一种高强度围护结构夹芯板及其加工方法
【专利摘要】本发明提供了一种高强度围护结构夹芯板，包括芯板，所述芯板中水平方向均匀设有贯穿所述芯板的孔洞，所述孔洞的截面整体为矩形，所述矩形截面的上边设为拱形，所述芯板包括以下组分：废硫酸：50?100份；废磷酸：50?100份；磷酸氢盐：10?20份；氧化镁粉末：50?100份；云母渣：10?20份。本发明该提供了该夹芯板的加工方法。本发明的夹芯板，其产品材料采用收集到的废硫酸和废磷酸为主要原料，有效地利用废酸，降低了生产成本，节约了能源同时还避免了废酸对环境的危害，保护了环境；同时其结构中设有的孔洞其截面上方设为拱形，使得产品在挤出时，可以抵抗重力作用，使收缩时不形成凹面，保证了产品表面的平整。
【专利说明】
一种高强度围护结构夹芯板及其加工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种高强度围护结构夹芯板及其加工方法，属于建筑领域。
【背景技术】
[0002]围护结构夹芯板作为一种方便快捷的建筑材料被广泛的应用于各个领域。常规的夹芯板，由两层成型金属面板(或其他材料面板)和直接在面板中间发泡、熟化成型的高分子隔热内芯组成，便于安装、轻质、高效。目前市面上的夹芯板从芯材来分主要包括:聚苯夹芯板即EPS夹芯板、挤塑聚苯乙烯夹芯板即XPS夹芯板、硬质聚氨酯夹芯板即PU夹芯板、三聚酯夹芯板即PIR夹芯板、酚醛夹芯板即PF夹芯板、岩棉夹芯板即RW夹芯板。
[0003]随着社会的发展，人们对夹芯板的材料性能要求也越发严格，比如其防火性能、抗腐蚀性能、机械强度等。同时人们还在积极寻找新的芯板材料。芯板材料其物质组成部分，凝胶材料是必不可少的部分。凝胶材料的性能常常会影响到最终建筑材料的品质。
[0004]胶凝材料，又称胶结料。在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料，制成有一定机械强度的复合固体的物质。分为水硬性胶凝材料和非水硬性胶凝材料两大类。后一类中又分为无机的和有机的两种。无机凝胶材料的制备过程中通常会用到酸性物质，比如硫酸、磷酸等。使用的酸性物质的成本直接影响到无机凝胶材料的成本。为了降低生产成本，有必要对材料的成本进行降低。同时我们发现，工业生产中如炼钢、电镀、制药等行业常常会使用一些强酸，比如硫酸、磷酸等。因在此在生产过程中，会有一些残留的废酸产生，这些废酸如果不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费大量资源。如果可以将生产中的废酸进行回收利用起来去制备凝胶材料，进而生成芯板建筑材料，这不失为一个很好的降低成本的方法。但是，利用废酸制成无机凝胶材料，目前市场上还没有开发，在开发过程中也还存在许多问题，比如，与常规生产的材料性能相比，利用废酸生成的无机凝胶材料的性能优劣问题。
[0005]目前的芯板通常是由两块板上下拼合而成，这样其长度和宽度会受到限制，影响了其生产应用，比如申请号为201010244890.2中国专利“一种环保夹芯围护结构板”中提到的芯板结构及时如此。
[0006]因此，为了社会经济的发展，有必要开发出一种新的结构的围护结构夹芯板，同时对其材料进行改进。
【发明内容】
[0007]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种高强度围护结构夹芯板及其生产方法。
[0008]技术方案:为了实现以上目的，本发明提供了一种高强度围护结构夹芯板，包括芯板，所述芯板中水平方向均匀设有贯穿所述芯板的孔洞，所述孔洞的截面整体为矩形，所述矩形截面的上边设为拱形，所述芯板的组成成分按重量份数，包括以下组分:
废硫酸:50-100份; 废磷酸:50-100份;
