一种改性发泡水泥保温板及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种改性发泡水泥保温板及其制备方法。该改性发泡水泥保温板由如下重量份的原料制备而成：水泥60-180份、双氧水4-4.5份、玻璃纤维0.1-0.2份、稳泡剂2.4-6.6份和水30-88份；所述制备时，包括如下步骤：A、将水泥、玻璃纤维和稳泡剂干搅拌均匀，然后加入“80℃减去2倍室温”温度的水再混合均匀，得混合体系；B、维持混合体系的温度为“80℃减去2倍室温”，再加入双氧水，持续搅拌6-8秒后，倒入模具中静置发泡，即成。本发明结合配方组成和制备方法，在组分很少，制备工艺很简单的情况下，充分发挥了各组分的协同作用，经过较短的制备时间，就获得了抗压强度高、导热系数低的高性能改性发泡水泥保温板。
【专利说明】-种改性发泡水泥保温板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种改性发泡水泥保温板及制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国住宅建设节能工作的不断深入，外墙保温的建筑节能方式日渐普及。然 而，目前大规模使用的塑料泡沫建筑保温材料，如挤塑板、聚氨醋泡沫、胶粉聚苯颗粒、酷酵 泡沫板、改性酷酵防火保温板等，在燃烧时都会发出浓烟等有害气体，为了防火或控制浓 烟，它们加入了阻燃剂、固化剂、抑烟剂等，但都没有解决根本问题。该些易燃保温材料引发 的火灾时有发生，一幕幕惨剧，充分暴露出建筑保温与建筑防火的巨大矛盾，说明塑料泡沫 建筑保温材料存在严重不足。针对一系列重特大火灾造成的严重人员伤亡及财产损失，根 据中央领导批示，公安部消防局先后下发了公通字巧〇〇9]46号文《民用建筑外保温系统及 外墙装饰防火暂行规定》、公消巧〇11]65号文《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防 监督管理有关要求的通知》，文件主要精神是要求在塑料泡沫外保温中，设置防火隔离带， 并要求尽量采用A级防火保温材料。文件明确规定屋面、地面、墙面必须设计为燃烧性能为 A级的不然材料，同时制定了地方标准值BJ50/T-185-2014)，规定2014年7月1日开始施 行。
[0003] 中国专利文献CN201649327公开了一种建筑用防火保温板，包括由内向外依次复 合而成的护面层、保温层和防火层，在保温层内设一根W上的加强肋，护面层为纤维水泥砂 浆，保温层为岩棉板或珍珠岩板，防水层为聚合物水泥或不透水纤维布，加强肋为无极型材 或金属型材。该种结构的防火保温板可体现优异的防火和保温效果，但是由于护面层和防 火层均难W与材质为岩棉板或珍珠岩板的保温层可靠结合，因此可能分离；由于岩棉板或 珍珠岩板充任保温层，保温板的整体强度也非常脆弱，虽然方案采用了加设加强肋予W弥 补，但是加强肋与其他结构的结合程度也难W保证；此外，制作该种H明治结构形式的板体 也较为麻烦。
[0004] 中国专利文献CN102372495公开了一种水泥发泡保温板及其制备方法，其采用酸 类水泥（娃酸盐水泥和/或硫铅酸盐水泥）、双氧水和水揽拌后，在模具中加固化剂（石膏 粉）揽拌均匀固化而成，总成型时间25分钟W内。该文献提供了一种整体结合效果好、制 作简单的保温板，解决了文献CN201649327中保温板存在的问题。然而，文献CN102372495 中，保温板使用的水泥限定在娃酸盐水泥和/或硫铅酸盐水泥，因此保温板价格高、抗压强 度较低、导热性较差；另外，保温板总成型时间25分钟，该在实际生产中还是较长。
