专利名称：无机轻骨料防火保温隔热板及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑材 料，尤其涉及一种无机轻骨料防火保温隔热板及其制备方法。
背景技术：
我国“新材料产业十二五发展规划”中强调加快推广新型墙体材料、无机防火保温材料，壮大新型建筑材料产业规模。特别是应用“高效阻燃安全保温隔热材料”，提高建筑材料抗震防火和隔音隔热性能，推动传统建材向新型节能环保建材跨越。建筑物隔热保温是节约能源、改善居住环境和使用功能的一个重要方面，目前外墙外保温技术是建筑围护结构节能的必要和关键措施，从国内外发展来看，对外墙外保温防火安全性的要求应作为该技术应用的首选条件。忽视外墙外保温防火安全性问题的后果将只能带来更大更多的安全隐患和技术发展的迟滞。目前采用的有机类外墙保温材料具有引发火灾、加速火灾蔓延的危险性和易老化、性能稳定性差的缺陷。因此，不燃类(A级)无机防火保温板材成为近年建筑保温材料研究开发的热点。但在现有的技术中，在保证板材安全防火方面燃烧性能达到Al级(GB8624-2006)、保温隔热方面板材导热系数小于0. 07ff/m -k且所组成保温系统耐候性与抗冲击性符合《外墙外保温工程技术规程》(JGJ144-2004)的前提下，具有良好施工性能和较低综合成本的防火保温隔热板在实用中还没有出现。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种采用改性无机高分子材料为结合系统、将封闭空腔状无机轻骨料颗粒牢固连接，且此结合系统具有独特的微孔化成孔性和柔性释放应力特点的无机轻骨料防火保温隔热板；此板材具有良好的强度与韧性、较低的导热系数，并且施工性能良好，改善传统无机材料韧性，可方便锚固而无裂纹，综合成本较低。本发明的另一个目的是提供一种无机轻骨料防火保温隔热板制备方法。本发明技术方案是以下述方式实现的
一种无机轻骨料防火保温隔热板，它是以下述组分重量份数配制而成
无机轻骨料100份 改性无机高分子粉体5 15份 有机硅憎水剂0. I 0. 3份 固化剂0. 5 I份 水80 120份；
其中
所述的无机轻骨料堆积密度为80 280kg/m3 ;无机轻骨料为膨胀玻化微珠、憎水型闭孔膨胀珍珠岩、粉煤灰制成的超轻陶砂或漂珠；所述的改性无机高分子粉体为水溶性复合改性粉体，包括含无机基团的硅树脂、含无机基团的酚醛树脂、含无机基团的聚硅硼烷或含无机基团的聚氯代磷腈；
所述的固化剂为同改性无机高分子粉体配合使用相对应的六亚甲基四胺或为氧化镁。当使用无机基团的硅树脂、含无机基团的酚醛树脂时，组分中的固化剂为六亚甲基四胺；当使用含无机基团的聚硅硼烷或含无机基团的聚氯代磷腈，组分中的固化剂为氧化镁。所述的改性无机高分子粉体含有的无机基团是指Si- 0或Al- 0基团。上述无机轻骨料防火保温隔热板的制备方法为 (1)配混料先按重量份数将改性无机高分子粉体5 15份、有机硅憎水剂0.I 0. 3份和固化剂0. 5 I份预混均匀成基质细粉溶解到水80 120份水中制得结合剂，然后再将结合剂均匀混入无机轻骨料100份中充分搅拌，混料3 5分钟；
(2)模压成型将经(I)混好的物料置于模具内摊平，压机压制成板状，压缩比为I:1.5 I : I. 8，脱模后板状生坯置于底架上准备固化；
(3)固化将生坯进行热处理，经固化得到无机轻骨料防火保温隔热板，固化温度为150 220°C，固化时间5 12小时。所述的无机轻骨料堆积密度为80 280kg/m3 ;无机轻骨料为膨胀玻化微珠、憎水型闭孔膨胀珍珠岩、粉煤灰制成的超轻陶砂或漂珠；
所述的改性无机高分子粉体为水溶性复合改性粉体，包括含无机基团的硅树脂、含无机基团的酚醛树脂、含无机基团的聚硅硼烷或含无机基团的聚氯代磷腈；
所述的固化剂为同改性无机高分子粉体配合使用相对应的六亚甲基四胺或为氧化镁。所述的改性无机高分子粉体含有的无机基团是指Si- 0或Al- 0基团。本发明的积极效果是
