一种玻化微珠无机保温材料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种玻化微珠无机保温材料及其制备方法和应用，属于保温材料领域。
【背景技术】
[0002]随着传统三大化石能源的日益枯竭，节能环保已成为越来越热的话题。目前，我国建筑能耗逐年大幅上升，已达全国能源总消耗量的45%，对国民经济的发展造成了巨大的负担。因此，建筑节能迫在眉睫。而保持建筑内部的温度，减少其热量散失，是提高建筑能源利用率的一种行之有效的方式。
[0003]目前，国内80%以上的建筑使用的保温材料，但现有的保温材料防火性能好，保温性能就不好；保温性能好，阻燃性能就不好，两者难以同时满足的问题。如以发泡聚苯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS)、喷涂聚氨酯(SPU)、聚苯颗粒等有机材料为主的保温材料，其保温性能好，但存在可燃这一致命缺点，又如，发泡水泥、发泡混凝土保温材料，其防火性能好，但保温性能较差。
【发明内容】
[0004]本发明的目的之一是为了解决上述的保温材料防火性能好，保温性能就不好；保温性能好，阻燃性能就不好，两者难以同时满足的问题，而提供一种可同时满足防火性能和保温性能的玻化微珠无机保温材料。
[0005]本发明的目的之二是提供上述的一种玻化微珠无机保温材料的制备方法，该制品不仅满足绿色节能、环保安全的新型建筑保温材料的要求，而且原料来源广，制备工艺简单，生产周期短，可为企业提升效益。
[0006]本发明的技术原理
水玻璃是一种水溶性硅酸盐，它的粘结力强、强度较高，耐酸耐热性好，可增加玻璃微珠颗粒间的粘结程度；氧化硼是一种助熔剂，同时也有助于提高制品的化学耐久性，降低热膨胀系数；锂辉石稳定、耐热，可防止制品在受热过程中开裂；玻璃纤维起内部增强的作用，增大材料的机械强度，同时防止制品在受热过程中开裂，加之玻璃纤维的导热系数较低，也在一定程度上起到降低整体导热系数的效果。
[0007]玻化微珠具有优异的保温绝热和防火性能，在材料中适当改变各组份的配比，使之具有低导热系数，高压缩强度，不易开裂、变形等优点。符合建筑节能、减少环境污染的要求，以及国家规定的以A级不燃材料作为保温系统，最多可以放宽到BI级防火材料的发展趋势，可广泛应用于建筑内外墙的保温系统中。
[0008]本发明的技术方案
一种玻化微珠无机保温材料，按重量百分比计算，其制备过程所用的原料组成及含量如下:
玻璃微珠34.0-55.3% 水玻璃37.3-57.0%
氧化硼0-7.3%
锂辉石0-10.4%
玻璃纤维4.6-7.4% ；
其制备过程具体步骤如下:
(1)、将玻璃微珠和氧化硼加入带搅拌的容器中混匀后，加入水玻璃，搅拌混合均匀，再加入玻璃纤维，继续搅拌混合均匀，得到混合料；
(2)、将步骤(I)所得的混合料放入模具中，压实成型后脱模，脱模后控制温度为90-10(TC下干燥2h，即得玻化微珠无机保温材料。
[0009]上述所得的玻化微珠无机保温材料是一种尺寸微小的空心玻璃球体，具有优异的保温绝热和防火性能，且绿色环保，在诸多领域中可充当轻质填充骨料和绝热防火保温材料应用。
[0010]本发明的有益效果