[0005] 中国专利文献CN102557720公开了一种无机发泡水泥保温板及其制备工艺，保温 板的成分包括水泥、粉煤灰、矿粉、减水剂、醋类防水剂、发泡剂和水。虽然该文献制得的保 温板也具有一定的优异性能，但是由于该保温板组分众多，制备过程比较复杂，成本控制也 有难度，推广及市场化都有一定难度。
[0006] 本发明基于上述原因，开发了另一种改性发泡水泥保温板及其制备方法。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明提供一种改性发泡水泥保温板，其所用组分少，成型时间短，抗 压强度、导热系数等性能指标优异。
[0008] 为实现上述目的，本发明的技术方案为：
[0009] 一种改性发泡水泥保温板，由如下重量份的原料制备而成；水泥60-180份、双氧 水4-4. 5份、玻璃纤维0. 1-0. 2份、稳泡剂2. 4-6. 6份和水30-88份；所述制备时，包括如下 步骤：
[0010] A、将水泥、玻璃纤维和稳泡剂干拌均匀，然后加入"8(TC减去2倍室温"温度的水 再混合均匀，得混合体系；
[0011] B、维持混合体系的温度为"8(TC减去2倍室温"的温度，再加入双氧水，持续揽拌 6-8砂后，倒入模具中静置发泡，即成。
[0012] 所述"8(TC减去2倍室温"中的室温指10-3(TC。在本发明的制备方法中，加水的温 度和反应体系温度的控制都是根据室温环境进行适时调整的，W使反应体系与外界始终保 持在一个比较恒定的相对状态中。具体温度的确定，如室温为15C，8(TC -2X 15C = 5(TC， 则加入水的温度为50°C，反应体系的温度也维持在50°C。
[0013] 进一步，所述稳泡剂为经过纳米插层技术改性的硬脂酸巧。改性的硬脂酸巧是一 种纳米复合材料。纳米复合材料是W纳米尺寸分散在有机聚合物基体中形成的有机/无机 复合材料，由于分散性的纳米尺寸效应，大比表面积和强界面结合，使纳米复合材料具有一 般材料所不具备的优异性质。插层法是制备纳米复合材料较为常用的一种方法，许多无机 化合物（如娃酸盐类粘±、磯酸盐类、石墨、金属氧化物等）具有典型的层状结构，可W将其 嵌入聚合物形成层状结构的纳米复合材料。纳米无机相材料又具体如蒙脱±、云母、氣化云 母、水辉石、氣化水辉石等层状娃酸盐。插层法的种类有；直接插层法、剥离插层法、溶液插 层法、烙融插层法，可参见"纳米复合材料插层技术研究进展与应用前景"，宋玉春，精细石 油化工进展，2001年10月，第2卷第10期，第30-34页。本发明利用纳米插层技术对硬脂 酸巧进行改性后，增强了硬脂酸巧的稳泡性能，同时也是很好的憎水剂，具体表现出如下优 点：①能更容易的与水泥浆料揽拌，漂浮更少，揽拌时间更短，揽拌更均匀；②性价比高，用 量少价格便宜，在生产过程中可直接添加，无需其他添加剂；③产生气泡直径l-2mm，并且 泡壁光亮、密实、坚硬、手擦不脱粉，泡口有锋利感，敲击有爽脆声，手指捏不碎；④对制备的 保温板的强度与凝结不产生任何负面影响，泡孔均一细腻有助提高产品强度，使发泡水泥 保温板表面具有荷叶效应。
[0014] 进一步，所述硬脂酸巧采用烙融插层法进行纳米插层技术改性，制备时，将硬脂酸 巧与蒙脱±充分混合后加热到150-155C ;控制改性的硬脂酸巧中含巧量为1.6%，含游离 酸为0.5%。
[0015] 进一步，所述水泥为娃酸盐水泥、铅酸盐水泥、硫铅酸盐水泥、铁铅酸盐水泥、氣铅 酸盐水泥和磯酸盐水泥中的一种或多种。即采用上述配比及制备方法获得的发泡水泥保 温板，其水泥种类并不局限为娃酸盐水泥和/或硫铅酸盐水泥。
[0016] 进一步，所述步骤A中，加水后持续揽拌8分钟，得混合体系。
[0017] 进一步，所述步骤B中，静置发泡5分钟，即成。