I、本发明的防火保温隔热板采用封闭空腔颗粒的无机轻骨料和具有微孔成孔性特征的改性无机高分子材料为主要原料；这些轻骨料单体具有封闭空腔结构和良好的憎水性；以改性无机高分子材料细粉组成基质，能提高结合系统的持久稳定性和韧性；制得的板材达到不燃型(Al级)匀质防火保温材料，导热系数低(小于0. 07ff/m k)，持久稳定性、机械强度和憎水性良好，软化系数高,并且具有良好施工性能；韧性好,能制成大尺寸板材,也可方便锚固而无裂纹，比同类无机保温隔热板在韧性和耐久性方面优势明显。2、本发明的制备工艺简单，成型后只需要150 220°C低温固化，不需要中高温热处理或烧结，综合性价比高，此防火保温隔热板材组成的外墙外保温系统施工方便，质量稳定，节能防火，与建筑物同寿命，应用前景广阔。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明
实施例I :
以堆积密度为80kg/m3的膨胀玻化微珠(选用信阳市中科矿业有限公司产品，其它公司生产的符合质量要求的也可采用。以下原料情况类似，不再重复说明)为无机轻骨料、以含无机基团的硅树脂(商品名DY-S111，山东大易化工有限公司定制出品)为主要基质，制作无机轻骨料防火保温隔热板。按重量份数先将6份含无机基团的硅树脂、0. 5份固化剂六亚甲基四胺和0. 2份有机硅憎水剂预混均匀，并溶解到80份水中制得结合剂，再将结合剂均匀混入100份膨胀玻化微珠中充分搅拌，混料3分钟；将混好的物料置于模具内摊平，以压缩比I : I. 8压制成板状，脱模后板状生坯于220°C固化10小时即制得无机轻骨料防火保温隔热板。其体积密度为180kg/m3，导热系数(平均温度25°C时，以下同)0. 056ff/m k，抗压强度0. 42MPa，软化系数85%，防火性能Al级，锚固施工时无裂纹。实施例2:
以堆积密度为120kg/m3的憎水型闭孔膨胀珍珠岩(选用信阳市中科矿业有限公司产品)为无机轻骨料、以含无机基团的酚醛树脂(商品名PFNH-S200，河南新乡市伯马风帆实业有限公司定制出品)为主要基质，制作无机轻骨料防火保温隔热板；按重量份数先将8份含无机基团的酚醛树脂、I份固化剂六亚甲基四胺和0. I份有机硅憎水剂预混均匀，并溶解到100份水中制得结合剂，再将结合剂均匀混入100份憎水型闭孔膨胀珍珠岩充分搅拌，混料4分钟；将混好的物料置于模具内摊平，以压缩比I : I. 7压制成板状，脱模后板状生坯于180°C固化6小时即制得无机轻骨料防火保温隔热板。其体积密度为200kg/m3，导热系 数0. 058ff/m k，抗压强度0. 46MPa，软化系数86%，防火性能Al级，锚固施工时无裂纹。实施例3:
以堆积密度为280kg/m3的粉煤灰基超轻陶砂(选用河南平顶山姚孟电力粉煤灰开发有限公司产品)为无机轻骨料、以含无机基团的聚硅硼烷(商品名B-SB，德国巴斯夫无机化学品公司定制出品)为主要基质，制作无机轻骨料防火保温隔热板；按重量份数先将15份含无机基团的聚硅硼烷、0. 7份固化剂氧化镁和有机硅憎水剂0. 3份预混均匀，并溶解到120份水中制得结合剂，再将结合剂均匀混入100份粉煤灰基超轻陶砂中充分搅拌，混料5分钟；将混好的物料置于模具内摊平，以压缩比I : I. 5压制成板状，脱模后板状生坯于200°C固化12小时即制得无机轻骨料防火保温隔热板。其体积密度为300kg/m3，导热系数0. 070ff/m k，抗压强度0. 72MPa，软化系数85%，防火性能Al级，锚固施工时无裂纹。实施例4:
以堆积密度为250kg/m3的粉煤灰提取的漂珠(选用河南平顶山姚孟电力粉煤灰开发有限公司产品)为无机轻骨料、以含无机基团的聚氯代磷腈(商品名M-PNF，山东淄博蓝印化工有限公司定制出品)为主要基质，制作无机轻骨料防火保温隔热板。按重量份数先将13份含无机基团的聚氯代磷腈、I份固化剂氧化镁和有机硅憎水剂0. 2份预混均匀，并溶解到110份水中制得结合剂，再将结合剂均匀混入100份粉煤灰基漂珠中充分搅拌，混料4分钟；将混好的物料置于模具内摊平，以压缩比I : I. 6压制成板状，脱模后板状生坯于160°C固化10小时即制得无机轻骨料防火保温隔热板。其体积密度为280kg/m3，导热系数0. 068ff/m k，抗压强度0. 86MPa，软化系数86%，防火性能Al级，锚固施工时无裂纹。
权利要求
