一种互穿网络竹纤维复合材料为芯材的组合式墙体及制备方法与流程

文档序号:15040773发布日期:2018-07-27 21:23阅读:156来源:国知局

本发明涉及组合式墙体制备方法,尤其涉及一种互穿网络竹纤维复合材料为芯材的组合式墙体及制备方法,利用“芯材制备-阻燃-增强协同复合墙体材料制备-组合式墙体”连续化工序制备得到互穿网络竹纤维复合材料为芯材的组合式墙体,并且该墙体具有良好的保温和阻燃性能。本发明可推动竹纤维在建筑墙体等领域的应用,为解决我国竹纤维应用问题提供新思路。



背景技术:

随着经济与社会的发展,全球对能源的需求也日益增大,在不断增大的总能耗之中,建筑能耗约占总能耗的l1%~25%,面对能源问题的日益紧张,2015年8月31日工信部、住建部联合发布《促进绿色建材生产和应用行动方案》提出到2018年,新建建筑中绿色建材应用比例达到30%,绿色建筑应用比例达到50%。建筑保温材料的发展不能脱离绿色,因此,在建筑领域加强研发并推广应用建筑节能环保材料,是提高我国资源利用率、节能减排、走可持续发展道路的重要途径。

我国建筑墙体保温主要通过在外墙覆盖保温材料的方式,当前常用的保温材料是有机类保温材料和无机保温材料(岩棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩等)。有机保温材料都是泡沫形状的有机材料,这类材料有个致命的缺陷,即十分易燃(尽管有部分难燃,但是也有较大的发烟量),而且原料主要为高碳、不可再生和循环利用的石化材料,价格相对昂贵等;而无机保温材料,虽属于不燃性材料,但是其普遍存在强度低、整体性差、吸水率高、冻融性差等缺点。此外,当前墙体保温工序是在墙体完工之后,再在其表面贴上保温板,这种制备工艺技术繁琐、工程耗时长、劳动成本高,迫切需要发展一种新的既具有半承重功能又具有保温效果的新型墙体材料。

因此,用丰富的且可再生和循环的生物质材料替代石油基产品制造的既具有承重功能又具有保温效果的新型墙体材料是一个重要的发展方向。

专利cn200510110402.8(一种新型建筑墙体保暖层的制备方法)公开了一种采用聚酯纤维和棉纤维为原料制备的保暖层,该材料采用的聚酯纤维成本高、棉纤维产量低,而且制备出来的保温板只能贴于外墙上面,而不能作为半承重结构使用。专利cn201110152574.7(一种新型的玄武岩纤维墙体保温板的制造方法)公开一种采用玄武岩纤维制备得到保温板,该材料采用玄武岩和岩棉或玻璃棉复合制备夹芯层,玄武岩纤维与粘合剂高温高压制备纤维板面板,再讲两种材料复合制备得到保温板,这种材料虽然具有良好保温效果,但是采用的玻璃棉、岩棉等制备成本高、而且产生粉尘大,对人体健康造成恶劣影响,此外此种材料也不能作为半承重结构使用。专利cn104724975a(一种防火保温板的制备方法及其使用的浸润剂)公开一种防火保温板的制备方法,直接在纤维单丝表面涂覆浸润剂,针刺成纤维毡,热压形成保温板,专利105382911a(一种农作物秸秆建筑外墙保温板材的制备方法)公开了一种采用农作物秸秆制备保温板的方法,这两个专利制备得到板材仅仅能够制备成芯材,没有在表面贴上用于增强板材力学强度结构单板和防火板,用途范围窄。



技术实现要素:

当前,建筑墙体保温主要通过在外墙覆盖保温材料的方式,常用的保温材料是有机类保温材料和无机保温材料。有机保温材料都是泡沫形状的有机材料,这类材料有个致命的缺陷,即十分易燃,而且原料主要为高碳、不可再生和循环利用的石化材料等;而无机保温材料,虽属于不燃性材料,但是其普遍存在强度低、整体性差、吸水率高、冻融性差等缺点。而且墙体保温工序是在墙体完工之后,再在其表面贴上保温板,这种制备工艺技术繁琐、工程耗时长、劳动成本高,迫切需要发展一种新的既具有半承重功能又具有保温效果的新型组合式墙体材料。