[0018] 进一步，所述的改性发泡水泥保温板，由如下重量份的原料制备而成；水泥61份、 双氧水4. 2份、玻璃纤维0. 1-0. 2份、稳泡剂2. 48份和水30份；该重量配比制成的发泡水 泥保温板的干密度在15化g/m3左右。
[0019] 或者，由如下重量份的原料制备而成；水泥65份、双氧水4份、玻璃纤维0. 1-0. 2 份、稳泡剂2. 5份和水32份；该重量配比制成的发泡水泥保温板的干密度在18化g/m3左右。
[0020] 或者，由如下重量份的原料制备而成；水泥69份、双氧水4份、玻璃纤维0. 1-0. 2 份、稳泡剂2. 73份和水34份；该重量配比制成的发泡水泥保温板的干密度在2(K)kg/m3左 右。
[0021] 或者，由如下重量份的原料制备而成；水泥86份、双氧水4份、玻璃纤维0. 1-0. 2 份、稳泡剂3. 16份和水40. 5份；该重量配比制成的发泡水泥保温板的干密度在25化g/m3左 右。
[0022] 或者，由如下重量份的原料制备而成；水泥100份、双氧水4份、玻璃纤维0. 1-0. 2 份、稳泡剂3. 47份和水47份；该重量配比制成的发泡水泥保温板的干密度在3(K)kg/m3左 右。
[0023] 或者，由如下重量份的原料制备而成；水泥120份、双氧水4.3份、玻璃纤维 0. 1-0. 2份、稳泡剂4. 12份和水55份；该重量配比制成的发泡水泥保温板的干密度在 350kg/m3 左右。
[0024] 或者，由如下重量份的原料制备而成：水泥136份、双氧水4.4份、玻璃纤维 0. 1-0. 2份、稳泡剂4. 75份和水62份；该重量配比制成的发泡水泥保温板的干密度在 400kg/m3 左右。
[002引或者，由如下重量份的原料制备而成；水泥180份、双氧水4.5份、玻璃纤维 0.1-0. 2份、稳泡剂6. 6份和水88份。该重量配比制成的发泡水泥保温板的干密度在 500kg/m3 左右。
[0026] 上述重量配比中，玻璃纤维的用量可视产品的具体要求而定，其主要起抗裂和增 强初性的作用。
[0027] 本发明还提供一种制备改性发泡水泥保温板的方法，其能将各组分很好的融为一 体，充分发挥各组分间的协同作用，且制备步骤少，成型时间短，制备的发泡水泥保温板抗 压强度、导热系数等性能指标优异。
[0028] 为实现上述目的，本发明的技术方案为：
[0029] 一种制备改性发泡水泥保温板的方法，包括如下步骤：
[0030] (1)按如下重量配比准备原料；水泥60-180份、双氧水4-4. 5份、玻璃纤维 0. 1-0. 2份、稳泡剂2. 4-6. 6份和水30-88份；
[0031] (2)将所述水泥、玻璃纤维和稳泡剂干拌均匀，然后加入"8(TC减去2倍室温"温度 的水持续揽拌8分钟，得混合体系；
[003引 做维持所述混合体系的温度为"8(TC减去2倍室温"的温度，再加入双氧水，持续 揽拌6-8砂后，倒入模具中静置发泡5分钟，即成。
[0033] 上述的改性发泡水泥保温板可作为保温隔热、防火防潮或吸声隔音材料在建筑中 进行应用。
[0034] 本发明的有益技术效果是：
[00巧]本发明结合配方组成和制备方法，在组分很少，制备工艺很简单的情况下，充分发 挥了各组分的协同作用，经过较短的制备时间，就获得了性能优异的改性发泡水泥保温板。 具体地：
[0036] (1)提高抗压强度：例如，国家标准外的低密度等级，同行业提供的A015抗压强度 一般为0. 2MPa，本发明的产品其抗压强度能够达到平均值0. 83MPa ;例如，国家标准A03抗 压强度在0. 225-0. 30MPa之间，本发明的产品其抗压强度能够达到1. 21-1. 13MPa。
