一种发泡保温隔热板的生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种发泡保温隔热板的生产方法，所述生产方法的步骤包括原料处理、制备膨胀混合物、制备混合物粉末、制备发泡材料、制备保温隔热板的步骤，本方法以蛭石、硅灰石、红柱石、珍珠岩和石墨等无机材料为原料制备保温隔热板，使板材具有极佳的阻燃性能，降低了板材的生产成本。本发明的生产方法采用石料为主要原料，制备出的发泡保温板具有较低的密度和极佳的保温性能、防火性能，能够充分满足建筑行业对保温隔热板的要求；并且该生产方法工艺简单、易于操作，制备的板材质量稳定。
【专利说明】[0001] 一种发泡保温隔热板的生产方法
【技术领域】
[0002] 本发明涉及一种保温隔热板的生产方法，具体涉及一种发泡保温隔热板的生产方 法。
【背景技术】
[0003] 保温隔热板是建筑行业中普遍使用的材料，在墙体保温、建筑装饰等领域均有非 常大的市场。采用发泡保温隔热板，不仅能够降低保温隔热板的重量，同时也能够发挥较佳 的保温隔热效果，因此，在市场中的使用最多。
[0004] 现有的市场中采用的发泡保温隔热板，有采用有机塑料发泡制备的保温板，也有 无机的石料等材料制备的发泡板。由于塑料发泡板采用有机物作为原料，其在防火性能上 自然不够高，因此，塑料发泡保温板的安全防火性能较差。而目前石料为原料的发泡保温板 的密度较大，隔热效果不佳，也极大的限制了石料保温隔热板的发展和应用。
[0005] 所以，需要设计出一种能够以石料为主要原料的发泡保温隔热板的生产方法，填 补工艺方法和市场的空白。
【发明内容】
[0006] 本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种发泡保温隔热 板的生产方法，该方法采用石料为主要原料，制备出的发泡保温板具有较低的密度和极佳 的保温性能、防火性能，能够充分满足建筑行业对保温隔热板的要求；并且该生产方法工艺 简单、易于操作，制备的板材质量稳定。
[0007] 为解决上述问题，本发明采用技术方案为： 一种发泡保温隔热板的生产方法，其步骤为： (1) 原料处理：采用蛭石、硅灰石、红柱石、珍珠岩的纯净矿物为原料，所述四种原料的 杂质率< 1 %，粒径为〇? 5?1mm; 采用粒径为200目的石墨为原料； 如果采用天然矿物质材料蛭石、硅灰石、红柱石、珍珠岩，必须经过破碎、筛选、清洗、 烘干等工艺过程，获得纯净矿物作为原料，其原料的要求仍为杂质率< 1 %，粒径为0.5? 1mm； (2) 制备膨胀混合物：将蛭石、硅灰石、红柱石、珍珠岩和石墨按照重量份数比为8 :5 : 4 :2 :1的比例加入混料机内搅拌均匀，然后将混合物放入高温坩埚内于1250?1350°C加 热处理30分钟，得到膨胀混合物； 膨胀混合物各个组分的比例，其一能保证获得较低的容重，表观密度控制在120kg/m3 以内；其二能保证获得较好的保温隔热性能，导热系数控制在〇.〇28WAm.k)以下。在板材 组分比例的研究实验中，板材要满足两个条件：一是阻燃性能要高，二是保温隔热性能要 好；蛭石、硅灰石、红柱石、珍珠岩和石墨皆为无机材料，可满足第一条要求，蛭石、硅灰石、 红柱石、珍珠岩和石墨在发泡过程中形成的泡孔质量不同影响到保温隔热性能，经过大量 的试验验证，最终确定本发明采用的配比，最终制备的保温隔热板具有最佳的隔热性能。
[0008] (3)制备混合物粉末：使用球磨机将膨胀混合物研磨成140?200目的混合物粉 末； (4)制备发泡材料：向混料机内加入重量份数比为10 :5 :2 :3的混合物粉末、硅酸凝 胶、碳酸氢钠和水玻璃，得到发泡材料； 发泡材料采用上述组分和比例，是经过多种比例试验验证得出的最佳比例。这样的比 例即保证生产过程中混料形成的发泡材料具备适宜的流动性，满足发泡作业的要求；同时 能够保证板材成形熟化后满足规定的强度要求，经过试验验证，最终制备的板材拉伸粘结 强度 > 〇?IMpa。
