一种憎水型无机纳米保温板及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种憎水型无机纳米保温板及其制备方法，憎水型无机纳米保温板由母料和辅料制成，母料为快硬硫酸铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和粉煤灰；辅料为纳米二氧化硅、发泡剂、减水剂、速凝剂、防水剂、促进剂和水。其制备方法按重量份数将母料和部分辅料依次加入搅拌器内搅拌，混合均匀，然后依次加入防水剂和水，搅拌形成均匀的浆体后，再加入发泡剂，最后将搅拌均匀的浆体浇注于模具内发泡，经养护和后处理得到产品。通过上述方法制备的保温板具有高效的防火保温性能，产品憎水性好，体积吸水率低，且质轻、耐老化性能好，与墙体粘接强度高，大大提高了阻燃性，降低了导热系数，其形状可制成平板、曲面等形状，承重保温一体化。
【专利说明】一种憎水型无机纳米保温板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水泥保温板及其制备方法，具体涉及一种憎水型无机纳米保温板 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，国内外常用的保温材料有聚苯乙烯泡沫塑料（EPS、XPS)、聚氨酯硬质泡沫体 (PU)等，优点是轻质、保温性好，但这些有机泡沫材料易老化，不能与建筑物同寿命，在建筑 物使用期内，需要多次更换保温层，消耗大量大量人力、物力、财力。更为严重的是其防火安 全性能差，各地屡屡发生有机保温材料被引燃而导致的火灾事故，如南京中环大厦、哈尔滨 双子星座大厦、济南奥体中心、央视文化中心、上海胶州教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦、北京 大学体育馆(奥运乒乓球馆)、中国科技馆新馆等，火灾时烟雾大、毒性大，造成了巨大的经 济损失及人员伤亡，已引起相关部门的高度重视，对保温材料的防火性能提出了更高的要 求，无机保温材料因具有防火性能好、耐老化、变形系数小且与墙体接近、与墙体粘结强度 高等优点，引起人们的广泛关注。研究导热系数小于〇.〇6w/m . k且造价较低的发泡水泥 板来代替聚苯板和挤塑板，从而解决现有保温板易老化、稳定性差、防水性差、与墙体粘结 强度低以及吸收率高等缺点成为无机保温材料研究得一个方向。
[0003] 中国专利申请201110234305. 5中提供了一种保温防火蜂窝水泥板及其制备方 法，可以解决了导热系数大、易开裂的缺点，但防水效果差；中国专利申请200710055329. 8 中提供了一种蜂窝混凝土，可以解决目前的砖或混凝土等建筑材料不能满足建筑中轻质、 节能、环保需要的问题，但该发明存在的问题一是用到的蜂窝剂组成复杂，生产工艺不合 理，导热系数较大。申请号为200910305328. 3的申请中，提供了一种轻质防火自保温隔墙 板及其制备方法，具有很好地保温防火性能。但是该方法用到大量的玻化微珠，存在重量 大、易破碎、吸水率高的缺点。申请号为201110234305. 5的申请中，提供保温防火蜂窝水泥 板及制备方法，采用浸泡法使水泥板憎水，因此固化成膜时间较长，生产周期较长，不适合 产业化。中国专利申请号为201210064411. 8的申请中，提供了一种发泡水泥板保温板及其 制备方法，其防火阻燃标准达到A级，导热系数在0. 05WAm · k)左右，但防水效果差，吸水 率偏高。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种憎水型无机纳米保温板及其制备方法，它克服了目前 无机防火保温材料防水性差、吸水率高、导热系数大，易开裂等缺点。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种憎水型无机纳米保 温板，所述的保温板由母料和辅料混合制成，其中，母料中各组分的重量份数配比为：快硬 硫酸铝酸盐水泥20-50份、普通硅酸盐水泥50-80份、粉煤灰10-30份；辅料中各组分的重 量份数配比为：纳米二氧化硅1-5份、发泡剂6-10份、防水剂4-6份、减水剂0. 5-1份、速 凝剂2-5份、稳泡剂1-2份、促进剂1-2份、增强剂0. 05-1份、水30-65份。
[0006] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的纳米二氧化硅为疏水型纳米二氧 化硅。
[0007] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的发泡剂为质量浓度22%以上的双 氧水。
[0008] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的防水剂为固含量为10-40%的甲 基硅酸钠溶液、10-40%的甲基硅酸钾溶液或两种混合物。
[0009] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的减水剂为木质素磺酸钠、木质素 磺酸钙或木质素磺酸镁中的一种。
[0010] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的速凝剂为粉状硅酸钠。
[0011] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的稳泡剂为十二烷基二甲基氧化 胺、烷基醇酰胺、茶皂中的一种。
