一种a级防火外保温材料的制备方法
【专利摘要】一种A级防火外保温材料及其制备方法，其特征在于先将83.0~92.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为1.57~3.68wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入4.3～7.5wt%的外加剂B，1.3~3.4wt%抗裂纤维，0.13~0.33wt%减水剂，0.67~2.0wt%稳定剂，搅拌1min后再加入0.03~0.09wt%外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。本发明制备的A级无机外墙外保温材料具有体积增长速度快，凝结时间短，防火等级高、体积密度小、孔径主要分布范围小、气孔分布均匀和导热系数低的特点。
【专利说明】一种A级防火外保温材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于外墙外保温材料【技术领域】，具体涉及一种A级防火外保温材料及其制备方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]近年来，我国由建筑易燃可燃外保温材料引发的火灾已呈多发势头。南京中环国际广场、哈尔滨经纬360度双子星大厦、济南奥体中心、北京央视新址附属文化中心、上海胶州教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦等相继发生建筑外保温材料火灾。据公安部消防局不完全统计，2007~2012年，引起严重后果的外保温工程火灾就达1395起，造成严重人员伤亡和财产损失，建筑易燃可燃外保温材料已成为一类新的火灾隐患，由此引发的火灾已呈多发势头。国家相关部门给予了高度的重视，并相继出台了相关限制性规定。国家职能部门在2009年颁发的《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》(公通字[2009]46号)的基础上强化了其中的第二条规定:“民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料”，这意味着外墙及外墙保温系统将禁止聚氨酯、聚苯乙烯类产品上墙。随着建筑节能法规的贯彻和完善，A级防火外墙发泡水泥保温材料保温板的需求量将愈来愈大。公安部【2011】65号文件进一步明确对民用建筑外墙外保温材料的消防监管，保温材料的防火安全问题已提升到了前所未有的高度，通知还表示，在新标准发布前，从严执行《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》第二条规定，民用建筑外墙外保温材料采用燃烧性能为A级的材料。这为A级无机 非金属保温材料创造了前所未有的机遇，这也充分说明国家政策导向对A级无机非金属保温材料巨大的推动力。
[0004]其次，我国 北方冬季寒冷，其市场需求巨大。随着国家“十二五”计划和加大建筑节能的推广力度，国家正全力推进第三步建筑节能50%(严寒地区及发达城市建筑节能65%)的目标。我国的建筑要符合50%的节能标准，将会在建筑上普遍采用外墙外保温技术，外墙外保温具备诸多优越性是今后建筑节能的发展方向。这也为5A级无机非金属材料的发展创造了前所未有的机遇。
[0005]目前我国外墙外保温材料，90%以上都采用了挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)、模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)、硬质聚氨酯泡沫塑料(PU)等有机质保温材料。但聚苯板易燃、耐久性差，火灾时EPS很快就会熔化，烟雾大、毒性大，很难扑救，危害严重，同时，更换聚苯板还将造成白色污染等环境灾害；PU除了防火和价格问题，施工时对气候敏感，风吹影响喷涂、潮湿影响粘结，收缩大，喷涂时散发毒气等缺点。而且这些有机保温材料易老化，不能与建筑物同寿命，在建筑物使用期内需多次更换保温层，浪费大量人力、物力、财力。
【发明内容】
[0006]本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种凝结时间短、防火等级高、体积小、气孔分布均匀和导热系数低的无机A级防火外墙外保温材料及其制备方法。[0007]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:先将83.0-92.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为1.57^3.68wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入4.3~7.5wt%的外加剂B，
1.3~3.4wt%抗裂纤维，0.13~0.33界七％减水剂，0.67~2.0界七％稳定剂，搅拌Imin后再加入
0.03、.09wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。
