本发明属于建筑防火保温技术领域，具体涉及石墨烯改性硅岩保温板及其制造方法。
背景技术：
随着建筑防火政策的落实，防火保温材料成为主流趋势，各种a级保温板层出不穷，出现了很多防火改性保温板。然而，过分追逐防火性能导致部分a级保温板保温性能下降、强度降低、材料稳定性较差等缺点，从而导致保温板酥脆、吸水、粉化等问题，保温系统出现空谷裂及脱落的问题，造成了严重的后果。
随着石墨烯应用技术的发展，人们将石墨烯材料用于对发性聚苯乙烯的改性，制备成石墨烯发性聚苯乙烯(graphenematerialsexpandablepolystyrene,简称gm-eps)颗粒。该材料具有均热效应和镜面反射效应，具备高阻燃、低导热、强度高、稳定性好、隔声效果优、耐久性强等性能。在此基础上，对gm-eps颗粒与一定配比的复合类类无机发泡胶凝材料经一定工艺复合制备成新型建筑防火保温材料——石墨烯改性硅岩保温板。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供石墨烯改性硅岩保温板及其制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：石墨烯改性硅岩保温板，由重量百分比为60％的无机胶粘浆料和40％的固体填充料组成，所述固体填充料包括重量百分比为25～35％的重质碳酸钙、15～25％的粉煤灰、15～25％的微硅粉以及20～30％的gm-eps颗粒。
优选的是，所述固体填充料中还包括以下重量百分比的辅料：1～5％的改性外加物和2～4％的增强纤维。
上述任一方案中优选的是，所述改性外加物为改性海藻、纤维素醚、缓凝剂、木质素纤维、植物蛋白发泡剂的或几种。
上述任一方案中优选的是，所述增强纤维为玻璃短纤维或聚丙烯短纤维。
上述任一方案中优选的是，所述无机胶粘浆料包括普通硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥，其中，所述普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥的质量比为2：1.0～1.5。
石墨烯改性硅岩保温板的制造方法，该方法包括以下步骤：
s1：制备石墨烯发性聚苯乙烯(gm-eps)颗粒备用；
s2：取改性外加物和增强纤维同时放入混料罐中充分混合，制得辅料备用；
s3：向上述混料罐中依次加入重质碳酸钙，粉煤灰、微硅粉、多层氧化石墨烯eps颗粒，边搅拌边加入，充分混合搅拌5～10分钟，在常温常压下制成固体填充料备用；
s4：取无机胶粘浆料放入反应容器中，然后按照水灰比为1：1.2～1.3，向反应容器中加入水后充分搅拌混合，制成具有稠度的无机胶粘浆料备用；
s5：向混料灌中加入制备好的固体填充料和无机胶粘浆料，充分搅拌，制成混合料备用；
s6：将上述制成的混合料加入双面已铺设增强纤维网的三道滚筒内进行挤压，挤压后形为固化胚体，将固化胚体在一定条件下养护后脱模，得半成品备用；
s7：将上述半成品放入燃油热风炉中升温，升温至32～38℃，并且保持湿度在80～90％的条件下养护12～24h，取出后放置到通风的场地进行干燥，并使其含水率保持在15～18％时进行切割，制成成品。
优选的是，所述步骤s1中所述石墨烯发性聚苯乙烯(gm-eps)制备方法如下：用质量占比1～1.5‰的苯类改性剂对将石墨烯纳米片干粉料进行表面包裹改性，具体操作为石墨烯纳米片干粉料加入到苯类改性剂中充分混合完成改性，然后将质量占比2～4％的石墨烯纳米片后加入到聚苯乙烯溶液中分散，得改性聚苯乙烯溶液，待分散均匀后再将苯乙烯溶液放入水中，并加入质量占比10～15％戊烷发泡剂在常压80℃的条件下进行乳液聚合，从而制得gm-eps发泡粒子，再将gm-eps发泡粒子经传统加温加压发泡工艺制备成10～15kg/m3的gm-eps颗粒备用。
上述任一方案中优选的是，所述步骤s6中所述挤压的压力为2～3kg/cm2。
上述任一方案中优选的是，所述步骤s6中所述养护条件为：温度25～28℃，时间6～8h。
上述任一方案中优选的是，所述步骤s6中的增强纤维布为无纺布或玻璃纤维网格布。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明的防火保温板防火性能达到a级，体积密度在140～160kg/m3时的导热系数可达到0.044较之普通eps制备的硅岩保温板下降15％以上。同时，符合本配方的无机胶粘材料及gm-eps颗粒的采用，使得石墨烯改性硅岩保温板，较之普通eps颗粒制备的硅岩保温板，其抗拉强度提高20％，抗压强度提高10％。
2、因石墨烯材料的均热效应和镜面反射效应可使保温板遇外界热辐射时迅速实现热量分散以及整面反射，显著提升了板材的耐候性能。