[0009] (5)制备保温隔热板：使用发泡机将发泡材料发泡得到预制板，在将预制板施压后 制得所述保温隔热板。
[0010] 优选的，步骤（2)和步骤（4)中混料机的混料时间为10?35分钟，混料搅拌速度 为4000?6500转/分钟。
[0011] 优选的，步骤（4)中的硅酸凝胶为有机硅胶，其布氏粘度为18pa*s，布氏粘度是绝 对粘度中的动力粘度；胶体粒度为10?20nm;碳酸氢钠的粒度180?200目；水玻璃的模 数为3. 5?3. 7,其中水与可溶固体物的质量比例4 :6。
[0012] 优选的，步骤（5)中发泡机中发泡材料的发泡温度为300°C。
[0013] 优选的，步骤（5)中发泡机的布料机构的温度为78?82°C，压力为145?155 Kpa〇
[0014] 进一步优选的，步骤（2)中坩埚内加热处理的温度为1300°C。
[0015] 优选的，步骤（5)中发泡机的布料机构的压力为150Kpa。
[0016] 优选的，步骤（2)和步骤（4)中混料机的混料时间为20分钟，混料搅拌速度为5500 转/分钟。
[0017] 本发明的优点和有益效果为： 本发明发泡保温隔热板的生产方法，生产工艺简单易于操作，制备出的板材质量稳定， 适于工业化生产应用； 本发明发泡保温隔热板的生产方法，制备的发泡保温隔热板的密度较低，能够减轻发 泡保温板的质量，使其能够满足施工需求； 本发明发泡保温隔热板的生产方法，制备的发泡保温隔热板具有极佳的隔热性能，导 热系数小于0. 〇28WAm.k); 本发明发泡保温隔热板的生产方法，制备的发泡保温隔热板以无机物为原料，具有极 佳的阻燃效果，相比于传统的塑料发泡保温板，具有极佳的阻燃性能，确保了保温隔热板的 安全性能。
[0018] 本发明的发泡保温隔热板的性能见表1所示。
【具体实施方式】
[0019] 下列实施例将进一步说明本发明。
[0020] 实施例1 本发明采用技术方案为一种发泡保温隔热板的生产方法，该方法的步骤为： (1) 原料处理：采用蛭石、硅灰石、红柱石、珍珠岩的纯净矿物为原料，所述四种原料的 杂质率< 1 %，粒径为〇? 5?1mm; 采用粒径为200目的石墨为原料； (2) 制备膨胀混合物：将蛭石、硅灰石、红柱石、珍珠岩和石墨按照重量份数比为8 :5 : 4 :2 :1的比例加入混料机内搅拌均匀，然后将混合物放入高温坩埚内于1280°C加热处理30 分钟，得到膨胀混合物； 混料时间为25分钟，混料搅拌速度为4500转/分钟。
[0021] (3)制备混合物粉末：使用球磨机将膨胀混合物研磨成140?200目的混合物粉 末； (4) 制备发泡材料：向混料机内加入重量份数比为10 :5 :2 :3的混合物粉末、硅酸凝 胶、碳酸氢钠和水玻璃，得到发泡材料；混料时间为20分钟，混料搅拌速度为5000转/分 钟。
[0022] 硅酸凝胶为有机硅胶，其布氏粘度为18pa*s，胶体粒度为10?20nm;碳酸氢钠 的粒度180?200目；水玻璃的模数为3. 5?3. 7,其中水与可溶固体物的质量比例4 :6 ; (5) 制备保温隔热板：使用发泡机将发泡材料发泡得到预制板，在将预制板施压后制 得所述保温隔热板。发泡机中发泡材料的发泡温度为300°C;发泡机的布料机构的温度为 78 ?82°C，压力为 15〇Kpa。
[0023] 实施例2 一种发泡保温隔热板的生产方法，该方法的步骤为： (1) 原料处理：采用蛭石、硅灰石、红柱石、珍珠岩的纯净矿物为原料，所述四种原料的 杂质率< 1 %，粒径为〇? 5?1mm; 采用粒径为200目的石墨为原料； (2) 制备膨胀混合物：将蛭石、硅灰石、红柱石、珍珠岩和石墨按照重量份数比为8 :5 : 4 :2 :1的比例加入混料机内搅拌均匀，然后将混合物放入高温坩埚内于1300°C加热处理30 分钟，得到膨胀混合物； 混料时间为15分钟，混料搅拌速度为4000转/分钟。