磷酸氢盐:10-20份；
氧化儀粉末:50-100份；
云母渣:10-20份。本发明以废弃的硫酸和磷酸为主要原料，同时添加了一些助剂磷酸氢盐、氧化镁粉末和吸水性材料云母渣，产品环保无毒，防火性好，机械强度高同时变废为宝(对废酸的利用)，节约了能源，降低了成本，同时还保护了环境；同时在产品的组成中采用氧化镁代替传统的氯化镁，可以避免反卤现象的产生；产品的组成中，加入了云母渣不仅仅可以降低产品的吸水率同时还起到支撑作用，提高了产品的强度；同时本发明产品的结构中设有的孔洞其截面上方设为拱形，使得产品在挤出时，可以抵抗重力作用，使收缩时不形成凹面，保证了产品表面的平整。
[0009]优选的，所述孔洞上方拱形边的最高点距离所述芯板上表面的距离为4-10mm，所述孔洞下方距离所述芯板下表面的距离为4-10mm，所述相邻孔洞之间的间距为5_7mm。
[0010]优选的，所述孔洞竖直方向最大高度为30-40mm，所述孔洞水平方向的宽度为30_45mmo
[0011]优选的，所述孔洞水平方向距离所述芯板左右边缘的距离为10-13mm。
[0012]优选的，所述芯板设有的孔洞，其整体的孔洞率为0.5-0.7。
[0013]优选的，所述磷酸氢盐为磷酸氢钾、磷酸氢钠、磷酸氢钙、磷酸氢铵中的任意一种。
[0014]优选的，所述废硫酸和废磷酸中有效酸的浓度按质量百分含量计为10-50%。
[0015]优选的，所述芯板的组成成分按重量份数，还包括以下组分:
海泡石:1-2份；海泡石是一种具层链状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物，收缩率低，可塑性好，比表面大，吸附性强，海泡石还具有脱色、隔热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射及热稳定等性能，加入到产品中，制成的材料具有很好地阻燃防火性，同时还具有很好地抗腐蚀性；水滑石:0.8-1.2份；水滑石具有很好地阻燃性，加入后可以提高材料的阻燃性和防火性；
玻璃纤维:1.5-2.5份；玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，加入以后可以增强材料的综合性能；
珍珠岩:2-3份；珍珠岩具有表观密度轻、导热系数低、化学稳定性好、使用温度范围广、吸湿能力小，且无毒、无味、防火、吸音等特点，可以提高材料的防火性和化学稳定性；硅微粉:1-2份；硅微粉是由天然石英(Si02)或熔融石英(天然石英经高温熔融、冷却后的非晶态Si02 )经破碎、球磨(或振动、气流磨)、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成的微粉；硅微粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料；它具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能；加入硅微粉后，可以很好地提尚材料的各项综合性能；
乙二醇:3-5份；是具有极好的抗冻性，同时低廉环保，可以增强材料的抗冻性；
稳定剂:2_4份；
防水剂:1-2份；
发泡剂:0.5-1.0份；
偶联剂:0.8-1.2份;
抗紫外线剂:1.2-1.4份。
[0016]进一步优选的，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物；加入稳定剂可以使得制备的材料其性质更加稳定，防止其分解、老化，同时I丐锌复合稳定剂相较于其他一些金属铅类等稳定剂而言，不仅稳定效果好，同时还无毒、环保，和季戊四醇混合后，其稳定效果可以得到进一步增强；
