制备热固复合聚苯乙烯泡沫保温板专用模具的制作方法

本方案涉及一种制备热固复合聚苯乙烯泡沫保温板专用模具。

背景技术：

建筑节能是“建设节约型社会、实施可持续发展战略”的重要举措。我国是一个能源比较贫瘠的国家,因此合理利用能源,提高能源利用率是我国社会发展的根本大计。而在建筑行业中，外墙保温是建筑物维护结构保温处理的重要内容。2018年8月1日，建设部发布实施《热固复合聚苯乙烯泡沫保温板》行业标准，规定了热固复合聚苯乙烯泡沫保温板的各项要求。此标准的发布，是对当先建筑市场对A级保温材料的一项重大举措。A级保温材料顾名思义，即属于防火等级为A级的防火保温材料。热固复合聚苯乙烯泡沫保温板属于A2级保温材料，而达到A2级的关键指标是总热值：MJ/kg），按均质制品检测，实际上由有机原料质量占比决定。传统热固复合聚苯乙烯泡沫保温板主要分为搅拌型和渗透型两类。因此，研发一种具有效果优良的热固复合聚苯乙烯泡沫保温板及制备工艺和专用工具对建筑节能的发展有着重要意义。

技术实现要素：

本方案的目的在于提供一种制备热固复合聚苯乙烯泡沫保温板专用模具。

一种制备热固复合聚苯乙烯泡沫保温板专用模具，它包括底板，以及与底板连接的四块侧立板，底板和侧立板围合而成的顶部开口且内部中空的箱体结构，还包括上压板，上压板沿着侧立板围合而成的开口放入并通过限位件与侧立板连接在一起。

本方案的具体特点还有，四块侧立板分别为前侧立板、后侧立板、左侧立板和右侧立板，底板、四块侧立板以及上压板均由3mm厚镀锌钢板制成板面，底板长×宽尺寸为1300mm×1220mm，左、右侧立板长×宽尺寸为1300mm×1000mm，前、后侧立板长×宽尺寸为1220mm×1000mm，上压板长×宽尺寸为1215mm×1215mm，板面外表面设置有加强肋加固，加强肋为50mm宽、10mm厚镀锌钢板。

底板与四块侧立板通过铰链连接，铰链为铁质，表面做镀锌处理。每块侧立板下部与底板之间设置3个铰链，设置位置为每个侧立板上相邻的铰链间距为500mm，两侧的铰链距离侧立板边缘50mm。

侧立板的立边上设置若干金属锁扣。每块侧立板单侧立边上设置有3套金属锁扣。

金属锁扣包括盘头圆柱销及销孔座组成，销孔座通过焊接固定在侧立板的立边上，销孔座上设置有销孔，相邻侧立板上的销孔座上的销孔对应布置，盘头圆柱销与销孔过盈配合，将盘头圆柱销插入销孔将相邻侧立板固定连接在一起。

所述限位件为设置在侧立板上的止位锁，止位锁包括锁座，在锁座中设置有弹簧和锁舌，锁舌在弹簧的作用下伸出侧立板内侧表面，每块侧立板设置4个止位锁，每块侧立板上相邻止位锁间距200mm，边缘处止位锁距离侧立板边缘不小于200mm，止位锁设置高度为侧立板底部边缘600～670mm处。上压板自上而下经过止位锁时，将锁舌压回，当上压板上表面行进至止位锁下方时，锁舌在弹簧的作用下弹出，上压板的上表面的周缘有12个止位锁的锁舌，上压板在浆料回弹力和止位锁的共同作用下实现垂向限位，同时侧立板对于上压板实现周向限位。根据标准JG/T 536-2017《热固聚苯乙烯泡沫保温板》中要求，保温板密度应控制在140～200kg/m³。根据原材料配比及制备工艺步骤（1）～（5），填满模具后的浆料质量通过称重为125～140kg，以密度为140kgm³为基准，算得浆料压缩后体积控制在0.89～1m³方能满足要求。模具内部长×宽尺寸为1220mm×1220mm，通过尺寸计算得浆料经过第二次压缩后高度应控制在600～670mm。

与现有技术相比，本方案的有益效果是：1、本方案制备的热固复合聚苯乙烯泡沫保温板，密度为140～150/m³，导热系数0.043 W/(m·K)，垂直于板面抗拉强度为0.17MPa，燃烧性能等级为A2级，其性能优于市面上大部分保温材料。