[0008]由于采用上述技术方案，本发明以几种石膏细粉为主要原料，其中:石膏细粉为脱硫石膏质、磷石膏质、天然石膏质、氟石膏质、鹏石膏质、柠檬酸石膏质中的一种或几种，粒径40-120微米；溶液A为稀硝酸溶液、次氯酸溶液，氯酸溶液，亚氯酸溶液，高氯酸溶液，高锰酸溶液，亚硝酸溶液中的一种；外加剂B为碳酸氢铵、碳酸铵、硫酸铵、碳酸钙、葡萄糖酸、柠檬酸、草酸、硫酸铝、二水硫酸钙中的一种或几种；抗裂纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯二醇纤维，聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、ρρ纤维中的一种，长度为3、毫米；减水剂为FCN高效减水剂，NF高效减水剂、UNF减水剂、N型减水剂、HM型减水剂、AF高效减水剂中的一种；稳定剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉、纤维素、硅树脂聚醚乳液类、脂肪醇和脂肪酸类中的一种或几种；外加剂C为过氧化钠、过氧化氢、次氯酸钠、水泥熟料、早强水泥、高抗水泥中的一种或几种。成型方法为浇注成型。
[0009]由于采用上述技术方案，本发明以几种石膏细粉为主要原料，石膏本身凝结时间快，导热系数低，属于一级防火材料；利用纤维增强可提高材料的抗折和耐压强度，外加剂和溶液一方面可提高材料强度，另一方面能形成微小气孔，用浇注成型制得无机A级防火外墙外保温材料。所制备的A级防火外保温材料的体积增长时间为l(T50min，凝结时间为r4h,干容重为0.18~0.27g/cm3，孔径主要分布范围为0.5^1.6cm，材料的导热系数在室温下为0.05~0.12ff/m.K，3d抗折强度为0.5~1.7MPa ；3d耐压强度为0.7~2.2MPa，线性收缩率为1.52^1.54%。因此，本发明制备的A级无机外墙外保温材料具有体积增长速度快，凝结时间短，防火等级高、体积密度小、孔径主要分布范围小、气孔分布均匀和导热系数低的特点。
[0010]因此，本发明制备的A级防火外墙外保温材料具有体积增长速度快、凝结时间快，防火等级高，体积密度小、孔径主要分布范围小、气孔分布均匀和导热系数低的特点。
【具体实施方式】
[0011]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制。
[0012]为避免重复，先将本【具体实施方式】中的所涉及到有关组分的粒径和抗裂纤维进行统一描述，下面各实施例中将不赘述:
熟石膏细粉为脱硫石膏质、磷石膏质、天然石膏质、氟石膏质、鹏石膏质、柠檬酸石膏质,粒径40~120微米；
抗裂纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯二醇纤维，聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、PP纤维中的一种，长度3、毫米。
[0013]实施例1
一种A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将85.0-87.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为2.40~2.50wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入5.8 — 6.0wt%的外加剂B, 1.3~2.0wt%抗裂纤维，0.30~0.33wt%减水剂，1.3~1.5wt%稳定剂，搅拌Imin后再加入0.04~0.05wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。
[0014]本发明所制备的A级防火外保温材料的体积增长时间为20min，凝结时间为
3.1-3.2h，干容重为0.20~0.23g/cm3，孔径主要分布范围为0.9~1.2cm，材料室温下导热系数为0.10~0.12ff/m.K，3d抗折强度为1.2~1.4MPa，3d耐压强度为1.6~1.8MPa，线性收缩率为1.52^1.54%。
[0015]实施例2
一种A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将90.0-92.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为3.60~3.68wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入4.70~4.90wt%的外加剂B, 2.1~2.2wt%抗裂纤维，0.13~0.15wt%减水剂，1.7~2.0wt%稳定剂，搅拌Imin后再加入0.06~0.09wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。
[0016]本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的体积增长时间为20min，凝结时间为
1.8~2.2h，干容重为0.24~0.27g/cm3，孔径主要分布范围为1.2~1.4cm，材料室温下导热系数为0.09~0.10ff/m.K，3d抗折强度为1.2~1.5MPa ；3d耐压强度为1.8~2.0MPa,线性收缩率为1.52^1.54%。