所述防水剂为有机硅防水剂；有机硅防水剂是一种无污染、无刺激性防水剂，加入后可以提尚广品的防水性能，从而将制得的材料用于建筑材料后，可以提尚建筑物的防水、防潮、防霉及抗紫外线性；
所述发泡剂为十二烷基硫酸钠；具有表面活性作用，环保无毒，可以增强产品的综合性會K ；
所述偶联剂为乙烯基三过氧化叔丁基硅烷；可显著提高产品的耐热性、阻燃性、耐溶剂性、机械强度等性能；
所述抗紫外线剂为UV-531紫外线吸收剂。UV-531紫外线吸收剂，环保无毒，可以使得产品的光稳定性效果好，起到防老的作用，增强产品的综合性能。
[0017]—种高强度围护结构夹芯板的加工方法，所述芯板制备方法具体为:按所述配方进行配料，配好的物料混合搅拌均匀，使得物料整体的含水率为16-18%，然后将混合的物料放入抽真空装置中并通过抽真空装置进一步降低1%_2%的含水率，再通过挤出机挤出，最后干燥固化即可以形成所述芯板。该加工方法，简单易行，使用的设备都是常规的通用设备，适合工业化生产。
[0018]有益效果:本发明提供的高强度围护结构夹芯板及其加工方法与现有技术相比，具有以下优点:
1、本发明的高强度围护结构夹芯板，其产品材料采用收集到的废硫酸和废磷酸为主要原料，替代了传统的新制备的硫酸和磷酸，有效地利用废酸，变废为宝，降低了生产成本，节约了能源同时还避免了废酸对环境的危害，保护了环境；同时其结构中设有的孔洞其截面上方设为拱形，使得产品在挤出时，可以抵抗重力作用，使收缩时不形成凹面，保证了产品表面的平整；
2、本发明的高强度围护结构夹芯板，材料上取消了氯化镁的使用，采用氧化镁代替氯化镁，在保证了产品的质量的前提下避免了反卤现象的产生，同时材料中加入了云母渣，可以在起到吸水作用的同时还起到支撑作用，增强了产品的强度；
3、本发明的高强度围护结构夹芯板，使用的材料环保无毒，生产出的最终产品可以用于建筑材料；
4、本发明的高强度围护结构夹芯板，加入了一些具有阻燃性和防火性的添加剂，使得产品具有很好地防火性，该产品的防火等级高，可以达到1300度；
5、本发明的高强度围护结构夹芯板，其芯板可以通过机器设备一体成型挤出，无需拼合，生产操作更为简洁方便，提高了生产效率。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的芯板的截面示意图；
图2为本发明芯板中的孔洞的截面示意图；
图中:1-芯板、2-孔洞。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图和具体的实施例对本发明进行详细说明，但同时说明本发明的保护范围并不局限于本实施例的具体范围，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]实施例1 如图1和2所示:
一种高强度围护结构夹芯板，包括芯板1，所述芯板I中水平方向均匀设有贯穿所述芯板I的孔洞2，所述孔洞2的截面整体为矩形，所述矩形截面的上边设为拱形，其中所述矩形截面的下方的拐角设为工艺角，该工艺角为圆角或倒角，所述芯板I的组成成分按重量份数，包括以下组分:
废硫酸(有效硫酸的含量为10%):50份；
废磷酸(有效磷酸的含量为10%):50份；
磷酸氢盐(该磷酸氢盐可以任意合理的选用磷酸氢钾、磷酸氢钠、磷酸氢钙、磷酸氢铵中的一种):10份；
氧化儀粉末:50份；
云母渣:10份。
[0022]所述芯板I的组成成分按重量份数，还包括以下组分:
海泡石份；
水滑石:0.8份；
玻璃纤维:1.5份；
珍珠岩:2份；
硅微粉份；
乙二醇:3份；
稳定剂(钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物):2份；
防水剂(市场上直接购买的任意合理的建筑材料用有机硅防水剂)份；