2、制备方法简单可行，设备、人力投入少，且生产周期短，有利于工业化推广应用。

3、保温板制备过程中通过使用压力机对模具中浆料进行两次下压，能够精确控制保温板密度，提高保温板力学性能，使得保温板更加密实，改善传统搅拌型保温板内部松散、空隙大、吸水量大的缺点；

4、保温板制备过程中使用新型专用模具，使得各种原材料投放量更加精确，避免原材料浪费，确保成型后的保温板各项性能更加稳定；模具中设置上压板及止位锁能够避免保温板在模具中养护时出现收缩反弹。

附图说明

图1是热固复合聚苯乙烯泡沫保温板构造示意图。图2是无机胶凝材料包裹石墨聚苯乙烯泡沫颗粒结构示意图。图3是专用模具结构示意图。图4是图3的A-A视图。图5是上压板结构示意图。图6是图5的仰视图。图7是金属锁扣结构示意图。图8是止位锁结构示意图。

图中：1-石墨聚苯乙烯泡沫颗粒；2-无机胶凝材料；3-上压板；4-前侧立板；5-左侧立板；6-右侧立板；7-后侧立板；8-止位锁；9-铰链；10-金属锁扣；11-锁舌；12-弹簧； 13-盘头圆柱销；14-销孔座；15-加强肋；16-底板；17-吊环；18-锁座。

具体实施方式

实施例1：一种热固复合聚苯乙烯泡沫保温板，它的原料包含以重量份计如下组分：石墨聚苯乙烯颗粒：80份，低热硅酸盐水泥：650份，羟丙基甲基纤维素：6份，聚硅氧烷粉末憎水剂：6份，聚丙烯酰胺增稠剂：2份，硅酸铝纤维：6份，醋酸乙烯－乙烯共聚乳液：250份。如图1-2所示，石墨聚苯乙烯颗粒是在聚苯乙烯原料中加入石墨、发泡剂等助剂，通过石墨包裹在泡壁内壁形成防火层，通过预发机制成直径约2～3mm的颗粒。低热硅酸盐水泥强度等级为42.5，是以适当成分的硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，经磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料，具有良好的工作性、低水化热、高后期强度、高耐久性、高耐侵蚀性等特点。醋酸乙烯－乙烯共聚乳液固含量50%，拥有良好的粘结性、柔韧性、耐酸碱性，作为水泥改性剂，还有着良好的耐水性和耐候性。

热固复合聚苯乙烯泡沫保温板的制备工艺包括如下步骤：

（1）颗粒及粉状物质称量备用：石墨聚苯乙烯颗粒80份；低热硅酸盐水泥650份；羟丙基甲基纤维素6份；聚硅氧烷粉末憎水剂4份；聚丙烯酰胺增稠剂2份；硅酸铝纤维6份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液250份；

⑵、加入物料的先后顺序是：先取低热硅酸盐水泥，羟丙基甲基纤维素，聚硅氧烷粉末憎水剂，聚丙烯酰胺增稠剂，硅酸铝纤维，将五种粉料分别投入搅拌机中一起搅拌3min～5min；然后加入石墨聚苯乙烯颗粒，同时加入醋酸乙烯－乙烯共聚乳液，搅拌3min～5min，制备成浆料；

⑶、将制备好的浆料由搅拌机输送至专用模具中，输送量控制在0.9～1m³；

专用模具包括由底板和侧立板围合而成的顶部开口且内部中空的箱体结构；

⑷、将专用模具推送至压力机下方，由压力机上的压盘对专用模具中的浆料进行压缩处理，当压力机下压时压强达到0.10MPa时停止下压，然后在此压力下静置10秒，压力机复位；

⑸、向盛有经压缩后浆料的专用模具中再次添加浆料直至将专用模具填满；

⑹、在专用模具顶部放置上压板3，上压板3四周边缘与侧立板内壁之间的缝隙控制在2～4mm；

⑺、由压力机对专用模具的上压板3进行下压，直至将上压板3下压至侧立板内壁上的止位锁8处，止位锁8的锁舌11水平伸出到上压板3上方，将上压板3和侧立板垂向限位后即停，压力机复位；

⑻、将专用模具推送至养护室在自然条件下进行养护，养护时间为3天。

⑼、拆除专用模具，切割后获得热固复合聚苯乙烯泡沫保温板。

制备热固复合聚苯乙烯泡沫保温板专用模具，它包括底板16，以及与底板16连接的四块侧立板，底板16和侧立板围合而成的顶部开口且内部中空的箱体结构，还包括上压板3，上压板3沿着侧立板围合而成的开口放入并通过限位件与侧立板连接在一起。

