水泥10%，
硅灰5%,
防水剂3%，
水42% ；
[0050](2)称取800g硫酸钙晶贞、200g普通水泥、100g硅灰，投入到搅拌桶中，搅拌混合均匀，得到干混料；
[0051 ] (3)称取60g防水剂加入到840g水中，搅拌混合均匀，加入到上述干混料中，继续搅拌均匀，得到浆料；
[0052](4)将浆料倒入到90CmX90CmX10Cm的模具中，室温静置成型，脱模得到湿坯；
[0053](5)湿坯放置于鼓风干燥箱中110°C干燥12h，程控高温煅烧炉中150°C煅烧3h、400°C煅烧4h，得到建筑用无机硫酸钙晶须保温板。
[0054]上述制备的无机硫酸钙晶须保温板，各项性能指标均能符合国家标准GB/T20473-2006规定的各项指标。微孔体积占比为40%，干密度为850kg/m3，吸水率为3.3%，导热系数为0.037W/ (m*K)，符合Al级防火性能的要求。
[0055]实施例4:
[0056]本实施例提供的无机硫酸钙晶须保温板及其制备方法，其与实施例1、2、3基本相同，其不同之处在于:
[0057]—种无机硫酸钙晶须保温板的制备方法，其包括如下步骤:
[0058](I)预备原料:原料各组分及其重量百分含量如下:
[0059]
硫酸齊晶须 30%,
普通水泥10%,
硅灰10%，
防水剂5%，
水45% ；[0060](2)称取600g硫酸钙晶须、200g普通水泥、200g硅灰，投入到搅拌桶中，搅拌混合均匀，得到干混料；
[0061](3)称取100g防水剂加入到900g水中，搅拌混合均匀，加入到上述干混料中，继续搅拌均匀，得到浆料；
[0062](4)将浆料倒入到90CmX90CmX10Cm的模具中，室温静置成型，脱模得到湿坯；
[0063](5)湿坯放置于鼓风干燥箱中80°C干燥24h，程控高温煅烧炉中250°C煅烧lh、600°C煅烧2h，得到建筑用无机硫酸钙晶须保温板。
[0064]上述制备的无机硫酸钙晶须保温板，各项性能指标均能符合国家标准GB/T20473-2006规定的各项指标。微孔体积占比为50%，干密度为850kg/m3，吸水率为3.2%，导热系数为0.034W/ (m*K)，符合Al级防火性能的要求。
[0065]实施例5:
[0066]一种无机硫酸钙晶须保温板的制备方法，其包括如下步骤:
[0067](I)预备原料:原料各组分及其重量百分含量如下:
[0068]
硫酸钙晶须 50%，
普通水泥0.1%，
硅灰4.9%，
防水剂2%，
水43% ；
[0069](2)称取1000g硫酸钙晶须、2g普通水泥、98g硅灰，投入到搅拌桶中，搅拌混合均匀，得到干混料；
[0070](3)称取40g防水剂加入到860g水中，搅拌混合均匀，加入到上述干混料中，继续搅拌均匀，得到浆料；
[0071](4)将浆料倒入到90CmX90CmX10Cm的模具中，室温静置成型，脱模得到湿坯；
[0072](5)湿坯放置于鼓风干燥箱中100°C干燥18h，程控高温煅烧炉中220°C煅烧2h、500°C煅烧3h，得到建筑用无机硫酸钙晶须保温板。
[0073]上述方法及组分制备的无机硫酸钙晶须保温板，各项性能指标均能符合国家标准GB/T20473-2006规定的各项指标。微孔体积占比为55%，干密度为830kg/m3，吸水率为
3.5%，导热系数为0.031W/(m*K)，符合Al级防火性能的要求。
[0074]本发明各实施例采用上述范围内不同重量百分比含量的硫酸钙晶须，普通水泥，硅灰，防水剂，水均可以制备得到无机硫酸钙晶须保温板。
[0075]本发明提供的产品及方法，具有如下优点:
[0076]1.节能环保:所采用的原料是由脱硫石膏、磷石膏或氟石膏等工业副产石膏制备而成的α型半水硫酸钙晶须，充分利用燃煤电厂、磷化工及氟化工工业副产石膏，节约能源，保护环境；
[0077]2.采用一步成 型法，工艺过程简单易控，易于实现工业化生产；
[0078]3.所制备的无机硫酸钙晶须保温板具有Al级防火性能，克服了有机保温板易燃的缺陷，同时又解决了无机保温板防水性能差的问题，具有良好的防水性；[0079]4.所制备的无机硫酸钙晶须保温板具有轻质高强的特性，干密度小，机械强度高，完全满足外保温材料的各项性能指标要求,施工成本低。
[0080]但以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非用以局限本发明的专利范围，故凡运用本发明中记载的步骤、组分的其他实施例，及所作的等效变化，均包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种无机硫酸钙晶须保温板，其特征在于:其由如下重量百分比的原料制成:
硫酸钙晶须 30~50%，
普通水泥0.1~10%，
硅灰0.1~10%，
防水剂2-5%,
水30-50% ο
2.根据权利要求1所述的一种无机硫酸钙晶须保温板，其特征在于:所述的硫酸钙晶须为由工业副产石膏制备而成的α型半水硫酸钙晶须，长度为10~ΙΟΟμm，长径比为10~20，所述工业副产石膏包括脱硫石膏、磷石膏或氟石膏。
3.根据权利要求1所述的一种无机硫酸钙晶须保温板，其特征在于:所述无机硫酸钙晶须保温板，其本体内包含大量的微孔结构，微孔体积占比为40~60%，干密度为800~850kg/m3，吸水率为≤5%，导热系数为〈0.lW/(m*K)，符合Al级防火性能的要求。
4.根据权利要求1~3所述的一种无机硫酸钙晶须保温板的制备方法，其特征在于:其包括如下步骤: (1)预备原料:原料各组分及其重量百分比如下:
硫酸钙晶须 30~50%，
普通水泥0.1~10%，
硅灰0.1~10%，
防水剂2-5%,
水30~50% ； (2)将硫酸钙晶须、普通水泥、硅灰按照步骤(1)中重量百分比投入到搅拌桶中，预混合均匀，得到干混料； (3)将防水剂和水按照步骤(1)中重量百分比混合均匀，加入到干混料中，继续搅拌均匀，得到浆料； (4)将浆料倒入到模具中，室温静置成型，脱模得到湿坯； (5)湿坯经过干燥、高温热处理得到建筑用的无机硫酸钙晶须保温板。
5.根据权利要求4所述的一种无机硫酸钙晶须保温板的制备方法，其特征在于:所述步骤(5)中的干燥，其干燥过程采用烘箱鼓风干燥，干燥温度为80~110°C，干燥时间为12 ~24h。
6.根据权利要求4所述的一种无机硫酸钙晶须保温板的制备方法，其特征在于:所述步骤(5)中的高温热处理，其热处理过程采用分段热处理方式，先低温150~250°C，保温I~3h，再高温400~600°C，保温2~4h。
【文档编号】C04B14/38GK103524081SQ201310395072
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】施利毅, 曹绍梅, 冯欣, 王钢领, 孟祥浩 申请人:东莞上海大学纳米技术研究院, 上海大学