本发明的一种玻化微珠无机保温材料和已有技术相比，其进步是显著的。所使用的无机保温骨料玻化微珠为空心球结构，因此保温材料中存在无数微小球形闭孔，使孔隙率大大增加，保温效果更好。无机凝胶材料水玻璃耐酸性、耐水性、耐热性好，使材料在耐候性上表现优异；水玻璃硬化后主要成分为硅凝胶和固体，比表面积大，因而具有较高的粘结力，硬化后形成的二氧化硅网状骨架，在高温下强度下降很小，当采用玻化微珠耐热耐火骨料配置水玻璃形成保温材料时，耐热度可达1000°c以上，而且二氧化硅网状骨架结构可进一步增加材料的孔隙率，增加材料的保温性能。玻璃纤维通过水玻璃使玻化微珠附着于其上，把玻化微珠串联起来，这种结构能显著提高玻璃纤维所在区域乃至附近区域的强度，提高制品抗裂能力。另外，经微观分析，水玻璃凝胶在玻化微珠球体间形成“连接桥”结构，使玻化微珠连接成一个紧密的整体，此结构的结构强度高，而且凝胶材料形成的“连接桥”较细，各“连接桥”间接触面积小，热量主要被玻化微珠闭孔和二氧化硅网状骨架阻挡，极少通过凝胶材料流失，因此此结构对于材料的导热性能也是有益的。本发明使用的保温骨料和凝胶材料均为无机材料，阻燃性能极高，且两者间不会发生反应，制品经久耐用，保温性能优异，可替代绝大部分阻燃能力差的有机保温材料。
[0011]本发明的一种玻化微珠无机保温材料是一种尺寸微小的空心玻璃球体，其导热系数为0.14-0.28ff/(m.K)，因此是一种具有优异的保温绝热和防火性能，且绿色环保，在诸多领域中可充当轻质填充骨料或绝热防火保温材料应用。
[0012]进一步，本发明的一种玻化微珠无机保温材料，其压缩强度为2.79-3.67MPa，因此有很强的抗风载能力和抗冲击力。
[0013]进一步，本发明的一种玻化微珠无机保温材料，由于其在生产过程中没有“三废”排放，在使用过程中物理性能稳定、无毒无害、在高温下不会释放有害气体、不会出现老化及耐候性差的问题，因此该玻化微珠无机保温材料满足绿色节能、环保安全的新型建筑保温材料的要求。
[0014]进一步，本发明的一种玻化微珠无机保温材料的制备方法，由于制备过程所用的玻璃微珠、水玻璃、氧化硼、锂辉石和玻璃纤维等原料来源广，因此生产成本较低，且制备工艺简单，生产周期短，因此可规模化生产。
【附图说明】
[0015]图1、实施例1所得的玻化微珠无机保温材料的SEM图；
图2、实施例2所得的玻化微珠无机保温材料的SEM图；
图3、实施例3所得的玻化微珠无机保温材料的SEM图。
【具体实施方式】
[0016]下面通过具体实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
[0017]本发明各实施例中所用的模具为上海浦东新星机械厂生产。
[0018]导热系数的测定方法:稳态平板法(测量依据:GB/T 10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护平板法》)，仪器型号=DP-TSl温度特性实验仪，生产厂家:上海上大电子设备有限公司；
压缩强度的测定依据标准:GB/T 7314-2005《金属材料室温压缩实验方法》，仪器型号:SUN-500型电子万能试验机，生产厂家:山西宇盛电子科技有限公司。
[0019]实施例1
一种玻化微珠无机保温材料，按重量百分比计算，其制备过程所用的原料组成及含量如下:
玻璃微珠35%
水玻璃53%
氧化硼7.3%
玻璃纤维4.7% ；
其制备过程具体包括如下步骤:
(1)、将玻璃微珠和氧化硼加入带搅拌的容器中混匀后，加入水玻璃，搅拌混合均匀，再加入玻璃纤维，继续搅拌混合均匀，得到混合料；
(2)、将步骤(I)所得的混合料放入模具中，压实成型后脱模，脱模后控制温度为90-10(TC下干燥2h，即得玻化微珠无机保温材料。
[0020]米用扫描电子显微镜(仪器型号:TM3000型扫描电子显微镜，生产厂家:日本日立集团)对上述所得的玻化微珠无机保温材料进行扫描，所得的SEM图如图1所示，从图1中可以看出，上述的一种玻化微珠无机保温材料