[0037] (2)降低导热系数：例如，国家标准外的低密度等级，同行业A015导热系数一般为 0. 08W/(m. k)，本发明的产品其导热系数能够达到平均值0. 05W/(m. k);例如，国家标准A03 导热系数平均值为0. 〇8W/(m. k)，本发明的产品其导热系数平均值为0. 07W/(m. k)。
[0038] (3)经济、生态和社会效益；由于使用的原料组分少，且可使用的水泥种类多，因 此可降低生产成本。例如，按企业年生产力5万立方计算经济效益，可降低成本100-300万。 本发明的保温板在生产时，是通过机械揽拌而成泡沫，稳泡剂材料及改性水泥发泡生产时 无毒、无害，对环境没有任何污染。产品切割时所产生的边角废料，经过粉碎加工，可再生利 用。本发明的改性发泡水泥保温板具有极佳的温度稳定性和化学稳定性，质轻强高，防火阻 燃，热工性能好，保温隔热性能好，隔音性能效果好，防水性能强，低弹减震性好，防霉、防潮 效果好，阻止冷热桥产生，施工简便，综合造价低，绿色环保无公害，原材料易购，适用范围 广等特点，可广泛用于军事、民用等领域，作为保温隔热、防火防潮、吸声隔音的建筑材料， 用于地面、内墙面、外墙面、屋面、地暖、防火隔离带等工程。
【具体实施方式】
[0039] W下对本发明的优选实施例、对比例进行详细描述。W下实施例和对比例中，未注 明具体条件的实验方法，按照常规条件进行；所述水泥，实施例1-3和对比例1-2为娃酸盐 水泥，实施例4-5为娃酸盐水泥和铅酸盐水泥1:1的混合物，实施例6-8为铁铅酸盐水泥、 氣铅酸盐水泥和磯酸盐水泥1:0. 5:0. 5的混合物。所述改性硬脂酸巧采用烙融插层法进行 改性，制备时，将硬脂酸巧与蒙脱±充分混合后加热到150-155C ;控制改性的硬脂酸巧中 含巧量为1. 6 %，含游离酸为0. 5 %;实施例和对比例中使用的改性硬脂酸巧，直接购买自河 南惠尔纳米科技有限公司，其采用了前述的制备方法，产品名称；发泡水泥稳泡剂，产品型 号；22号，规格；2化g/袋。
[0040] 实施例1
[0041] 按如下重量配比准备原料；水泥61份、双氧水4. 2份、玻璃纤维0. 1份、改性硬脂 酸巧2. 48份和水30份。将所述水泥、玻璃纤维和改性硬脂酸巧干拌均匀，然后加入"8(TC 减去2倍室温"温度的水持续揽拌8分钟，得混合体系；维持所述混合体系的温度为"8(TC 减去2倍室温"的温度，再加入双氧水，持续揽拌8砂后，倒入模具中静置发泡5分钟，即制 得改性发泡水泥保温板，其干密度在15化g/m 3左右。
[004引 实施例2
[0043] 按如下重量配比准备原料；水泥65份、双氧水4份、玻璃纤维0. 1份、改性硬脂酸 巧2. 5份和水32份。将所述水泥、玻璃纤维和改性硬脂酸巧干拌均匀，然后加入"8(TC减去 2倍室温"温度的水持续揽拌8分钟，得混合体系；维持所述混合体系的温度为"8(TC减去2 倍室温"的温度，再加入双氧水，持续揽拌8砂后，倒入模具中静置发泡5分钟，即制得改性 发泡水泥保温板，其干密度在18化g/m 3左右。
[0044] 实施例3
[0045] 按如下重量配比准备原料；水泥69份、双氧水4份、玻璃纤维0. I份、改性硬脂酸 巧2. 73份和水34份。将所述水泥、玻璃纤维和改性硬脂酸巧干拌均匀，然后加入"8(TC减 去2倍室温"温度的水持续揽拌8分钟，得混合体系；维持所述混合体系的温度为"8(TC减 去2倍室温"的温度，再加入双氧水，持续揽拌8砂后，倒入模具中静置发泡5分钟，即制得 改性发泡水泥保温板，其干密度在20化g/m 3左右。
[0046] 实施例4
[0047] 按如下重量配比准备原料；水泥86份、双氧水4份、玻璃纤维0. 15份、改性硬脂酸 巧3. 16份和水40. 5份。将所述水泥、玻璃纤维和改性硬脂酸巧干拌均匀，然后加入"8(TC 减去2倍室温"温度的水持续揽拌8分钟，得混合体系；维持所述混合体系的温度为"8(TC 减去2倍室温"的温度，再加入双氧水，持续揽拌8砂后，倒入模具中静置发泡5分钟，即制 得改性发泡水泥保温板，其干密度在25化g/m 3左右。