3、复合类无机发泡胶凝材料较之传统无机胶凝材料粘结性能好，实现了该保温板材的轻质防水，加之其与gm-eps颗粒均匀混合，板材稳定性显著提升，不会出现酥脆掉粉等现象，复合类无机发泡胶凝材料与gm-eps颗粒均呈现偏中性特点，使得该保温板材在使用过程中使得系统不会出现泛碱泛霜现象，提高了建筑保温系统的使用寿命和美观度。
4、本发明中的石墨烯改性硅岩保温板在制备的过程中复合了增强纤维布，进一步提高了该保温板材的稳定性，增强了保温板材与粘接砂浆和抹面砂浆的和异性和粘结度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1：
本实施例提供了石墨烯改性硅岩保温板，由重量百分比为60％的无机胶粘浆料和40％的固体填充料组成，固体填充料包括重量百分比为31％的重质碳酸钙、19％的粉煤灰、22％的微硅粉以及20％的gm-eps颗粒，固体填充料中还包括以下重量百分比的辅料：5％的改性外加物和3％的增强纤维，改性外加物为改性海藻、纤维素醚、缓凝剂、木质素纤维、植物蛋白发泡剂的或几种，增强纤维为玻璃短纤维或聚丙烯短纤维，无机胶粘浆料包括普通硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥，其中，普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥的质量比为2：1.0。
石墨烯改性硅岩保温板的制造方法，该方法包括以下步骤：
s1：制备石墨烯发性聚苯乙烯(gm-eps)颗粒备用；
s2：取改性外加物和增强纤维同时放入混料罐中充分混合，制得辅料备用；
s3：向上述混料罐中依次加入重质碳酸钙，粉煤灰、微硅粉、多层氧化石墨烯eps颗粒，边搅拌边加入，充分混合搅拌5～10分钟，在常温常压下制成固体填充料备用；
s4：取无机胶粘浆料放入反应容器中，然后按照水灰比为1：1.2，向反应容器中加入水后充分搅拌混合，制成具有稠度的无机胶粘浆料备用；
s5：向混料灌中加入制备好的固体填充料和无机胶粘浆料，充分搅拌，制成混合料备用；
s6：将上述制成的混合料加入双面已铺设增强纤维网的三道滚筒内进行挤压，增强纤维布为无纺布或玻璃纤维网格布，挤压的压力为2kg/cm2，挤压后形为固化胚体，将固化胚体在一定条件下养护后脱模，温度25℃，时间6～8h，得半成品备用；
s7：将上述半成品放入燃油热风炉中升温，升温至32℃，并且保持湿度在80％的条件下养护12h，取出后放置到通风的场地进行干燥，并使其含水率保持在15～18％时进行切割，制成成品。
其中，步骤s1中石墨烯发性聚苯乙烯(gm-eps)制备方法如下：用质量占比1～1.5‰的苯类改性剂对将石墨烯纳米片干粉料进行表面包裹改性，具体操作为石墨烯纳米片干粉料加入到苯类改性剂中充分混合完成改性，然后将质量占比2％的石墨烯纳米片后加入到聚苯乙烯溶液中分散，得改性聚苯乙烯溶液，待分散均匀后再将苯乙烯溶液放入水中，并加入质量占比10％戊烷发泡剂在常压80℃的条件下进行乳液聚合，从而制得gm-eps发泡粒子，将gm-eps发泡粒子经传统加温加压发泡工艺制备成10kg/m3的gm-eps颗粒备用。
实施例2：
本实施例提供了石墨烯改性硅岩保温板，由重量百分比为60％的无机胶粘浆料和40％的固体填充料组成，固体填充料包括重量百分比为26％的重质碳酸钙、19％的粉煤灰、23％的微硅粉以及29％的gm-eps颗粒，固体填充料中还包括以下重量百分比的辅料：1％的改性外加物和2％的增强纤维，改性外加物为改性海藻、纤维素醚、缓凝剂、木质素纤维、植物蛋白发泡剂的或几种，增强纤维为玻璃短纤维或聚丙烯短纤维，无机胶粘浆料包括普通硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥，其中，普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥的质量比为2：1.3。
石墨烯改性硅岩保温板的制造方法，该方法包括以下步骤：
s1：制备石墨烯发性聚苯乙烯(gm-eps)颗粒备用；
s2：取改性外加物和增强纤维同时放入混料罐中充分混合，制得辅料备用；
s3：向上述混料罐中依次加入重质碳酸钙，粉煤灰、微硅粉、多层氧化石墨烯eps颗粒，边搅拌边加入，充分混合搅拌5～10分钟，在常温常压下制成固体填充料备用；
s4：取无机胶粘浆料放入反应容器中，然后按照水灰比为1：1.25，向反应容器中加入水后充分搅拌混合，制成具有稠度的无机胶粘浆料备用；
s5：向混料灌中加入制备好的固体填充料和无机胶粘浆料，充分搅拌，制成混合料备用；