四块侧立板分别为前侧立板4、后侧立板7、左侧立板5和右侧立板6，底板16、四块侧立板以及上压板3均由3mm厚镀锌钢板制成板面，底板16长×宽尺寸为1300mm×1220mm，左、右侧立板长×宽尺寸为1300mm×1000mm，前、后侧立板长×宽尺寸为1220mm×1000mm，上压板3长×宽尺寸为1215mm×1215mm，侧立板板面外表面设置有加强肋15加固，加强肋15为50mm宽、10mm厚镀锌钢板。

底板16与四块侧立板通过铰链9连接，铰链9为铁质，表面做镀锌处理。每块侧立板下部与底板16之间设置三个铰链9，设置位置为每个侧立板上相邻的铰链9间距为500mm，两侧的铰链9距离侧立板边缘50mm。

侧立板的立边上设置若干金属锁扣10。每块侧立板单侧立边上设置有三套金属锁扣10。

金属锁扣10包括盘头圆柱销13及销孔座14组成，销孔座14通过焊接固定在侧立板的立边上，销孔座14上设置有销孔，相邻侧立板上的销孔座14上的销孔对应布置，盘头圆柱销13与销孔过盈配合，将盘头圆柱销13插入销孔将相邻侧立板固定连接在一起。

所述限位件为设置在侧立板上的止位锁8，止位锁8包括锁座18，在锁座18中设置有弹簧12和锁舌11，锁舌11在弹簧12的作用下伸出侧立板内侧表面，止位锁8的锁舌11水平伸出到上压板3上方，每块侧立板设置4个止位锁8，设置高度为距侧立板底部边缘620mm处，每块侧立板上相邻止位锁8间距200mm，边缘处止位锁8距离侧立板边缘不小于200mm。

制备完成热固聚苯乙烯泡沫保温板按照JG/T 536-2017《热固聚苯乙烯泡沫保温板》标准中的试验方法进行产品性能检测。

成型保温板试验数据：密度：146kg/m³，导热系数：0.045 W/(m·K)，抗拉强度：0.15MPa，燃烧性能：A2级。实验结果：保温板密度、燃烧性能符合《热固复合聚苯乙烯泡沫保温板》行业标准要求，导热系数、抗拉强度高于标准性能指标。

实施例2：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于，石墨聚苯乙烯颗粒：70份，低热硅酸盐水泥：700份，羟丙基甲基纤维素：6份，聚硅氧烷粉末憎水剂：6份，聚丙烯酰胺增稠剂：2份，硅酸铝纤维：6份，醋酸乙烯－乙烯共聚乳液：300份。依据实施例1中热固复合聚苯乙烯泡沫保温板的制备工艺，进行保温板加工生产。成型保温板试验数据：密度：154kg/m³，导热系数：0.049 W/(m·K)，抗拉强度：0.17MPa，燃烧性能：A2级。实验结果：保温板密度、导热系数、燃烧性能符合《热固复合聚苯乙烯泡沫保温板》行业标准要求，抗拉强度高于标准性能指标。

实施例3：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于，石墨聚苯乙烯颗粒：90份，低热硅酸盐水泥：600份，聚硅氧烷粉末憎水剂：6份，醋酸乙烯－乙烯共聚乳液：200份。依据实施例1中热固复合聚苯乙烯泡沫保温板的制备工艺，进行保温板加工生产。成型热固复合聚苯乙烯泡沫保温板的试验数据：密度：133kg/m³，导热系数：0.043 W/(m·K)，抗拉强度：0.11 MPa，燃烧性能：A2级。实验结果：保温板密度、导热系数、燃烧性能符合《热固复合聚苯乙烯泡沫保温板》行业标准要求，抗拉强度高于标准性能指标。

实施例4：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于，石墨聚苯乙烯颗粒：80份，低热硅酸盐水泥：800份，羟丙基甲基纤维素：6份，聚硅氧烷粉末憎水剂：6份，聚丙烯酰胺增稠剂：2份，硅酸铝纤维：6份，醋酸乙烯－乙烯共聚乳液：400份。

依据实施例1中热固复合聚苯乙烯泡沫保温板的制备工艺，进行保温板加工生产。成型保温板试验数据：密度：168kg/m³，导热系数：0.062W/(m·K)，抗拉强度：0.18 MPa，燃烧性能：A2级。实验结果：