1.一种无机轻骨料防火保温隔热板，它是以下述成分重量份数配制而成 无机轻骨料100份 改性无机高分子粉体5 15份 有机硅憎水剂0. I 0. 3份 固化剂0. 5 I份 水80 120份； 其中 所述的无机轻骨料堆积密度为80 280kg/m3 ;无机轻骨料为膨胀玻化微珠、憎水型闭孔膨胀珍珠岩、粉煤灰制成的超轻陶砂或漂珠； 所述的改性无机高分子粉体为水溶性复合改性粉体，包括含无机基团的硅树脂、含无机基团的酚醛树脂、含无机基团的聚硅硼烷或含无机基团的聚氯代磷腈； 所述的同改性无机高分子粉体配合使用相对应的固化剂为六亚甲基四胺或为氧化镁。
2.根据权利要求I所述的无机轻骨料防火保温隔热板，其特征在于当使用含无机基团的硅树脂或含无机基团的酚醛树脂时，组分中的固化剂为六亚甲基四胺；当使用含无机基团的聚硅硼烷或含无机基团的聚氯代磷腈时，组分中的固化剂为氧化镁。
3.根据权利要求I或2所述的无机轻骨料防火保温隔热板，其特征在于所述的改性无机高分子粉体含有的无机基团是指Si- O或Al- O基团。
4.一种无机轻骨料防火保温隔热板的制备方法 (1)配混料先按重量份数将改性无机高分子粉体5 15份、有机硅憎水剂0.I 0. 3份和固化剂0. 5 I份预混均匀成基质细粉溶解到80 120份水中制得结合剂，然后再将结合剂均匀混入无机轻骨料100份中充分搅拌； (2)模压成型将经(I)混好的物料置于模具内，压机压制成板状，压缩比为I:1.5 I I. 8，脱模后板状生坯置于底架上准备固化； (3)固化将生坯进行热处理，经固化得到无机轻骨料防火保温隔热板，固化温度为150 220°C，固化时间5 12小时。
5.根据权利要求4所述的无机轻骨料防火保温隔热板的制备方法其特征在于按重量份数先将6份含无机基团的硅树脂、0. 5份固化剂六亚甲基四胺和0. 2份有机硅憎水剂预混均匀，并溶解到80份水中制得结合剂，再将结合剂均匀混入堆积密度为80kg/m3的100份膨胀玻化微珠中充分搅拌，于模具内摊平，以压缩比I : I. 8压制成板状，脱模后板状生坯于220°C固化10小时即制得无机轻骨料防火保温隔热板。
6.根据权利要求4所述的无机轻骨料防火保温隔热板的制备方法其特征在于按重量份数先将8份含无机基团的酚醛树脂、I份固化剂六亚甲基四胺和0. I份有机硅憎水剂预混均匀，并溶解到100份水中制得结合剂，再将结合剂均匀混入100份堆积密度为120kg/m3的憎水型闭孔膨胀珍珠岩充分搅拌，置于模具内摊平，以压缩比I : I. 7压制成板状，脱模后板状生坯于180°C固化6小时即制得无机轻骨料防火保温隔热板。
7.根据权利要求5所述的无机轻骨料防火保温隔热板的制备方法其特征在于按重量份数先将15份含无机基团的聚硅硼烷、0. 7份固化剂氧化镁和有机硅憎水剂0. 3份预混均匀，并溶解到120份水中制得结合剂，再将结合剂均匀混入100份堆积密度为280kg/m3的粉煤灰基超轻陶砂中充分搅拌，混料5分钟；于模具内摊平，以压缩比I : I. 5压制成板状，脱模后板状生坯于200°C固化12小时即制得无机轻骨料防火保温隔热板。
8.根据权利要求5所述的无机轻骨料防火保温隔热板的制备方法其特征在于按重量份数先将13份含无机基团的聚氯代磷腈、I份固化剂氧化镁和有机硅憎水剂0. 2份预混均匀，并溶解到110份水中制得结合剂，再将结合剂均匀混入100份堆积密度为250kg/m3的粉煤灰漂珠中充分搅拌，混料4分钟；将混好的物料置于模具内摊平，以压缩比I : I. 6压制成板状，脱模后板状生坯于160°C固化10小时即制得无机轻骨料防火保温隔热板。
全文摘要
本发明公开了一种无机轻骨料防火保温隔热板及其制备方法，采用无机轻骨料100份；改性无机高分子粉体5～15份；有机硅憎水剂0.1～0.3份；固化剂0.5～1份；水80～120份经配混料、模压成型和固化制成。本防火保温隔热板达到不燃型(A1级)匀质防火保温材料，导热系数≤0.07W/m·k，持久稳定性、机械强度和憎水性良好，软化系数高，并且具有良好施工性能；韧性好，能制成大尺寸板材，也可方便锚固而无裂纹，比同类无机保温隔热板在韧性和耐久性方面优势明显； 本发明的制备工艺简单，成型后只需要150～220℃低温固化，不需要中高温热处理或烧结，综合性价比高，此防火保温隔热板材组成的外墙外保温系统施工方便，质量稳定，节能防火，与建筑物同寿命，应用前景广阔。
文档编号C04B26/00GK102731050SQ20121023415
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者马成良, 马骁 申请人:郑州大学