一种基于水性聚酯树脂改性发泡保温材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料，它包括如下组分：水性聚酯树脂6.0％~7.5％；水泥45％~57％；水20％~25％；油酸1％~2.5％；无机填料1％~8％；发泡剂10％；固化剂1％~2％；催化剂0.5％；调凝剂0.5％；稳泡剂0.5％；玻璃纤维0.5％；以上均以重量百分比记。本发明还公开了上述水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料的制备方法及其应用。本发明的创新点在于同时解决了轻质，高强，保温、不燃这四大难点，在应用上更是进行了创新，替代了过去在外墙或内墙粘贴保温材料的二次施工，直接制作成保温墙体，应用于建筑物隔墙以及承重墙体或者外墙保温结构中、艺术浮雕、模型雕塑的成型加工中。
【专利说明】一种基于水性聚酯树脂改性发泡保温材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于保温建材领域，具体涉及一种高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性 发泡保温材料、制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002] 目前，国内外常用的建筑保温材料主要是有机类发泡材料和无机类发泡材料。有 机类如：聚苯乙烯泡沫塑料（EPS、XPS)、硬质聚氨酯泡沫保温材料、酚醛树脂保温材料。无 机类保温材料如：泡沫玻璃、岩棉板、泡沫混凝土（泡沫砂浆）、膨胀珍珠岩保温砂浆、纤维 水泥保温板等，它们都有各自的特性。
[0003] 有机类保温发泡材料的优点是轻质、保温性能好（导热系数小），但是强度太低， 易老化，并且防火安全性差，更致命的是高温燃烧时会释放有毒气体。
[0004] 无机保温材料泡沫玻璃是以废平板玻璃和瓶罐玻璃为原料，经高温发泡成型的多 孔无机非金属材料，其缺点是吸水率很大，尺寸稳定性比较差，防火性能也较差。
[0005] 岩棉板为无机材料，但岩棉吸水率较大，不吸水时，其导热系数较小，一旦吸水后， 导热系数就会急剧增大，而且由于岩棉内部吸水，长时期不易蒸发，对建筑物的保温、隔热 起负面作用。因此建筑物保温层须多次返修，工序复杂，工期长，浪费人力物力。
[0006] 泡沫混凝土是用物理方法将泡沫剂水溶液制成泡沫，再将泡沫加入到由水泥、骨 料、掺合料、外加剂和水等制成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、自然或蒸汽养护制成的多 孔混凝土。其缺点是易开裂，强度偏低，且保温性能较差。
[0007] 膨胀珍珠岩保温砂浆是一种将膨胀珍珠岩、水泥、级配砂、填料和多种改性添加剂 按一定的比例混合成一种颗粒干粉状的混合物，其缺点是吸水率高，耐水性差导致保温砂 浆在搅拌中体积收缩变形大，后期保温性能降低、易开裂，与基层粘结强度低易空鼓。
[0008] 纤维水泥板是指以水泥为基本材料和胶黏剂，以矿物纤维水泥活其它纤维为增强 材料，经制浆、成型、养护等工序而制成的板材。虽然它的使用寿命较长，但是依然存在易碎 裂，容重较大，且内含大量纤维，容易造成肺病或者致癌等安全隐患。
[0009] 最近发生的大连星海公寓火灾以及以往发生多次大型火灾都直指传统的保温材 料为元凶，所使用的有机保温材料防火安全等级太低，且释放的有毒气体更是致命的，因此 迫切需要开发耐火等级更高的，且保温性能和强度更佳的，施工更加便捷的保温材料，尤其 是集保温和承重于一体的保温墙体材料更是迫切的需求。而在技术层面上，在水泥发泡的 过程中，比较难控制的是发泡材料容易从水泥中迅速的溢出，导致水泥发泡材料出现塌陷， 孔洞数量，孔径发生重大的变化，表现在材料的物理性质上，材料的导热系数增大，密度大， 力学强度低。
【发明内容】
[0010] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种具有减水、连接水泥 和有机界面、稳定泡沫、控制水泥泡孔大小以及固化凝胶的水性聚酯树脂及其制备方法。 toon] 本发明的另一目的是提供基于上述水性聚酯树脂的高强轻质不燃改性发泡保温 材料及其制备方法。
[0012] 技术方案：为实现上述目的，本发明提供了一种具有减水、连接水泥和有机界面、 稳定泡沫、控制水泥泡孔大小以及固化凝胶的水性聚酯树脂，其结构式为：
