专利名称：一种耐水性蛭石保温板材及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种耐水性蛭石保温板材及其制备方法，该产品主要应用于管道、房 屋及地下室顶层、油库等保温隔热层及保温防水层。
背景技术：
蛭石是一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，外形似云母，通常由黑 (金)云母经热液蚀变作用或风化而成，具有1200°C不燃、无烟、无毒、无味等优点，耐火极 限高达4小时以上，被公认为最好的防火隔热材料之一。蛭石受热时失水膨胀，体积可迅速 增大8 15倍，最高可达30倍。膨胀蛭石具有防火、质轻、吸音、抗菌、导热系数低等优点， 是一种优良的保温材料。膨胀蛭石具有很强的吸湿性，可吸附自身重量5 10倍的水分，因此膨胀蛭石制 成的保温制品存在吸水率大的问题，在潮湿环境中使用一段时间后，由于吸附了很多水分， 结构变得松散，脆性变大，失去了原有的强度和保温隔热能力，甚至出现脱落现象，严重影 响到蛭石保温制品的推广和使用。因此，制备出低吸水率的膨胀蛭石保温制品，具有很强的 现实意义和使用价值。发明专利“一种轻质绝热板及其制造方法(CN101367636A) ”介绍了一种轻质 绝热板，以10-80Wt%的镁橄榄石和20-90Wt%的膨胀蛭石为原料，混碾Ι-aiiin ；再外加 上述混合料5-20Wt%的无机结合剂，混碾3-5min ；出料后，困料2- 小时，成型，最后在 100-600°C条件下恒温干燥。其中无机结合剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、硫酸镁、硫酸铝、 磷酸二氢钠、磷酸、磷酸镁水泥中的一种或几种混合物溶液，成型采用液压成型。产品常温 强度10-20MPa，体积密度1. 0-1. 5g/cm3，干燥后气孔率40-60%。该发明产品，体积密度大， 不能满足建筑材料轻质化的要求；成型中，先要困料2-M小时，然后还要100-600°C条件下 恒温干燥，工艺繁琐，周期长。发明专利“蛭石复合注压型材料(CN1966452A)，，以膨胀蛭石为主要原料(80% )， 加入玻璃纤维短丝5%，合成胶(热固性树脂)14%，固化剂1%，在模具中挤压而成或连续 滚压加温成型。产品外观、比重、加工工艺、坚固程度都与木材相似，放在火中不易燃烧，放 水中48小时不渗透、不变形。该发明以树脂为唯一胶黏剂，温度高时，难以发挥胶黏作用， 一旦失去粘结性，整个材料会坍缩。其他发明专利，如“蛭石保温防火装饰板(CN1149011A) ”公开的技术中采用反复的 升压-保压-卸压过程，生产过程过于繁杂。“一种纳米二氧化硅与膨胀蛭石的复合板材及 其制造方法(CN1015M791A) ”没有提及膨胀蛭石制品使用过程中一个很重要的指标一吸水率。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种耐水性蛭石保温板材及其制备方法，该保温板材是 由无机胶黏剂、有机改性剂、固化促进剂、膨胀蛭石，采用将无机胶黏剂、有机改性剂、固化促进剂在高速搅拌分散机中进行混合，再将膨胀蛭石与混合料在密闭的搅拌器中混合均 勻，装入模具中，热压成型，脱模，再经修边处理制成。本发明在传统无机胶黏剂水玻璃的基 础上添加硅丙树脂，制备得到有机-无机复合胶黏剂，二者形成互穿网络结构，结合热压过 程可以大大提高蛭石制品的耐水性、强度、可加工性、耐候性等性能。该保温板材既克服有 机隔热蛭石保温板材防火性差、易燃的缺陷，同时也能解决传统无机水玻璃蛭石制品及水 泥蛭石制品耐水性、可加工性、导热系数等综合性能较差的问题。本发明所述的一种耐水性蛭石保温板材，该保温板材是由按重量百分比，无机胶 黏剂为钠型或者钾型水玻璃35-50%、有机改性剂为硅丙树脂9-15%、固化促进剂为氟硅 酸钠或氟硅酸钾1_5%、膨胀蛭石40-45%制成。所述的一种耐水性蛭石保温板材的制备方法，按下列步骤进行a、选用粒径为0. 7-4mm的天然蛭石碎片，于温度850_900°C加热膨化，过孔径为 Imm的筛子，得到松散堆积密度为90-130kg/m3的膨胀蛭石；b、按重量百分比将无机胶黏剂为钠型或钾型水玻璃35-50%、有机改性剂为硅丙 树脂9-15%、固化促进剂为氟硅酸钠或氟硅酸钾1-5%使用高速搅拌分散机进行混合；C、将步骤a处理后的膨胀蛭石40-45%与步骤b的混合料在密闭的搅拌器中混合 均勻，装入模具中，装料高度高于模具四周，刮平，然后热压成型，热压温度为120-180°C，压 力为0. 