保温板导热系数不符合《热固复合聚苯乙烯泡沫保温板》行业标准要求。

实验结果分析：实施例1、2、3实验结果对比发现，实施例1中原材料配比及制备工艺为最优方案，随着无机胶凝材料质量占比增大，保温板密度、导热系数、抗拉强度均增大。

实施例5：（对比例）一种热固复合聚苯乙烯泡沫保温板的制备工艺，依据实施例1中原材料组分，按照以下步骤进行加工：

（1）依据实施例1中制备工艺进行原料制备搅拌并组装模具，但模具不再设置止位锁10；

（2）将模具推送至搅拌机下方，将制备好的浆料由搅拌机输送至模具中，输送量控制在0.9～1m³；

（3）将模具推送至压力机下方，由压力机上的压盘对模具中浆料进行压缩处理，当压力机下压时压强达到0.10MPa时停止下压，然后在此压力下静置10秒，压力机复位；

（4）浆料经压缩后将模具推送至搅拌机下方，再将制备好的浆料由搅拌机输送至模具中，直至将模具内填满；

（5）将模具推送至压力机下方，模具顶部不再放置上压板3，由压力机上的压盘对模具中浆料进行压缩处理，当压力机下压时压强达到0.10MPa时停止下压，然后在此压力下静置10秒，压力机复位；

（6）将模具推送至养护室在自然条件下进行养护，养护时间为3天。

（7）保温板拆模、切割。

成型保温板试验数据：密度：108kg/m³，导热系数：0.053 W/(m·K)，抗拉强度：0.07 MPa。实验结果：保温板密度、导热系数、抗拉强度均不符合《热固复合聚苯乙烯泡沫保温板》行业标准要求。实验结果分析：保温板养护过程中应力回弹，导致保温板内部结构松散，刚性强度低；保温板内部空隙较大，导致保温板密度偏低；保温板结构松散、刚性强度低，导致保温板强度低，抗拉强度小；由于上述问题，会导致保温板吸水量增大，存在安全隐患。

实施例6：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于组装模具时止位锁8设置高度为为距侧立板底部边缘600mm处，依据实施例1中热固复合聚苯乙烯泡沫保温板的制备工艺，进行保温板加工生产。成型保温板试验数据：密度：155kg/m³，导热系数：0.049 W/(m·K)，抗拉强度：0.16MPa，燃烧性能：A2级。实验结果：保保温板密度、导热系数、抗拉强度、燃烧性能符合《热固复合聚苯乙烯泡沫保温板》行业标准要求。

实施例7：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于组装模具时止位锁8设置高度为为距侧立板底部边缘650mm处，依据实施例1中热固复合聚苯乙烯泡沫保温板的制备工艺，进行保温板加工生产。成型保温板试验数据：密度：134kg/m³，导热系数：0.046 W/(m·K)，抗拉强度：0.13MPa，燃烧性能：A2级。实验结果：保温板密度、导热系数、抗拉强度、燃烧性能符合《热固复合聚苯乙烯泡沫保温板》行业标准要求。

实施例8：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于组装模具时止位锁8设置高度为为距侧立板底部边缘670mm处，依据实施例1中热固复合聚苯乙烯泡沫保温板的制备工艺，进行保温板加工生产。成型保温板试验数据：密度：129kg/m³，导热系数：0.045 W/(m·K)，抗拉强度：0.11MPa，燃烧性能：A2级。实验结果：保温板密度、导热系数、抗拉强度、燃烧性能符合《热固复合聚苯乙烯泡沫保温板》行业标准要求。

实施例9：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于组装模具时止位锁8设置高度为为距侧立板底部边缘720mm处，依据实施例1中热固复合聚苯乙烯泡沫保温板的制备工艺，进行保温板加工生产。成型保温板试验数据：密度：122kg/m³，导热系数：0.046 W/(m·K)，抗拉强度：0.09MPa，燃烧性能：A2级。实验结果：保温板导热系数、燃烧性能符合《热固复合聚苯乙烯泡沫保温板》行业标准要求，密度、抗拉强度不符合要求。

实施例10：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于组装模具时止位锁8设置高度为为距侧立板底部边缘550mm处，依据实施例1中热固复合聚苯乙烯泡沫保温板的制备工艺，进行保温板加工生产。成型保温板试验数据：密度：161kg/m³，导热系数：0.052W/(m·K)，抗拉强度：0.17MPa，燃烧性能：A2级。实验结果：保温板密度、抗拉强度、燃烧性能符合《热固复合聚苯乙烯泡沫保温板》行业标准要求，导热系数不符合要求。

实验结果分析：通过对比实施例1、6、7、8、9，10，止位锁设置高度越大，保温板密度、抗拉强度越低，其中实施例1中止位锁设置高度为最优方案。