[0024] (3)制备混合物粉末：使用球磨机将膨胀混合物研磨成140?200目的混合物粉 末； (4) 制备发泡材料：向混料机内加入重量份数比为10 :5 :2 :3的混合物粉末、硅酸凝 胶、碳酸氢钠和水玻璃，得到发泡材料；混料时间为35分钟，混料搅拌速度为6500转/分 钟。
[0025] 硅酸凝胶为有机硅胶，其布氏粘度为18pa*s，胶体粒度为10?20nm;碳酸氢钠 的粒度180?200目；水玻璃的模数为3. 5?3. 7,其中水与可溶固体物的质量比例4 :6 ; (5) 制备保温隔热板：使用发泡机将发泡材料发泡得到预制板，在将预制板施压后制 得所述保温隔热板。发泡机中发泡材料的发泡温度为300°C;发泡机的布料机构的温度为 78 ?82°C，压力为 145Kpa。
[0026] 对上述实施例1和实施例2制备得到的发泡保温隔热板进行性能测试，其测试内 容如下，测试结果见表1。
[0027] 测试内容及方法包括： (1)密度检测：采用天平称重、标准钢尺量测的方法计算板材的表观密度，具体检测方 法是：取同一体积的试样(体积> 100cm3) 5块，首先测量尺寸(单位为毫米)，每个尺寸测5 个位置，取其平均值作为其尺寸值，计算试样体积；试样称重，精确到0.5%，单位为克。最后 计算每一样块的表观密度，取平均值，作为试验表观密度值。使用的设备为天平(称量精度 为0. 1%)、标准钢尺(精度0. 1mm)检测条件：a尺寸条件：试样的形状应便于体积计算（10 的倍数)，切割时不改变其原始泡孔结构；试样总体积至少100cm3,在仪器允许的情况下， 并尽可能大；对于硬质材料从大样品上切下的试样应与大样品的表皮面积与体积之比应相 同。b数量形状条件：至少5个可精确测量的规整几何体。c试样取样时间及试验标准环境 条件：取样应在生产的产品放置72h后，进行制样；试样标准环境条件符合GB/T2918-1998 a) 23°C±2°C，（50±10)% ;b) 23°C±5°C，（50+2(l1(|)% ;c) 27°C±5°C，（65+2(11(|)%。干燥 环境 23°C±2°C或 27°C±2°C。
[0028] (2)导热系数检测：用平板导热系数测定仪通过测量计算得到试样的导热系数。 具体测试方法：取标准试样3块，每块测定时，按下电机控制按钮，将试样放入夹紧装置中 夹紧，冷板归位，使试样处于冷热板中间正确位置。而后测量试样厚度，测量有关温度等 参数，计算得出导热系数，最后平均计算。检测条件：a尺寸条件：试样的大小按标准取样 300*300,误差0. 1mm，厚度符合测定要求，误差不大于2%。b数量形状条件：至少3个可 精确测量的规整几何体。c试样取样时间及试验标准环境条件：取样应在生产的产品放置 72h后，进行制样；试样标准环境条件符合a)测定平均温度10°C±2°C，a)测定平均温 度25°C±2°C.检测设备：平板导热系数测定仪，测量精度5%，控温精度±0. 2°C;高度尺 误差0. 5%。
[0029] (3)阻燃性能测试：取试样置于燃烧试验炉有关装置上，进行燃烧试验，测的或计 量得到不燃性三项指标数值，最后平均计算。具体测试方法：启动加热装置加温，通过功率 控制器使炉内平均温度稳定在标准温度至少l〇min，温度漂移在lOmin内不超过2°C，将试 样架放入炉内后放入试样，并立即启动计时器。由热电偶测得的温度在lOmin内不超过2°C 时，则认为达到了最终温度平衡，如果一支或多支热电偶在30min未达到最终温度平衡，继 续试验(每5min检查一下最终温度平衡)直到达到最终温度平衡，如果三支达到最终温度平 衡，则可停止试验，然后从炉内取出试样，收集实验时和试验后试样碎裂或掉落的所有碳化 物、灰和其他残屑，同取出的试样一起放在干燥的器皿中冷却至环境温度，用天平称量其质 量为试样残余质量，计算试样质量损失率。记录热电偶测的温度参数，计算炉内温升。记录 每个试样持续燃烧时间的总和为试样持续燃烧时间。将5个试样所得数据进行算术平均， 得到炉内平均温升、试样平均燃烧时间、试样平均质量损失率三个指标。检测条件：a尺寸 条件：试样的大小按标准取样，直径45-2mm、高度50±2mm、体积80±5cm3。b数量形状条 件：至少5个可精确测量的圆柱形，试样顶面中心加工直径2mm小孔，孔深直至试样的几何 中心，使试样的热电偶热接点处于试验的几何中心。c试样试验调整时间及试验标准环境条 件：试样应在温度为（60 ± 5) °C的通风干燥箱内放置20~24h，然后放入装有二氧化硅凝胶 的干燥器皿内冷却至环境温度。实验前，称量每个试样的质量，精确到O.lg。检测设备：力口 热炉、支架、气流罩、接触式热电偶、观察镜、天平（精度〇. 01g)、电气仪表。