竹材是我国重要的林业资源,将其制成竹纤维是重要的发展方向。将竹纤维与合成纤维制备成的纤维复合毡材料是一种具有三维网状结构特点的材料,在胶粘剂固化成型后,可以制成结构膨松、纤维成立体网状分布的轻质复合材料。因此,本发明拟将竹纤维与少量合成纤维复合制备成竹纤维互穿网络复合毡,通过一系列的工艺过程将其制成低密度、具有阻燃(或难燃)特性和隔音功能的竹纤维基复合材料芯材,再在复合材料表面粘贴结构用木质板材,再粘贴装饰用防火板材,从而制得组合式轻质墙体。将这种材料应用于建筑墙体中,既具有半承重效果,又具有保温功能,而且阻燃、隔热,并且竹纤维内部结构疏松多孔,存在很多贯通的微型通道,被誉为一种“会呼吸的材料”,这种独特的性质在保持建筑表里湿度平衡、提高人居舒适度方面也发挥了主要的效果。本发明可推动竹纤维芯材与结构类单板轻质复合材料在建筑墙体等领域的应用,促进建筑材料绿色化发展,为解决我国竹纤维应用问题提供新思路。

本发明为了解决现有保温材料中存在的问题提供了一种能显著提高建筑施工效率、促进建筑墙体保温材料绿色化发展的组合式墙体材料及其制备方法。本发明拟将竹纤维与聚丙烯纤维为原料,利用“芯材制备-阻燃-增强协同复合墙体材料制备-组合式墙体”连续化工序制备得到互穿网络竹纤维复合材料为芯材,然后在芯材表面贴上结构用单板材料和防火板,制备成具有承重结构、良好阻燃、保温、隔声性能的复合墙体材料,该材料的密度小于0.5g/cm3,静曲强度大于20mpa,弹性模量大于3gpa,导热系数小于0.05w/m·k,阻燃性能达到b1级以上。

一种互穿网络竹纤维复合材料为芯材的组合式墙体,主要由防火板材、结构用木质板材、互穿网络竹纤维多孔芯材、结构用木质板材、防火板材五层粘贴而成的复合墙体材料构成,其中多孔芯材为由竹纤维和聚丙烯纤维组成的互穿网络竹纤维毡经过阻燃、增强协同处理而得到;所述的复合墙体材料中预埋露两端的钢筋,下端设置凸起和凹槽相间的嵌套结构,地基设置相匹配的凹槽和凸起结构,复合墙体材料通过嵌套结构与地基组装在一起构成组合式墙体。

一种互穿网络竹纤维复合材料为芯材的复合墙体材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)芯材制备:将互穿网络竹纤维毡浸渍于酚醛树脂水溶液中,然后采用高压机械设备将多余的胶量1次或多次挤出,得到含胶纤维,然后将阻燃剂添加入含胶纤维中,最后通过增强工艺制备成低密度多孔芯材;

(2)阻燃-增强协同复合墙体材料制备:在芯材表面先粘贴结构用木质板材,再粘贴装饰用防火板材,从而制得阻燃-增强协同复合材料。

一种互穿网络竹纤维复合材料为芯材的组合式墙体的制备方法,包括如下步骤:

(1)芯材制备:将互穿网络竹纤维毡浸渍于酚醛树脂水溶液中,然后采用高压机械设备将多余的胶量1次或多次挤出,得到含胶纤维,然后将阻燃剂添加入含胶纤维中,最后通过增强工艺制备成低密度多孔芯材;

(2)阻燃-增强协同复合墙体材料制备:在芯材表面先粘贴结构用木质板材,再粘贴装饰用防火板材,从而制得阻燃-增强协同复合材料;

(3)组合式结构墙体:在与楼层等高复合材料中预埋露两端的钢筋,材料下端设置凸起和凹槽相间的嵌套结构,地基设置相匹配的凹槽和凸起结构,将复合墙体材料通过嵌套结构组合在地基上,和/或将露头钢筋与地基交叉处钢筋焊接制得组合式结构墙。