s6：将上述制成的混合料加入双面已铺设增强纤维网的三道滚筒内进行挤压，增强纤维布为无纺布或玻璃纤维网格布，挤压的压力为2.5kg/cm2，挤压后形为固化胚体，将固化胚体在一定条件下养护后脱模，养护条件为：温度25～28℃，时间6～8h，得半成品备用；
s7：将上述半成品放入燃油热风炉中升温，升温至35℃，并且保持湿度在85％的条件下养护18h，取出后放置到通风的场地进行干燥，并使其含水率保持在17％时进行切割，制成成品。
其中，步骤s1中石墨烯发性聚苯乙烯(gm-eps)制备方法如下：用质量占比1～1.5‰的苯类改性剂对将石墨烯纳米片干粉料进行表面包裹改性，具体操作为石墨烯纳米片干粉料加入到苯类改性剂中充分混合完成改性，然后将质量占比3％的石墨烯纳米片后加入到聚苯乙烯溶液中分散，得改性聚苯乙烯溶液，待分散均匀后再将苯乙烯溶液放入水中，并加入质量占比13％戊烷发泡剂在常压80℃的条件下进行乳液聚合，从而制得gm-eps发泡粒子，再将gm-eps发泡粒子经传统加温加压发泡工艺制备成13kg/m3的gm-eps颗粒备用。
实施例3：
本实施例提供了石墨烯改性硅岩保温板，由重量百分比为60％的无机胶粘浆料和40％的固体填充料组成，固体填充料包括重量百分比为27％的重质碳酸钙、18％的粉煤灰、21％的微硅粉以及27％的gm-eps颗粒，固体填充料中还包括以下重量百分比的辅料：4％的改性外加物和3％的增强纤维，改性外加物为改性海藻、纤维素醚、缓凝剂、木质素纤维、植物蛋白发泡剂的或几种，增强纤维为玻璃短纤维或聚丙烯短纤维，无机胶粘浆料包括普通硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥，其中，普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥的质量比为2：1.5。
石墨烯改性硅岩保温板的制造方法，该方法包括以下步骤：
s1：制备石墨烯发性聚苯乙烯(gm-eps)颗粒备用；
s2：取改性外加物和增强纤维同时放入混料罐中充分混合，制得辅料备用；
s3：向上述混料罐中依次加入重质碳酸钙，粉煤灰、微硅粉、多层氧化石墨烯eps颗粒，边搅拌边加入，充分混合搅拌5～10分钟，在常温常压下制成固体填充料备用；
s4：取无机胶粘浆料放入反应容器中，然后按照水灰比为1：1.3，向反应容器中加入水后充分搅拌混合，制成具有稠度的无机胶粘浆料备用；
s5：向混料灌中加入制备好的固体填充料和无机胶粘浆料，充分搅拌，制成混合料备用；
s6：将上述制成的混合料加入双面已铺设增强纤维网的三道滚筒内进行挤压，增强纤维布为无纺布或玻璃纤维网格布，挤压后形为固化胚体，挤压的压力为3kg/cm2，将固化胚体在一定条件下养护后脱模，养护条件为：温度28℃，时间8h，得半成品备用；
s7：将上述半成品放入燃油热风炉中升温，升温至38℃，并且保持湿度在80～90％的条件下养护24h，取出后放置到通风的场地进行干燥，并使其含水率保持在18％时进行切割，制成成品。
其中，步骤s1中石墨烯发性聚苯乙烯(gm-eps)制备方法如下：用质量占比1～1.5‰的苯类改性剂对将石墨烯纳米片干粉料进行表面包裹改性，具体操作为石墨烯纳米片干粉料加入到苯类改性剂中充分混合完成改性，然后将质量占比4％的石墨烯纳米片后加入到聚苯乙烯溶液中分散，得改性聚苯乙烯溶液，待分散均匀后再将苯乙烯溶液放入水中，并加入质量占比15％戊烷发泡剂在常压80℃的条件下进行乳液聚合，从而制得gm-eps发泡粒子，再将gm-eps发泡粒子经传统加温加压发泡工艺制备成15kg/m3的gm-eps颗粒备用。
试验例1：保温板的性能评价
对实施例1～3得到的保温板进行抗压强度、导热系数等性能测定，保温板的性能评价参照cecs标准，测定结果见下表1。
表1、保温板的性能汇总
由表1的结果可以看出，经石墨烯材料改性的硅岩保温板防火性能达到a级，体积密度在140～160kg/m3时的导热系数可达到0.044，较之普通eps制备的硅岩保温板下降15％以上。
因复合类无机发泡胶凝材料较之传统无机胶凝材料粘结性能好，实现了该保温板材的轻质防水，加之其与gm-eps颗粒均匀混合，板材稳定性显著提升，不会出现酥脆掉粉等现象；与此同时，复合类无机发泡胶凝材料与gm-eps颗粒均呈现偏中性特点，使得该保温板材在使用过程中使得系统不会出现泛碱泛霜现象，提高了建筑保温系统的使用寿命和美观度。
本发明的保温板材在生产过程中的双面增强复合，进一步提高了该保温板材的稳定性，增强了保温板材与粘接砂浆和抹面砂浆的和异性和粘结度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。