[0048] 实施例5
[0049] 按如下重量配比准备原料；水泥100份、双氧水4份、玻璃纤维0. 15份、改性硬脂 酸巧3. 47份和水47份。将所述水泥、玻璃纤维和改性硬脂酸巧干拌均匀，然后加入"8(TC 减去2倍室温"温度的水持续揽拌8分钟，得混合体系；维持所述混合体系的温度为"8(TC 减去2倍室温"的温度，再加入双氧水，持续揽拌8砂后，倒入模具中静置发泡5分钟，即制 得改性发泡水泥保温板，其干密度在30化g/m 3左右。
[0050] 实施例6
[0051] 按如下重量配比准备原料；水泥120份、双氧水4. 3份、玻璃纤维0. 2份、改性硬脂 酸巧4. 12份和水55份。将所述水泥、玻璃纤维和改性硬脂酸巧干拌均匀，然后加入"8(TC 减去2倍室温"温度的水持续揽拌8分钟，得混合体系；维持所述混合体系的温度为"8(TC 减去2倍室温"的温度，再加入双氧水，持续揽拌8砂后，倒入模具中静置发泡5分钟，即制 得改性发泡水泥保温板，其干密度在35化g/m 3左右。
[00閲 实施例7
[0053] 按如下重量配比准备原料；水泥136份、双氧水4. 4份、玻璃纤维0. 2份、改性硬脂 酸巧4. 75份和水62份。将所述水泥、玻璃纤维和改性硬脂酸巧干拌均匀，然后加入"8(TC 减去2倍室温"温度的水持续揽拌8分钟，得混合体系；维持所述混合体系的温度为"8(TC 减去2倍室温"的温度，再加入双氧水，持续揽拌8砂后，倒入模具中静置发泡5分钟，即制 得改性发泡水泥保温板，其干密度在40化g/m 3左右。
[0054] 实施例8
[0055] 按如下重量配比准备原料；水泥180份、双氧水4. 5份、玻璃纤维0. 2份、改性硬脂 酸巧6. 6份和水88份。将所述水泥、玻璃纤维和改性硬脂酸巧干拌均匀，然后加入"8(TC减 去2倍室温"温度的水持续揽拌8分钟，得混合体系；维持所述混合体系的温度为"8(TC减 去2倍室温"的温度，再加入双氧水，持续揽拌8砂后，倒入模具中静置发泡5分钟，即制得 改性发泡水泥保温板，其干密度在50化g/m 3左右。
[005引 对比例1
[0057] 按如下重量配比准备原料；水泥61份、双氧水4. 2份、玻璃纤维0. 1份、改性硬脂 酸巧2. 48份和水30份。将所述水泥、玻璃纤维和改性硬脂酸巧干拌均匀，然后加入温度为 5(TC (室温为15°C)的水持续揽拌5分钟，得混合体系；维持所述混合体系的温度为5(TC， 再加入双氧水，持续揽拌6砂后，倒入模具中静置发泡5分钟，即成，其干密度在15化g/m3左 右。
[0058] 对比例2
[0059] 按如下重量配比准备原料；水泥61份、双氧水4. 2份、玻璃纤维0. 1份、改性硬脂 酸巧2. 48份和水30份。将所述水泥、玻璃纤维和改性硬脂酸巧干拌均匀，然后加入温度为 25C (室温为3(TC)的水持续揽拌5分钟，得混合体系；维持所述混合体系的温度为25C， 再加入双氧水，持续揽拌10砂后，倒入模具中静置发泡5分钟，即成，其干密度在15化g/m 3 O
[0060] 试验例
[0061] 按照国家标准（标准号；JG/T266-2011，标准名称：泡沫混凝± )和胡特标准（标 准号；HT/C2014-1，标准名称；改性发泡水泥保温板）中的方法，对实施例1-8和对比例1-2 制得的保温板进行性能测试，标准要求见表1，测试结果见表2。
[0062] 表1发泡水泥保温板标准要求
[0063]
【权利要求】