发泡剂(十二烷基硫酸钠):0.5份；
偶联剂(乙稀基二过氧化叔丁基娃烧):0.8份；
抗紫外线剂(UV-531紫外线吸收剂):1.2份。
[0023]本实施例中选用的芯板I其整体的长度为570_，厚度为48.8mm,以此标准为例来进行具体说明:
本实施例中孔洞2的数量设为12个，所述孔洞2均匀的分布于所述芯板I中，所述孔洞2上方拱形边的最高点距离所述芯板I上表面的距离为6mm，所述孔洞2下方距离所述芯板I下表面的距离也为6mm，所述相邻孔洞2之间的间距为6mm，所述孔洞2竖直方向最大高度为36.8mm，所述孔洞2水平方向的宽度为40mm，所述孔洞2水平方向距离所述芯板I左右边缘的距离为12mm。
[0024]本实施例中芯板I上设有的孔洞2，孔洞率为0.629。
[0025]—种高强度围护结构夹芯板的加工方法，所述芯板I制备方法具体为:按所述配方进行配料，配好的物料混合搅拌均匀，使得物料整体的含水率为16-18%，然后将混合的物料放入抽真空装置中并通过抽真空装置进一步降低1%_2%的含水率，再通过挤出机挤出，最后干燥固化即可以形成所述芯板I。
[0026]实施例2 如图1和2所示:
一种高强度围护结构夹芯板，包括芯板1，所述芯板I中水平方向均匀设有贯穿所述芯板I的孔洞2，所述孔洞2的截面整体为矩形，所述矩形截面的上边设为拱形，其中所述矩形截面的下方的拐角设为工艺角，该工艺角为圆角或倒角，所述芯板I的组成成分按重量份数，包括以下组分:
废硫酸(有效硫酸的含量为25%):75份；
废磷酸(有效磷酸的含量为25%):75份；
磷酸氢盐(该磷酸氢盐可以任意合理的选用磷酸氢钾、磷酸氢钠、磷酸氢钙、磷酸氢铵中的一种):15份；
氧化儀粉末:75份；
云母渣:15份。
[0027]所述芯板I的组成成分按重量份数，还包括以下组分:
海泡石:1.5份；
水滑石:1.0份；
玻璃纤维:2.0份；
珍珠岩:2.5份；
娃微粉:1.5份；
乙二醇:4份；
稳定剂(钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物):3份；
防水剂(市场上直接购买的任意合理的建筑材料用有机硅防水剂):1.5份；
发泡剂(十二烷基硫酸钠):0.75份；
偶联剂(乙稀基二过氧化叔丁基娃烧):I.0份；
抗紫外线剂(UV-531紫外线吸收剂):1.3份。
[0028]本实施例中选用的芯板I其整体的长度为570mm，厚度为48.8mm，以此标准为例来进行具体说明:
本实施例中孔洞2的数量设为13个，所述孔洞2均匀的分布于所述芯板I中，所述孔洞2上方拱形边的最高点距离所述芯板I上表面的距离为7mm，所述孔洞2下方距离所述芯板I下表面的距离也为7mm，所述相邻孔洞2之间的间距为6mm，所述孔洞2竖直方向最大高度为34.8mm，所述孔洞2水平方向的宽度为36.75mm,所述孔洞2水平方向距离所述芯板I左右边缘的距离为10.13mm。
[0029]本实施例中芯板I上设有的孔洞2，孔洞率为0.583。
[0030]—种高强度围护结构夹芯板的加工方法，所述芯板I制备方法具体为:按所述配方进行配料，配好的物料混合搅拌均匀，使得物料整体的含水率为16-18%，然后将混合的物料放入抽真空装置中并通过抽真空装置进一步降低1%_2%的含水率，再通过挤出机挤出，最后干燥固化即可以形成所述芯板I。
[0031]实施例3 如图1和2所示:
一种高强度围护结构夹芯板，包括芯板1，所述芯板I中水平方向均匀设有贯穿所述芯板I的孔洞2，所述孔洞2的截面整体为矩形，所述矩形截面的上边设为拱形，其中所述矩形截面的下方的拐角设为工艺角，该工艺角为圆角或倒角，所述芯板I的组成成分按重量份数，包括以下组分:
废硫酸(有效硫酸的含量为50%): 100份；