[0017]实施例3
一种级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将88.0-90.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为3.24~3.30wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入5.2~5.4wt%的外加剂B, 1.5~1.7wt%抗裂纤维，0.17~0.2(^丨％减水剂，0.67~0.75wt%稳定剂，搅拌Imin后再加入0.07~0.09wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。
[0018]本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的体积增长时间为40min，凝结时间为
2.1-2.4h，干容重为0.23~0.24g/cm3，孔径主要分布范围为1.3~1.6cm，材料室温下导热系数为0.07~0.09ff/m.K，3d抗折强度为1.1-1.3MPa ；3d耐压强度为1.8~2.0MPa,线性收缩率为1.52^1.54%。
[0019]实施例4
一种A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将85.0-87.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为2.5~2.6wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入4.3~4.6wt%的外加剂B, 1.5~1.7wt%抗裂纤维，0.21~0.24￥丨％减水剂，0.77~0.80wt%稳定剂，搅拌Imin后再加入0.05~0.07wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。
[0020]本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的体积增长时间为45min，凝结时间为
1.0-l.5h，干容重为0.18~0.19g/cm3，孔径主要分布范围为0.5^0.9cm，材料室温下导热系数为0.05~0.07ff/m.K，3d抗折强度为0.5~0.6MPa ；3d耐压强度为0.7~0.8MPa，线性收缩率为1.52~1.54%ο
[0021]实施例5
一种A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将86~89wt%的熟石膏细粉加入浓度为1.89~1.91wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入1.9~2.2wt%的外加剂B, 1.7~1.8wt%抗裂纤维，0.21~0.24wt%减水剂，5.5~5.6wt%稳定剂，搅拌Imin后再加入4.9~5.2wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。
[0022]本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的体积增长时间为20min，凝结时间为
1.3^1.6h，干容重为0.26~0.27g/cm3，孔径主要分布范围为0.6^1.58cm，材料室温下导热系数为0.07~0.09ff/m.K，3d抗折强度为0.6~0.7MPa ；3d耐压强度为1.(Tl.1MPa,线性收缩率为1.52~1.54%ο
[0023]实施例6
一种A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将83.0-85.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为1.57~1.61wt%WA溶液中，搅拌均匀，再加入7.2~7.5被％的外加剂^3.2~3.4被％抗裂纤维，0.14~0.16wt%减水剂，1.8~2.0wt%稳定剂，搅拌Imin后再加入0.03~0.05wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。
[0024]本发明所制备的A级防火外保温材料的体积增长时间为50min，凝结时间为
2.9^3.2h，干容重为0.20~0.21g/cm3，孔径主要分布范围为0.6^0.8cm，材料室温下导热系数为0.05~0.07ff/m.K，3d抗折强度为0.5~0.6MPa ；3d耐压强度为0.8~0.9MPa，线性收缩率为1.52~1.54%ο
[0025]实施例7
一种A级防火外保温材料及其制备方法。先将85.0-87.0wt%的熟石膏细粉加入浓度为1.70~1.74wt%的A溶液中，搅拌均匀，再加入4.7~5.0wt%的外加剂B, 2.0~2.5wt%抗裂纤维，0.30~0.33wt%减水剂，0.70~0.75wt%稳定剂，搅拌Imin后再加入0.06~0.08wt %外加剂C，搅拌，浇注成型，室温静止4h，脱模。
[0026]本发明所制备的A级防火外保温材料的体积增长时间为45min，凝结时间为