一种互穿网络竹纤维复合材料为芯材的组合式外墙保温墙体的制备方法,包括如下步骤:

(1)芯材制备:将互穿网络竹纤维毡浸渍于酚醛树脂水溶液中,然后采用高压机械设备将多余的胶量1次或多次挤出,得到含胶纤维,然后将阻燃剂添加入含胶纤维中,最后通过增强工艺制备成低密度多孔芯材;

(2)阻燃-增强协同复合墙体材料制备:在芯材表面先粘贴结构用木质板材,再粘贴装饰用防火板材,从而制得阻燃-增强协同复合材料;

(3)组合式外墙保温墙体:在建筑外墙焊接纵横交叉钢架龙骨,将复合墙体材料埋入龙骨架方格中,通过紧固件将复合材料与龙骨固定得到组合式外墙保温墙。

在本发明的复合墙体材料、组合式墙体及组合式外墙保温墙体的制备方法中,在步骤(1)中,所述的互穿网络竹纤维毡由竹纤维和聚丙烯纤维组成,所述的竹纤维是从毛竹、慈竹、绿竹、单竹、四季竹、斑竹、楠竹等竹种提取出来的一种或者几种竹纤维的混合物,竹纤维含水率为绝干至15wt.%,其中优选毛竹、慈竹、绿竹。其中,竹纤维质量达到两种纤维总质量的40%以上,其中优选竹纤维质量占总质量的70%以上。

所述的互穿网络竹纤维毡的制备工序,包括将竹纤维和聚丙烯纤维各自打散,然后按照比例将两种纤维混合均匀,铺装,钩针针刺成三维蓬松互穿网络纤维毡。

在步骤(1)中,所述的阻燃剂为磷、氮、硫、硼、硅系等阻燃剂的一种或几种,阻燃剂优选为聚磷酸铵、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、异丙基化磷酸三苯酯;所述阻燃剂的加入量为含胶纤维总质量的5-40wt%。阻燃剂添加到含胶纤维中的方法可以为将阻燃剂喷洒于含胶纤维中或者将含胶纤维浸渍于含有阻燃剂的溶液中等。

所述的酚醛树脂水溶液的固含量为10%-30%之间,其中优选固含量为15%-25%之间。

所述的含胶纤维,含胶量占总质量的10%-30%,其中优选含胶量为10%-20%。

所述的增强工艺为采用热压机高压热固化工艺或者钢板定型烘房热固化工艺;所述的热压机高压热固化工艺或者钢板定型烘房热固化工艺过程中,板坯内部及表面温度为90℃-180℃,板坯表面压力为1-20mpa,其中优选120℃-150℃,板坯压力为2-10mpa。

所述的低密度为密度小于等于0.5g/cm3

在步骤(2)中,所述的结构用木质板材是指单板类板材、定向刨花板类板材、薄型高密度纤维板类板材等,其中优选单板类板材和薄型高密度纤维板类板材;所述的防火板材是指石膏板类板材、矿棉类板材、岩棉类板材、水泥板、硅酸钙纤维板等,其中优选石膏板类板材、抗倍特(hpl)板材;所述的粘贴采用的胶黏剂为普通市面常规胶黏剂。

所述的组合式结构墙体中,复合墙体材料的凸起和凹槽数总和大于1,并且要和地基相匹配。所述的紧固件为螺丝方式固定或者焊接方式固定。

本发明的优点:

1、根据本发明的制造方法,采用竹纤维和聚丙烯纤维混合,无纺织工艺设备铺装,高温固化胶黏剂,得到钢化的竹纤维芯材,然后采用结构用木质板材、防火板双层贴面,最终可获得新型的轻质墙体。该墙体材料的密度小于0.5g/cm3,静曲强度大于30mpa,弹性模量大于3gpa,导热系数小于0.04w/m·k,阻燃性能达到b1级以上,既能保证墙体的隔热隔声效果、又能具有半承重结构,有利于推动轻质墙体材料的绿色化发展。