废磷酸(有效磷酸的含量为50%): 100份；
磷酸氢盐(该磷酸氢盐可以任意合理的选用磷酸氢钾、磷酸氢钠、磷酸氢钙、磷酸氢铵中的一种):20份;
氧化镁粉末:100份；
云母渣:20份。
[0032]所述芯板I的组成成分按重量份数，还包括以下组分:
海泡石:2份；
水滑石:1.2份；
玻璃纤维:2.5份；
珍珠岩:3份；
硅微粉:2份；
乙二醇:5份；
稳定剂(钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物):4份；
防水剂(市场上直接购买的任意合理的建筑材料用有机硅防水剂):2份；
发泡剂(十二烷基硫酸钠):1.0份；
偶联剂(乙稀基二过氧化叔丁基娃烧):1.2份；
抗紫外线剂(UV-531紫外线吸收剂):1.4份。
[0033]本实施例中选用的芯板I其整体的长度为570_，厚度为48.8mm,以此标准为例来进行具体说明:
本实施例中孔洞2的数量设为14个，所述孔洞2均匀的分布于所述芯板I中，所述孔洞2上方拱形边的最高点距离所述芯板I上表面的距离为8mm，所述孔洞2下方距离所述芯板I下表面的距离也为8mm，所述相邻孔洞2之间的间距为6mm，所述孔洞2竖直方向最大高度为32.8mm，所述孔洞2水平方向的宽度为33.5mm,所述孔洞2水平方向距离所述芯板I左右边缘的距离为11.5mm。
[0034]本实施例中芯板I上设有的孔洞2，孔洞率为0.537。
[0035]—种高强度围护结构夹芯板的加工方法，所述芯板I制备方法具体为:按所述配方进行配料，配好的物料混合搅拌均匀，使得物料整体的含水率为16-18%，然后将混合的物料放入抽真空装置中并通过抽真空装置进一步降低1%_2%的含水率，再通过挤出机挤出，最后干燥固化即可以形成所述芯板I。
[0036]上述实施例的夹芯板，扣除孔洞部分，产品的重量可以降低到到8kg/m2。这样在保证产品质量的前提下本发明的产品的重量远远轻于常规的同类产品，这样在将本发明的产品用于施工时更为方便。
[0037]上述实施例中，孔洞2上面设为拱形，可以抗重力作用，使收缩时不形成凹面，保证了表面的平整，同时，孔洞2下方的两个拐角设为工艺角，而不设为常规的直角，该设有的工艺角应该为倒角或圆角，这样孔洞2的拐角具有一定的角度，可以起到支撑作用，防止产品变形，保证了产品形状的稳定性。
[0038]上述实施例中，废硫酸、废磷酸、磷酸氢盐、氧化镁粉末以及其他的添加物可以制备成无机凝胶材料，制备出的凝胶材料其含水率在20-30%，在通过该凝胶材料制备芯板材料时，再加入云母粉，可以降低芯板材料整体的含水量，是材料整体的含水量降低至16-18%，方便下一步的加工处理，同时加入的云母粉还可以起到支撑作用，进一步增强芯板的强度。
[0039]上述实施例中的无机凝胶材料制备主要是在收集的废硫酸和废磷酸的混合液中搅拌下加入其它的添加剂，并搅拌成凝胶状态，而通过上述实施例的各组分的加入，最终制得的凝胶材料其含水率在20-30%。
[0040]上述实施例中使用的废硫酸和废磷酸，理论上是不限制其来源的领域的，各个领域的废酸都可以使用，但是，由于本发明的无机凝胶材料主要是为了用于建筑材料，因此在投入使用之前，需要对收集到的废酸进行检测，检测废酸液中是否含有辐射性物质，如果检测后没有辐射性物质即可投入使用，如果含有辐射性物质，就不可以用于建筑材料使用，必须通过处理将其中的辐射性物质去除。
[0041]本发明中的废硫酸，其来源广泛，本发明采用的实施例中的废硫酸主要是来源于电镀企业的镀锌过程中使用的硫酸废弃液，其中有效地硫酸含量为10-50%，该废酸液中除了硫酸还含有硫酸锌、硫酸铁、硫酸钠等物质；本发明中的废磷酸，其来源也非常广泛，本发明采用的实施例中的废磷酸主要是来源于钢铁厂在钢材磷化过程中采用的磷化液，该磷化液中使用到磷酸，其中废酸中有效磷酸的含量为10-50%，该废酸液中除了磷酸以外，还含有一些磷酸二氢盐如磷酸二氢锌和其他一些常规的磷化添加剂。