[0013]
【权利要求】
1. 一种具有减水、连接水泥和有机界面、稳定泡沫、控制水泥泡孔大小以及固化凝胶的 水性聚酯树脂，其特征在于，其结构式为：
其中PE式结构为：
所述改性水性聚酯树脂的制备步骤包括如下： AU r\
O 采用熔融法缩聚制得，进一步用进一步水性化制得水性含羟基聚酯树 0 〇 月旨，再将环氧基通过开环反应接枝到聚酯树脂链段中的羧基上，最后再以过氧化苯甲酰为 引发剂用自由基接枝聚合方法接枝上甲基丙烯酸后得到改性后的水性含羟基聚酯树脂， 其中η的范围是360-420 ;m的范围是200-400 ;p的范围是300-500 ;q的范围是350-450 ; j的范围是100-500,k的范围是50-400,R1表示碳分子骨架。
2. -种高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料，其特征在于，其组分按 质量百分比包括如下： 水性聚酯树脂6.0%?7.5%: 水泥 45%?57%; 水 20% ?25%; 油酸 I%?2.5%; 无机填料 1%?8%; 发泡剂 10%; 固化剂 1%?2%; 催化剂 0.5%; 调凝剂 0.5%; 稳泡剂 0.5%; 玻璃纤维 0.5%。
3. 根据权利要求2所述的高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料，其特 征在于：所述的水性聚酯树脂是采用熔融法缩聚制得水性含羟基聚酯树脂，再将环氧基通 过开环反应接枝到聚酯树脂链段中的羧基上，最后再用自由基接枝聚合方法接枝上甲基丙 烯酸后得到改性后的水性含羟基聚酯树脂。
4. 根据权利要求2所述的高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料，其特 征在于：所述的水泥为硅酸盐水泥、磷酸盐水泥或铝酸盐水泥中的任意一种或几种。
5. 根据权利要求2所述的高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料，其 特征在于：所述的无机填料为滑石粉、氧化钙、氢氧化镁与氯化钙按质量比1:4:1:1的混合 物。
6. 根据权利要求2所述的高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料，其特 征在于：所述的发泡剂为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、戊烷和碳酸氢钠质量比3:1:4的混 合物。
7. 根据权利要求2所述的高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料，其特 征在于：所述的固化剂为二乙烯三胺与酰胺按质量比10:3的混合物。
8. 根据权利要求2所述的高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料，其特 征在于：所述的催化剂为三乙烯二胺与二丁基二月桂酸锡按质量比5:1的混合物。
9. 根据权利要求2所述的高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料，其特 征在于：所述的调凝剂为碳酸锂。
10. 根据权利要求2所述的高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料，其 特征在于：所述的稳泡剂为油酸与十二烷基苯磺酸钠按质量比4:1的混合物。
11. 根据权利要求2所述的高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料，其 特征在于：其制备步骤包括如下： (1) 按权利要求2中称取相应的组份，将水性聚酯树脂、水、水泥、无机填料和玻璃纤维 按配方量混合，搅拌成净浆； (2) 将步骤（1)所得的净浆置于均化器中，再加入催化剂、调凝剂和稳泡剂，搅拌成料 浆； (3) 将步骤（2)所得的料浆均化后，再加入发泡剂，搅拌后浇筑、静停、养护。
【文档编号】C04B28/00GK104446103SQ201410736910
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】高延敏, 王玉, 李丽英 申请人:江苏科技大学