2、本发明首次采用“芯材制备-阻燃-增强协同复合墙体材料制备”的方法制备墙体材料,与其它墙体材料相比,(1)采用大量可再生竹纤维为原料,不仅拓宽了竹纤维的应用领域,而且推动建筑材料绿色化发展;(2)采用互穿网络复合毡浸渍酚醛树脂水溶液,不仅能够将胶黏剂添加到竹纤维自身孔隙中,弱化竹纤维自身的缺陷,有助于提高芯材物理力学性能;(3)在多孔芯材表面贴上结构用木质板材、防火板,形成轻质墙体材料,大大提高墙体自身的力学性能,使得该材料不仅具有保温隔热效果,而且还具有半承重功能,适用于半结构构件中。

附图说明

图1实施例1-5多孔芯材的导热系数。

图2实施例1多孔芯材氧指数对比,左侧为无阻燃剂、右侧为有阻燃剂。

图3为三维蓬松互穿网络竹纤维毡的示意图。

具体实施方式

以下,详细说明本发明。

本发明利用竹纤维和聚丙烯纤维为原料制备多孔芯材,然后在芯材表明贴上结构用木质板材和防火板,制备得到复合墙体材料,然后再将复合材料组装成组合式墙体。

上述制备方法包括如下步骤:

(1)芯材制备:将互穿网络竹纤维毡浸渍于含有添加剂的酚醛树脂水溶液中,然后采用高压机械设备将多余的胶量1次或多次挤出,得到含胶纤维,然后将阻燃剂添加入含胶纤维中,最后通过增强工艺制备成低密度多孔芯材;

所述的互穿网络竹纤维毡由竹纤维和聚丙烯纤维组成,所述的竹纤维是从毛竹、慈竹、绿竹、单竹、四季竹、斑竹、楠竹等竹种提取出来的一种或者几种竹纤维的混合物,采用的竹纤维种类没有特别限定,其中毛竹、慈竹、绿竹是优选的,采用的竹纤维含水率没有特别限定,其中含水率为绝干至15wt.%是优选的。竹纤维占两种纤维总质量达到40%以上,其中竹纤维质量占总质量大于40%是优选的,竹纤维质量占总质量大于70%是更为优选的。竹纤维长度大于或等于50mm,优选为50mm-100mm,更优选为50mm-80mm。聚丙烯纤维为市售产品。

互穿网络竹纤维毡的制备工序具体步骤包括:将竹纤维与聚合物纤维开松打散,混合均匀,采用气流铺装成网,再利用针刺机对该三维网坯上下两面进行针刺且针刺密度大于25刺/cm2,最终制得柔性互穿网络多孔材料的面密度小于或者等于2200g/m2。针刺时,使用钩针于z方向插入混合纤维中,将部分纤维钩住并固定于z方向,使得两种纤维在xyz三个方向互相穿插,形成三维蓬松互穿网络纤维毡如图3所示。

所述的酚醛树脂水溶液固含量为10%-30%之间,其中水溶液固含量为15%-25%是优选的;酚醛树脂胶黏剂的分子量没有特别限定,其中100-1000的数均分子量是优选的,200-700的数均分子量是更为优选的,300-600分子量是最为优选的,因为分子量小,酚醛树脂水溶液的粘度越小,越有利于酚醛树脂渗透进入植物纤维的孔隙当中。数均分子量为采用gpc方式测试的结果。

所述的含胶纤维,含胶量占总质量没有特别限定,其中含胶量为10%-30%是优选的,含胶量为10%-20%为更优选。因为在这个浸胶量的范围之内,制备得到的多孔芯材才能保持较好的力学性能。

将阻燃剂添加入含胶纤维中,阻燃剂种类、施加量没有特别限定,其中将阻燃剂喷洒于含胶纤维中或者将含胶纤维浸渍于含有阻燃剂的溶液中都是可行的,所述阻燃剂的加入量为含胶纤维质量的5-40wt%是优选的,10-25wt%是更优选的。所述的阻燃剂没有特别限定,其中磷、氮、硫、硼、硅系等阻燃剂为优选的。

所述的增强工艺为采用热压机高压热固化工艺或者钢板定型烘房热固化工艺;所述的热压机高压热固化工艺或者钢板定型烘房热固化工艺是板坯内部及表面温度为90℃-180℃,板坯表面压力为1-20mpa,其中优选120℃-150℃,板坯压力为2-10mpa。所述的低密度为密度小于0.5g/cm3是优选的。