[0030] (4)拉伸粘结强度检测：采用万能试验机对试样进行断裂拉伸应力测试，通过计算 获得拉伸粘结强度。具体测试方法：取标准试样7块，每块测试时，将四块标准金属板用环 氧树脂粘接在上，金属板与试样的端部粘结，以增强试样两端的强度，通过粘结固化，使试 样与金属板保持牢固定位，试样经测量尺寸后，放置于两个夹具之间，再把四个圆柱安装在 夹具上，根据金属板端部的移动距离进行测量，以最终5组有效试样的结果取其算术平均 值为拉伸粘结强度。检测条件：a尺寸条件：试样的大小按标准取样140*80。b数量形状条 件：至少7个可精确测量的规定形状几何体。c试样试验调整时间及试验标准环境条件：试 验状态调整时间不少于24h，试样温度23±2°C，相对湿度在459T55%之间调节。检测设备： 万能试验机，空载速度5±lmm/min，最大误差1% ;量具钢尺，误差0. 02mm。
[0031] 表1 :保温隔热板性能检测结果表
【权利要求】
1. 一种发泡保温隔热板的生产方法，其特征在于，所述生产方法的步骤为： (1) 原料处理：采用蛭石、硅灰石、红柱石、珍珠岩的纯净矿物为原料，所述四种原料的 杂质率< 1 %，粒径为〇? 5?1mm ; 采用粒径为200目的石墨为原料； (2) 制备膨胀混合物：将蛭石、硅灰石、红柱石、珍珠岩和石墨按照重量份数比为8 :5 : 4 :2 :1的比例加入混料机内搅拌均匀，然后将混合物放入高温坩埚内于1250?1350°C加 热处理30分钟，得到膨胀混合物； (3) 制备混合物粉末：使用球磨机将膨胀混合物研磨成140?200目的混合物粉末； (4) 制备发泡材料：向混料机内加入重量份数比为10 :5 :2 :3的混合物粉末、硅酸凝 胶、碳酸氢钠和水玻璃，得到发泡材料； (5) 制备保温隔热板：使用发泡机将发泡材料发泡得到预制板，在将预制板施压后制得 所述保温隔热板。
2. 如权利要求1所述的发泡保温隔热板的生产方法，其特征在于，步骤（2)和步骤（4) 中混料机的混料时间为10?35分钟，混料搅拌速度为4000?6500转/分钟。
3. 如权利要求2所述的发泡保温隔热板的生产方法，其特征在于，步骤（4)中的硅酸 凝胶为有机硅胶，其布氏粘度为18pa ? s，胶体粒度为10?20 nm ;碳酸氢钠的粒度180? 200目；水玻璃的模数为3. 5?3. 7,其中水与可溶固体物的质量比例4 :6。
4. 如权利要求3所述的发泡保温隔热板的生产方法，其特征在于，步骤（5)中发泡机中 发泡材料的发泡温度为300°C。
5. 如权利要求4所述的发泡保温隔热板的生产方法，其特征在于，步骤（5)中发泡机的 布料机构的温度为78?82°C，压力为145?155 Kpa。
6. 如权利要求5所述的发泡保温隔热板的生产方法，其特征在于，步骤（2)中坩埚内加 热处理的温度为1300°C。
7. 如权利要求6所述的发泡保温隔热板的生产方法，其特征在于，步骤（5)中发泡机的 布料机构的压力为150 Kpa。
8. 如权利要求7所述的发泡保温隔热板的生产方法，其特征在于，步骤（2)和步骤（4) 中混料机的混料时间为20分钟，混料搅拌速度为5500转/分钟。
【文档编号】C04B38/02GK104387013SQ201410613196
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】陶海军, 岳光华, 阙勇军, 孟凡斌, 宋怡 申请人:新疆奥吉立节能科技股份有限公司