1-0. 5MPa，保压时间为90-180分钟，脱模，再经修边处理即可得到耐水性蛭石保温 板材。步骤b的无机胶黏剂钠型或者钾型水玻璃固含量为30-40%，模数为3. 0-4. 0。步骤b的有机改性剂硅丙树脂为按常规方法经有机硅改性的耐高温热固性树脂， 固含量为50%。本发明所述的一种耐水性蛭石保温板材，该保温板材所使用的原料中水玻璃因其 低廉的价格和优异的耐高温性能作为无机胶黏剂被广泛应用于各个领域。固化促进剂(如 氟硅酸钾)呈弱酸性，与水玻璃混合后，可以促进水玻璃固化，加速生成具有高交联度硅氧 四面体网络结构的硅酸凝胶，热压过程中随着保温保压时间的延长，硅酸凝胶交联度不断 增加，水分不断排出，最终形成强度高、韧性好的硅氧四面体网络。硅丙树脂是有机硅氧烷 改性丙烯酸酯的产物(市售产品)，具有耐受温度高、粘结强度大、防水性能好等优点，固化 后具有优异的耐水性和耐候性。采用水玻璃与硅丙树脂组成的有机-无机复合体系为胶黏 剂，可结合水玻璃的耐高温性能和硅丙树脂优异的耐水性，并且二者之间可形成互穿网络 结构，使粘结强度大大提高，从而提高最终的蛭石制品的耐水性、强度、耐候性、可加工性等 综合性能。本发明所述的压缩率为被压缩体积的百分率。本发明所述的一种耐水性蛭石保温板材经检测，其各项性能为抗压强度2.0-6.OMPa ；抗拉强度1.0-2. OMPa ；容重550-750Kg/m3；导热系数(35"C) 0. 07-0. 10w/m · k ；吸水率(GB5486-2008)5-15% ；(250小时)30-45 %，干燥后强度几乎不变；防火性B1级；
可加工性可钉、可锯、可刨。
具体实施例方式实施例1 a、选用粒径为0. 7-2mm的天然蛭石碎片，于温度850°C加热膨化，过孔径为Imm的 筛子，得到松散堆积密度为130kg/m3的膨胀蛭石；b、按重量百分比将无机胶黏剂为钠型水玻璃35% (固含量为30%，模数为3. 0)、 有机改性剂为硅丙树脂15% (固含量为50% )、固化促进剂为氟硅酸钠5%使用高速搅拌 分散机进行混合；C、将步骤a处理后的膨胀蛭石45%与步骤b的混合料在密闭的搅拌器中混合均 勻，装入模具中，装料前模具底层铺一层聚四氟乙烯薄膜，刮平后再加铺一层聚四氟乙烯薄 膜，以便于脱模，装料高度高于模具四周，刮平，然后热压成型，压缩率为73 %，热压温度为 120°C，压力为0. 3MPa，保压时间为120分钟，脱模，再经修边处理即可得到耐水性蛭石保温 板材。通过该方法获得的耐水性蛭石保温板材其性能为抗压强度4.2MPa ；抗拉强度1.4MPa;容重700kg/m3；导热系数(350C) 0. 082w/m · k ；吸水率(GB5486-2008)10% ；(250 小时)40%;防火性B1级；可加工性可钉、可锯、可刨。实施例2 a、选用粒径为1. 4-4mm的天然蛭石碎片，于温度880°C加热膨化，过孔径为Imm的 筛子，得到松散堆积密度为100kg/m3的膨胀蛭石；b、按重量百分比将无机胶黏剂为钾型水玻璃50% (固含量为35%，模数为3. 3)、 有机改性剂为硅丙树脂9% (固含量为50% )、固化促进剂为氟硅酸钾使用高速搅拌分 散机进行混合；C、将步骤a处理后的膨胀蛭石40%与步骤b的混合料在密闭的搅拌器中混合均 勻，装入模具中，装料前模具底层铺一层聚四氟乙烯薄膜，刮平后再加铺一层聚四氟乙烯薄 膜，以便于脱模，装料高度高于模具四周，刮平，然后热压成型，压缩率为71 %，热压温度为 150°C，压力为0. 2MPa，保压时间为150分钟，脱模，再经修边处理即可得到耐水性蛭石保温 板材。通过该方法获得的耐水性蛭石保温板材其性能为抗压强度4.5MPa ；抗拉强度1.5MPa;容重660kg/m3 ；导热系数C35°C ) :0. 08w/m · k ；5