[0012] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的促进剂为辛酸亚锡、钛酸正丁酯 或二月桂酸二丁基锡中的一种。
[0013] 本发明一种憎水型无机纳米保温板，其中所述的增强剂为长度2-6mm的聚丙烯纤 维。
[0014] 为了解决上述技术问题，本发明的采用的另一技术方案，提供一种憎水型无机纳 米保温板制备方法，其制备方法包括以下步骤： (1) 按重量份数将母料和除水、防水剂、发泡剂外的其他辅料依次加入到搅拌器内，在 加入原料的同时进行机械搅拌，确保混合均匀； (2) 按重量份数将防水剂和水，加入到步骤（1)中混合均匀的材料内搅拌5-10min获得 均匀的浆体； (3) 按重量份数将发泡剂，加入到步骤（2)中混合均匀的浆体内，搅拌5-10s ; (4) 将（3)搅拌均匀的浆体浇注于模具内开始发泡，经养护形成坯体； (5) 按要求将坯体分割成憎水型无机纳米保温板。
[0015] 本发明中为了解决现有技术存在的问题，思路首先是对工艺进行调整，先用水稀 释有机硅防水剂，采用有机硅防水剂拌合母料，得到浆料后，最后加入双氧水发泡剂。其 技术原理：有机硅防水剂水溶液与凝胶材料(快硬硫酸铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥）接触 后，相互渗透，当加入发泡剂双氧水与水泥接触，开始发泡，放出热量，这样有机硅防水剂的 活性基团与材料内部的游离羟基开始发生交联反应，内部结构以化学连接，在多孔结构的 壁上形成网状薄膜，浇注一段时间后，开始硬化自立成型，不仅能有效地阻止液体水进入， 但却能允许水蒸气自由出入，并且所用纳米二氧化硅粒子可以很好的渗入到发泡水泥板空 隙，在板材孔洞内壁铺一层二氧化硅粒子，随着水分的消失，也在空洞内壁形成致密的防水 层，达到了憎水和降低吸水率的目的，并且本发明还通过添加速凝剂、稳泡剂、增强剂来控 制来泡沫的稳定性，避免水泥泡开裂穿孔，解决水泥坯块干缩开裂等问题。
[0016] 本发明所述的憎水型无机纳米保温板具有以下优点：防水效果好、吸水率< 6%、 其导热系数可控制在〇. 03-0. 055WAm · k)，抗压强度可在0. 1-0. 8MPa间变化，抗拉强度大 于0. 13MPa，干燥收缩值小于0. 08Mm/m，体积密度可控制在200-250kg/m3,形成发泡水泥板 的相互不连通的封闭的气泡群，具有极佳的耐火剂隔热性能。
【具体实施方式】
[0017] 以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：实 施例1-10的母料以及辅料的重量份数配比详见下表1。
[0018] 表1具体实施表
【权利要求】
1. 一种憎水型无机纳米保温板，其特征在于所述的保温板由母料和辅料混合制成，母 料中各组分的重量份数配比为：快硬硫酸铝酸盐水泥20-50份、普通硅酸盐水泥50-80份、 粉煤灰10-30份；辅料中各组分的重量份数配比为：纳米二氧化硅1-5份、发泡剂6-10份、 防水剂4-6份、减水剂0. 5-1份、速凝剂2-5份、稳泡剂1-2份、促进剂1-2份、增强剂0. 05-1 份、水30-65份。
2. 根据权利要求1所述的一种憎水型无机纳米保温板，其特征在于，所述的纳米二氧 化硅为疏水型纳米二氧化硅。
3. 根据权利要求1所述的一种憎水型无机纳米保温板，其特征在于，所述的发泡剂为 质量浓度22%以上的双氧水。
4. 根据权利要求1所述的一种憎水型无机纳米保温板，其特征在于，所述的防水剂为 固含量为10-40%的甲基硅酸钠溶液或10-40%的甲基硅酸钾溶液或者两者混合物。
5. 根据权利要求1所述的一种憎水型无机纳米保温板，其特征在于，所述的速凝剂为 粉状硅酸钠。
6. 根据权利要求1所述的一种憎水型无机纳米保温板，其特征在于，所述的稳泡剂为 非离子表面活性剂十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、茶皂素中的一种或者混合物。
7. 根据权利要求1所述的一种憎水型无机纳米保温板，其特征在于，所述的促进剂为 有机金属化合物如辛酸亚锡、钛酸正丁酯或二月桂酸二丁基锡中的一种。
8. 根据权利要求1所述的一种憎水型无机纳米保温板，其特征在于，所述的增强剂为 长度2-6mm的聚丙烯纤维。
9. 根据权利要求1所述的一种憎水型无机纳米保温板，其特征在于，所述的水为普通 自来水，温度控制在20-60°C。
10. -种根据权利要求1所述憎水型无机纳米保温板的制备方法，其特征在于其制备 方法步骤为： (1) 按重量份数将母料和除水、防水剂、发泡剂外的其他辅料依次加入到搅拌器内，在 加入原料的同时进行机械搅拌，确保混合均匀； (2) 按重量份数将防水剂和水，加入到步骤（1)中混合均匀的材料内搅拌5-10min获得 均匀的浆体； (3) 按重量份数将发泡剂，加入到步骤（2)中混合均匀的浆体内，搅拌5-10s ; (4) 将（3)搅拌均匀的浆体浇注于模具内开始发泡，经养护形成坯体； (5) 按要求将坯体分割成憎水型无机纳米保温板。
【文档编号】C04B28/06GK104311108SQ201410524949
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】游胜勇, 王云敏, 陈衍华, 涂迎青, 何国情, 谌开红, 赵自勤, 王爽, 林鸿业 申请人:江西中科新建材有限公司, 江西省科学院应用化学研究所