(2)阻燃-增强协同复合墙体材料制备:在复合材料表面先粘贴结构用木质板材,再粘贴装饰用防火板材,从而制得组合式轻质墙体。

所述的组合式轻质墙体制备工艺中,结构用木质板材是指单板类板材、定向刨花板类板材、薄型高密度纤维板类板材等,其中优选单板类板材和薄型高密度纤维板类板材;所述的防火板材是指石膏板类板材、矿棉类板材、岩棉类板材、水泥板、硅酸钙纤维板等,其中优选石膏板类板材、抗倍特(hpl)板材;所述的粘贴是指采用的胶黏剂为普通市面常规胶黏剂。互穿网络竹纤维毡、结构用木质板材和防火板材的厚度可根据实际需要进行设置;结构用木质板材和防火板材均可为市售产品。

(3)组合式结构墙体:在与楼层等高复合材料中预埋露两端钢筋,材料下端设置凸起和凹槽相间的嵌套结构,地基设置相匹配凹槽和凸起结构,将复合墙体材料放置于地基上,同时将露头钢筋与地基交叉处钢筋焊接制得组合式结构墙;

(4)组合式外墙保温墙体:在建筑外墙焊接纵横交叉钢架龙骨,将复合墙体材料埋入龙骨架方格中,通过紧固件将复合材料与龙骨固定得到组合式外墙保温墙。

在下述实施例中,采用竹纤维的含水率均低于15wt%,优选低于10wt%,更优选低于5wt%;采用酚醛树脂水溶液浓度为10wt%-30wt%,优选为10wt%-20wt%。互穿网络竹纤维毡为1-10mm;结构用木质板材的厚度为1-3mm;防火板材的厚度为1-2mm。

实施例1:

将竹纤维和聚丙烯纤维各自打散,然后按照竹纤维质量占总质量80%将两种纤维混合均匀,铺装,钩针针刺成三维蓬松互穿网络纤维毡,将纤维毡浸渍于浓度为20%的酚醛树脂水溶液中,然后采用高压机械设备将多余的胶量1次或多次挤出,使酚醛树脂含量达到总质量的15%,干燥,将含胶纤维浸渍于含有聚磷酸铵阻燃剂的水溶液中,聚磷酸铵施加量为含胶纤维总质量的20%,用平板热压机将该含胶复合纤维毡压制成低密度多孔芯材。该复合板材的压制温度为120℃,压制压力为2mpa,所压制的预制板的密度为0.1g/cm3。在该板材两侧各贴上一层杨木单板,然后再各贴上一层hpl抗倍特防火板,制成复合墙体材料,将材料底部制成相间的2个凹口和2个凸起,然后在地基底部对应位置制2个凸起和2个凹口,最后组装成组合式结构墙体。

实施例2:

将竹纤维和聚丙烯纤维各自打散,然后按照竹纤维质量占总质量80%将两种纤维混合均匀,铺装,钩针针刺成三维蓬松互穿网络纤维毡,将纤维毡浸渍于浓度为20%的酚醛树脂水溶液中,然后采用高压机械设备将多余的胶量1次或多次挤出,使酚醛树脂含量达到总质量的15%,干燥,将磷酸三甲苯酯阻燃剂喷洒于含胶纤维中,阻燃剂的添加量为20%,用平板热压机将该含胶复合纤维毡压制成低密度多孔芯材。该复合板材的压制温度为120℃,压制压力为2mpa,所压制的预制板的密度为0.2g/cm3。在该板材两侧各贴上一层杨木单板,然后再各贴上一层hpl抗倍特防火板,制成复合墙体材料,将材料底部制成相间的1个凹口和2个凸起,然后在地基底部对应位置制1个凸起和2个凹口,最后组装成组合式结构墙体。

实施例3:

将竹纤维和聚丙烯纤维各自打散,然后按照竹纤维质量占总质量80%将两种纤维混合均匀,铺装,钩针针刺成三维蓬松互穿网络纤维毡,将纤维毡浸渍于浓度为20%的酚醛树脂水溶液中,然后采用高压机械设备将多余的胶量1次或多次挤出,使酚醛树脂含量达到总质量的15%,干燥,将含胶纤维浸渍于含有聚磷酸铵阻燃剂的水溶液中,聚磷酸铵施加量为含胶纤维总质量的25%,用平板热压机将该含胶复合纤维毡压制成低密度多孔芯材。该复合板材的压制温度为120℃,压制压力为2mpa,所压制的预制板的密度为0.3g/cm3。在该板材两侧各贴上一层杨木单板,然后再各贴上一层hpl抗倍特防火板,制成墙体材料,将材料底部制成相间的2个凹口和1个凸起,然后在地基底部对应位置制2个凸起和1个凹口,最后组装成组合式结构墙体。

实施例4:

将竹纤维和聚丙烯纤维各自打散,然后按照竹纤维质量占总质量80%将两种纤维混合均匀,铺装,钩针针刺成三维蓬松互穿网络纤维毡,将纤维毡浸渍于浓度为20%的酚醛树脂水溶液中,然后采用高压机械设备将多余的胶量1次或多次挤出,使酚醛树脂含量达到总质量的15%,干燥,将磷酸甲苯二苯酯阻燃剂喷洒于含胶纤维中,阻燃剂的添加量为25%,用平板热压机将该含胶复合纤维毡压制成低密度多孔芯材。该复合板材的压制温度为120℃,压制压力为2mpa,所压制的预制板的密度为0.4g/cm3。在该板材两侧各贴上一层杨木单板,然后再各贴上一层hpl抗倍特防火板,制成复合墙体材料,将材料底部制成相间的3个凹口和2个凸起,然后在地基底部对应位置制3个凸起和2个凹口,最后组装成组合式结构墙体。

实施例5:

将竹纤维和聚丙烯纤维各自打散,然后按照竹纤维质量占总质量80%将两种纤维混合均匀,铺装,钩针针刺成三维蓬松互穿网络纤维毡,将纤维毡浸渍于浓度为20%的酚醛树脂水溶液中,然后采用高压机械设备将多余的胶量1次或多次挤出,使酚醛树脂含量达到总质量的15%,干燥,将磷酸三(二甲苯)酯阻燃剂喷洒于含胶纤维中,阻燃剂的添加量为25%,用平板热压机将该含胶复合纤维毡压制成低密度多孔芯材。该复合板材的压制温度为120℃,压制压力为2mpa,所压制的预制板的密度为0.5g/cm3。在该板材两侧各贴上一层杨木单板,然后再各贴上一层hpl抗倍特防火板,制成墙体材料,将材料通过螺丝固定于建筑外墙龙骨上,最后组装成组合式外墙保温层。

实施例6:

将竹纤维和聚丙烯纤维各自打散,然后按照竹纤维质量占总质量70%将两种纤维混合均匀,铺装,钩针针刺成三维蓬松互穿网络纤维毡,将纤维毡浸渍于浓度为10%的酚醛树脂水溶液中,然后采用高压机械设备将多余的胶量1次或多次挤出,使酚醛树脂含量达到总质量的10%,干燥,将含胶纤维浸渍于含有聚磷酸铵阻燃剂的水溶液中,聚磷酸铵施加量为含胶纤维总质量的25%,用平板热压机将该含胶复合纤维毡压制成低密度多孔芯材。该复合板材的压制温度为150℃,压制压力为1mpa,所压制的预制板的密度为0.2g/cm3。在该板材两侧各贴上一层定向刨花板,然后再各贴上一层石膏板,制成复合墙体材料,将材料底部制成相间的2个凹口和2个凸起,然后在地基底部对应位置制2个凸起和2个凹口,最后组装成组合式结构墙体。

实施例7:

将竹纤维和聚丙烯纤维各自打散,然后按照竹纤维质量占总质量50%将两种纤维混合均匀,铺装,钩针针刺成三维蓬松互穿网络纤维毡,将纤维毡浸渍于浓度为15%的酚醛树脂水溶液中,然后采用高压机械设备将多余的胶量1次或多次挤出,使酚醛树脂含量达到总质量的20%,干燥,将磷酸甲苯二苯酯阻燃剂喷洒于含胶纤维中,阻燃剂的添加量为20%,用平板热压机将该含胶复合纤维毡压制成低密度多孔芯材。该复合板材的压制温度为130℃,压制压力为5mpa,所压制的预制板的密度为0.3g/cm3。在该板材两侧各贴上一层杨木单板,然后再各贴上一层石膏板,制成复合墙体材料,将材料底部制成相间的2个凹口和2个凸起,然后在地基底部对应位置制2个凸起和2个凹口,最后组装成组合式结构墙体。

实施例8:

将竹纤维和聚丙烯纤维各自打散,然后按照竹纤维质量占总质量60%将两种纤维混合均匀,铺装,钩针针刺成三维蓬松互穿网络纤维毡,将纤维毡浸渍于浓度为25%的酚醛树脂水溶液中,然后采用高压机械设备将多余的胶量1次或多次挤出,使酚醛树脂含量达到总质量的30%,干燥,将磷酸三(二甲苯)酯阻燃剂喷洒于含胶纤维中,阻燃剂的添加量为15%,用平板热压机将该含胶复合纤维毡压制成低密度多孔芯材。该复合板材的压制温度为160℃,压制压力为10mpa,所压制的预制板的密度为0.4g/cm3。在该板材两侧各贴上一层高密度纤维板,然后再各贴上一层岩棉板,制成复合墙体材料,将材料底部制成相间的2个凹口和2个凸起,然后在地基底部对应位置制2个凸起和2个凹口,最后组装成组合式结构墙体。

实施例9:

将竹纤维和聚丙烯纤维各自打散,然后按照竹纤维质量占总质量40%将两种纤维混合均匀,铺装,钩针针刺成三维蓬松互穿网络纤维毡,将纤维毡浸渍于浓度为30%的酚醛树脂水溶液中,然后采用高压机械设备将多余的胶量1次或多次挤出,使酚醛树脂含量达到总质量的10%,干燥,将异丙基化磷酸三苯酯阻燃剂喷洒于含胶纤维中,阻燃剂的添加量为20%,用平板热压机将该含胶复合纤维毡压制成低密度多孔芯材。该复合板材的压制温度为90℃,压制压力为20mpa,所压制的预制板的密度为0.5g/cm3。在该板材两侧各贴上一层杨木单板,然后再各贴上一层硅酸钙纤维板,制成复合墙体材料。在建筑外墙焊接纵横交叉钢架龙骨,将复合墙体材料埋入龙骨架方格中,通过螺丝将复合材料与龙骨固定得到组合式外墙保温墙。

如图1所示,为实施例1-5多孔芯材的导热系数。图1显示,当复合材料的密度为0.10g/cm3时,其导热系数为0.0468w/(m·k),而密度提高到0.20g/cm3时,其导热系数为0.0468w/(m·k),这是由于材料的导热系数并不是随着表观密度的减小而无限降低,当表观密度小于某个临界值后,由于孔隙率太高,孔隙中空气开始产生对流;同时由于气体对热辐射的阻抗能力很低,辐射传热也相应加强,从而导致导热系数反而增大。随着复合材料密度的增加,其导热系数明显增加,表明其隔热作用显著降低。

如图2所示,为实施例1多孔芯材氧指数(loi)对比,左侧为不加阻燃剂,右侧为加入阻燃剂。其中,frc是指低密度多孔芯材,它的极限氧指数为21.6;app/frc是指含有聚磷酸铵(app)阻燃剂的低密度多孔芯材,它的极限氧指数为29.7。

表1实施例1-9芯材和复合墙体材料力学性能

本发明利用“芯材制备-阻燃-增强协同复合墙体材料制备-组合式墙体”连续化工序制备得到互穿网络竹纤维复合材料为芯材的组合式墙体,该预制墙体的密度小于等于0.5g/cm3,静曲强度大于20mpa,弹性模量大于3gpa,导热系数小于0.05w/m·k,阻燃性能达到b1级以上。本发明可推动竹纤维芯材与结构类单板轻质复合材料在建筑墙体等领域的应用,促进建筑材料绿色化发展。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换,或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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