2.5~2.8h，干容重为0.18~0.20g/cm3，孔径主要分布范围为0.7~1.6cm，材料室温下导热系数为0.08~0.09ff/m.K，3d抗折强度为1.6~1.7MPa ；3d耐压强度为1.8~2.2MPa，线性收缩率为1.52~1.54%ο
[0027]本【具体实施方式】以几种熟石膏细粉为主要原料，石膏本身凝结时间快，导热系数低，属于一级防火材料；利用纤维增强可提高材料的抗折和耐压强度，外加剂和溶液一方面可提高材料强度，另一方面能形成微小气孔，用浇注成型制得无机A级防火石膏基外墙外保温材料。所制备的A级防火外保温材料的体积增长时间为l(T50min，凝结时间为0.5~4h，干容重为0.18~0.27g/cm3，孔径主要分布范围为0.5^1.6cm，材料的导热系数在室温下为
0.05~0.12ff/m.K，3d抗折强度为0.5~1.7MPa ；3d耐压强度为0.7~2.2MPa，线性收缩率为1.52^1.54%。因此，本发明制备的A级无机外墙外保温材料具有体积增长速度快，凝结时间短，防火等级高、体积密度小、孔径主要分布范围小、气孔分布均匀和导热系数低的特点。
[0028]因此，本【具体实施方式】所制备的材料具有体积增长速度快，凝结时间短，防火等级高、体积密度小、孔径主要分布范围小、气孔分布均匀和导热系数低的特点。
【权利要求】
1.一种A级防火外保温材料，其特征在于是由熟石膏细粉，溶液A，抗裂纤维，减水剂，稳泡剂，外加剂B，溶液C组成，各组成部分的重量百分比为: 熟石膏细粉:83.0~92.0wt% ；
溶液 A: 1.57 ~3.68wt% ； 抗裂纤维:1.3~3.4wt% ； 减水剂:0.13 ~0.33wt% ； 稳泡剂:0.67~2.0wt% ； 外加剂B:4.3~7.5wt % ；
溶液 C:0.03 ~0.09wt% ； 其中，该溶液A为碳酸氢铵、碳酸铵、硫酸铵、碳酸钙、葡萄糖酸、柠檬酸、草酸、硫酸铝、二水硫酸钙中的一种或几种；外加剂B为过氧化钠、过氧化氢、次氯酸钠、水泥熟料、早强水泥、高抗水泥中的一种或几种；溶液C为稀硝酸溶液、次氯酸溶液，氯酸溶液，亚氯酸溶液，高氯酸溶液，高锰酸溶液，亚硝酸溶液中的一种。
2.根据权利要求1所述的A级防火外保温材料，其特征在于所述熟石膏细粉为半水型硫酸钙细粉，根据制备石膏细粉原料可归纳为脱硫石膏质、磷石膏质、天然石膏质、氟石膏质、鹏石膏质、 柠檬酸石膏质中的一种或几种，石膏细粉的粒径40~120微米。
3.根据权利要求1所述的A级防火外保温材料，其特征在于所述的抗裂纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯二醇纤维，聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、PP纤维中的一种，长度3~9毫米。
4.根据权利要求1所述的A级防火外保温材料，其特征在于所述的减水剂为FDN高效减水剂，NF高效减水剂、UNF减水剂、N型减水剂、HM型减水剂、AF高效减水剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的A级防火外保温材料，其特征在于其特征在于所述的稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉、纤维素、硅树脂聚醚乳液类、脂肪醇和脂肪酸类中的一种或几种。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的A级防火外保温材料的制备方法，其特征在于具体步骤为: 以熟石膏细粉为原料，将其加入溶液C中，然后搅拌均匀； 依次加入溶液A，抗裂纤维，减水剂，稳泡剂，然后搅拌一分钟； 加入外加剂B，搅拌均匀； 浇注成型，室温静止2小时后，进行脱模处理。
7.根据权利要求6所述的A级防火外保温材料的制备方法，其特征是在于所述的熟石膏细粉为半水型硫酸钙细粉，根据制备石膏细粉原料可归纳为脱硫石膏质、磷石膏质、天然石膏质、氟石膏质、鹏石膏质、柠檬酸石膏质中的一种或几种，石膏细粉的粒径40~120微米。
8.根据权利要求6所述的A级防火外保温材料的制备方法，其特征在于所述的抗裂纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯二醇纤维，聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、PP纤维中的一种，长度3~9晕米。
9.根据权利要求6所述的A级防火外保温材料的制备方法，其特征在于所述的减水剂为FDN高效减水剂，NF高效减水剂、UNF减水剂、N型减水剂、HM型减水剂、AF高效减水剂中的一种。
10.根据权利要求6所述的A级防火外保温材料的制备方法，其特征在于所述的稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉、纤维素、硅树脂聚醚乳液类、脂肪醇和脂肪酸类中的一种或几 种。
【文档编号】C04B28/14GK103755301SQ201410000818
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】李永霞, 王鹏, 董文亮, 李红梅, 马世臻, 张畔成, 运向鹏 申请人:宁夏建筑材料研究院（有限公司）