吸水率(GB5486-2008)12% ；(250 小时)43%;防火性B1级；可加工性可钉、可锯、可刨。实施例3:a、选用粒径为2-4mm的天然蛭石碎片，于温度880°C加热膨化，过孔径为Imm的筛 子，得到松散堆积密度为90kg/m3的膨胀蛭石；b、按重量百分比将无机胶黏剂为钠型水玻璃40% (固含量为40%，模数为3. 6)、 有机改性剂为硅丙树脂13. 5% (固含量为50% )、固化促进剂为氟硅酸钾1. 5%使用高速 搅拌分散机进行混合；C、将步骤a处理后的膨胀蛭石45%与步骤b的混合料在密闭的搅拌器中混合均 勻，装入模具中，装料前模具底层铺一层聚四氟乙烯薄膜，刮平后再加铺一层聚四氟乙烯薄 膜，以便于脱模，装料高度高于模具四周，刮平，然后热压成型，压缩率为67 %，热压温度为 150°C，压力为0. IMPa，保压时间为150分钟，脱模，再经修边处理即可得到耐水性蛭石保温 板材。通过该方法获得的耐水性蛭石保温板材其性能为抗压强度3.6MPa ；抗拉强度1.OMPa;容重550kg/m3 ；导热系数C35°C ) :0. 09w/m · k ；吸水率(GB5486-2008)15% ；(250 小时)45%;防火性B1级；可加工性可钉、可锯、可刨。实施例4 a、选用粒径为2_4mm的天然蛭石碎片，于温度900°C加热膨化，过孔径为Imm的筛 子，得到松散堆积密度为90kg/m3的膨胀蛭石；b、按重量百分比将无机胶黏剂为钾型水玻璃43% (固含量为36%，模数为4. 0)、 有机改性剂为硅丙树脂15% (固含量为50% )、固化促进剂为氟硅酸钾1. 0%使用高速搅 拌分散机进行混合；C、将步骤a处理后的膨胀蛭石41%与步骤b的混合料在密闭的搅拌器中混合均 勻，装入模具中，装料前模具底层铺一层聚四氟乙烯薄膜，刮平后再加铺一层聚四氟乙烯薄 膜，以便于脱模，装料高度高于模具四周，刮平，然后热压成型，压缩率为72 %，热压温度为 165°C，压力为0. 5MPa，保压时间为170分钟，脱模，再经修边处理即可得到耐水性蛭石保温 板材。通过该方法获得的耐水性蛭石保温板材其性能为抗压强度6.OMPa ；抗拉强度2.OMPa ；容重670kg/m3;
导热系数(350C) 0. 07w/m · k ；吸水率(GB5486_2008)5% ；(250 小时)30%;防火性B1级；可加工性可钉、可锯、可刨。
权利要求
1.一种耐水性蛭石保温板材，其特征在于该保温板材是由按重量百分比，无机胶黏剂 为钠型或者钾型水玻璃35-50%、有机改性剂为硅丙树脂9-15%、固化促进剂为氟硅酸钠 或氟硅酸钾1_5%、膨胀蛭石40-45%制成。
2.如权利要求1所述的一种耐水性蛭石保温板材的制备方法，其特征在于按下列步骤 进行a、选用粒径为0.7-4mm的天然蛭石碎片，于温度850-900°C加热膨化，过孔径为Imm的 筛子，得到松散堆积密度为90-130kg/m3的膨胀蛭石；b、按重量百分比将无机胶黏剂为钠型或钾型水玻璃35-50%、有机改性剂为硅丙树脂 9-15%、固化促进剂为氟硅酸钠或氟硅酸钾1-5%使用高速搅拌分散机进行混合；c、将步骤a处理后的膨胀蛭石40-45%与步骤b的混合料在密闭的搅拌器中混合均勻， 装入模具中，装料高度高于模具四周，刮平，然后热压成型，热压温度为120-180°C，压力为 0. 1-0. 5MPa，保压时间为90-180分钟，脱模，再经修边处理即可得到耐水性蛭石保温板材。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于步骤b的无机胶黏剂钠型或者钾型水玻璃固 含量为30-40%，模数为3. 0-4. 0。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于步骤b的有机改性剂硅丙树脂为按常规方法 经有机硅改性的耐高温热固性树脂，固含量为50%。
全文摘要
本发明涉及一种耐水性蛭石保温板材及其制备方法，该保温板材是由无机胶黏剂、有机改性剂、固化促进剂和膨胀蛭石采用将无机胶黏剂、有机改性剂、固化促进剂在高速搅拌分散机中进行混合，再将膨胀蛭石与混合料在密闭的搅拌器中混合均匀，装入模具中，经热压成型，脱模，再经修边处理制成。本发明在传统无机胶黏剂水玻璃的基础上添加硅丙树脂，制备得到有机-无机复合胶黏剂，二者形成互穿网络结构，结合热压过程可以大大提高蛭石制品的耐水性、强度、可加工性、耐候性等性能。该保温板材既克服有机隔热蛭石保温板材防火性差、易燃的缺陷，同时也能解决传统无机水玻璃蛭石制品及水泥蛭石制品耐水性、可加工性、导热系数等综合性能较差的问题。
文档编号C04B28/26GK102040364SQ201010523139
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者刘 文, 王军华, 范艳伟, 闫世友, 陈朝阳 申请人:中国科学院新疆理化技术研究所