[0042]上述实施例中夹芯板的加工过程中可以采用锥形双螺杆挤出机进行挤出，最后再180-200 °C左右干燥固化即可。
[0043]本发明的夹芯板，可以直接将上述实施例中的芯板材料和金属进行挤压复合，也可以先按照上述实施例制备出芯板然后再与金属进行复合。
[0044]采用上述实施例的组成物质制备成的夹芯板无毒无腐蚀，防火性强，可以达到1300度防火，同时其强度高于通常的水泥等建筑材料，可以广泛的用于建筑领域中。
[0045]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高强度围护结构夹芯板，其特征在于:包括芯板(1)，所述芯板(I)中水平方向均匀设有贯穿所述芯板(I)的孔洞(2)，所述孔洞(2)的截面整体为矩形，所述矩形截面的上边设为拱形，所述芯板(I)的组成成分按重量份数，包括以下组分: 废硫酸:50-100份; 废磷酸=50-100份; 磷酸氢盐:10-20份； 氧化儀粉末:50-100份； 云母渣:10-20份。2.根据权利要求1所述的高强度围护结构夹芯板，其特征在于:所述孔洞(2)上方拱形边的最高点距离所述芯板(I)上表面的距离为4-10mm，所述孔洞(2)下方距离所述芯板Cl)下表面的距离为4-10mm，所述相邻孔洞(2)之间的间距为5_7mm。3.根据权利要求1所述的高强度围护结构夹芯板，其特征在于:所述孔洞(2)竖直方向最大高度为30-40mm，所述孔洞(2)水平方向的宽度为30_45mm。4.根据权利要求1所述的高强度围护结构夹芯板，其特征在于:所述孔洞(2)水平方向距离所述芯板(I)左右边缘的距离为10-13mm。5.根据权利要求1所述的高强度围护结构夹芯板，其特征在于:所述芯板(I)设有的孔洞(2)，其整体的孔洞率为0.5-0.7ο6.根据权利要求1所述的高强度围护结构夹芯板，其特征在于:所述磷酸氢盐为磷酸氢钾、磷酸氢钠、磷酸氢钙、磷酸氢铵中的任意一种。7.根据权利要求1所述的高强度围护结构夹芯板，其特征在于:所述废硫酸和废磷酸中有效酸的浓度按质量百分含量计为10-50%。8.根据权利要求1所述的高强度围护结构夹芯板，其特征在于:所述芯板(I)的组成成分按重量份数，还包括以下组分: 海泡石:1-2份； 水滑石:0.8-1.2份； 玻璃纤维:1.5-2.5份； 珍珠岩:2-3份； 硅微粉:1-2份； 乙二醇:3-5份； 稳定剂:2_4份； 防水剂:1-2份； 发泡剂:0.5-1.0份； 偶联剂:0.8-1.2份; 抗紫外线剂:1.2-1.4份。9.根据权利要求8所述的高强度围护结构夹芯板，其特征在于:所述稳定剂为钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物；所述防水剂为有机硅防水剂；所述发泡剂为十二烷基硫酸钠；所述偶联剂为乙烯基三过氧化叔丁基硅烷；所述抗紫外线剂为UV-531紫外线吸收剂。10.一种如权利要求1所述的高强度围护结构夹芯板的加工方法，其特征在于:所述芯板(I)制备方法具体为:按所述配方进行配料，配好的物料混合搅拌均匀，使得物料整体的含水率为16-18%，然后将混合的物料放入抽真空装置中并通过抽真空装置进一步降低1%-2%的含水率，再通过挤出机挤出，最后干燥固化即可以形成所述芯板(I)。
【文档编号】C04B28/34GK105986638SQ201510105919
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年3月11日
【发明人】叶友春
【申请人】美程新材料科技江苏有限公司