1. 一种改性发泡水泥保温板，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：水泥 60-180份、双氧水4-4. 5份、玻璃纤维0. 1-0. 2份、稳泡剂2. 4-6. 6份和水30-88份；所述 制备时，包括如下步骤： A、 将水泥、玻璃纤维和稳泡剂干拌均匀，然后加入"80°C减去2倍室温"温度的水再混 合均匀，得混合体系； B、 维持混合体系的温度为"80°C减去2倍室温"的温度，再加入双氧水，持续搅拌6-8 秒后，倒入模具中静置发泡，即成。
2. 根据权利要求1所述的改性发泡水泥保温板，其特征在于：所述稳泡剂为经过纳米 插层技术改性的硬脂酸钙。
3. 根据权利要求2所述的改性发泡水泥保温板，其特征在于：所述硬脂酸钙采用 熔融插层法进行纳米插层技术改性，制备时，将硬脂酸钙与蒙脱土充分混合后加热到 150-155°C ;控制改性的硬脂酸钙中含钙量为1. 6%，含游离酸为0. 5%。
4. 根据权利要求1所述的改性发泡水泥保温板，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥、 铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥和磷酸盐水泥中的一种或多种。
5. 根据权利要求1所述的改性发泡水泥保温板，其特征在于：所述步骤A中，加水后持 续搅拌8分钟，得混合体系。
6. 根据权利要求1所述的改性发泡水泥保温板，其特征在于：所述步骤B中，静置发泡 5分钟，即成。
7. 根据权利要求1至6任一项所述的改性发泡水泥保温板，其特征在于，由如下重量份 的原料制备而成：水泥61份、双氧水4. 2份、玻璃纤维0. 1-0. 2份、稳泡剂2. 48份和水30 份； 或者，由如下重量份的原料制备而成：水泥65份、双氧水4份、玻璃纤维0. 1-0. 2份、稳 泡剂2. 5份和水32份； 或者，由如下重量份的原料制备而成：水泥69份、双氧水4份、玻璃纤维0. 1-0. 2份、稳 泡剂2. 73份和水34份； 或者，由如下重量份的原料制备而成：水泥86份、双氧水4份、玻璃纤维0. 1-0. 2份、稳 泡剂3. 16份和水40. 5份； 或者，由如下重量份的原料制备而成：水泥100份、双氧水4份、玻璃纤维0. 1-0. 2份、 稳泡剂3. 47份和水47份； 或者，由如下重量份的原料制备而成：水泥120份、双氧水4. 3份、玻璃纤维0. 1-0. 2 份、稳泡剂4. 12份和水55份； 或者，由如下重量份的原料制备而成：水泥136份、双氧水4. 4份、玻璃纤维0. 1-0. 2 份、稳泡剂4. 75份和水62份； 或者，由如下重量份的原料制备而成：水泥180份、双氧水4. 5份、玻璃纤维0. 1-0. 2 份、稳泡剂6. 6份和水88份。
8. -种制备改性发泡水泥保温板的方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 按如下重量配比准备原料：水泥60-180份、双氧水4-4. 5份、玻璃纤维0. 1-0. 2份、 稳泡剂2. 4-6. 6份和水30-88份； (2) 将所述水泥、玻璃纤维和稳泡剂干拌均匀，然后加入"80°C减去2倍室温"温度的水 持续搅拌8分钟，得混合体系； (3)维持所述混合体系的温度为"80°C减去2倍室温"的温度，再加入双氧水，持续搅拌 6-8秒后，倒入模具中静置发泡5分钟，即成。
9.权利要求1-6任一项所述的改性发泡水泥保温板作为保温隔热、防火防潮或吸声隔 音材料在建筑中的应用。
【文档编号】C04B38/02GK104261858SQ201410427655
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】胡岛蜻 申请人:重庆市胡特建材有限公司