一种a级无机外墙外保温材料及其制备方法
【专利摘要】一种A级无机外墙外保温材料及其制备方法，其特征在于先将外加剂A配置成浓度为0.4~0.7wt%的溶液，再将配置好的A溶液及1.8~2.5wt%稳泡剂，0.20~0.60wt%减水剂置于搅拌机搅拌槽内，以转速为150~250r/min搅拌1~3min，再以转速为500~750r/min搅拌5~12min，加入63~72wt%的石膏熟料及0.6~1.2wt%的抗裂纤维，25~32wt%水，搅拌，浇注成型，室温静止8h，脱模。本发明制备的A级无机外墙外保温材料具有凝结时间短，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级无机外墙外保温材料及其制备方法
【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级无机外墙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级防火石膏基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:先将外加剂A配置成浓度为0.4~0.7wt%的溶液，再将配置好的A溶液及1.8~2.5wt%稳泡剂，0.20~0.60wt%减水剂置于搅拌机搅拌槽内，以转速为150~250r/min搅拌I~3min,再以转速为500~750r/min搅拌5~12min，加入63~72wt%的石膏熟料及0.6~1.2wt%的抗裂纤维，25~32wt%水，搅拌，浇注成型，室温静止8h，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 μ m ;外加剂H为a-烯基磺酸钠、偶氮化合物，三乙醇胺皂、十二烷基醇酰胺、十二烷基硫酸钠(K12)、十二烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、松香皂类发泡剂、动植物蛋白类发泡剂、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、超纯羟丙基甲基纤维素、聚阴离子纤维素、羟丙基甲基纤维素醚、水溶性甲基纤维素醚、水溶性纤维素醚、羟乙基纤维素醚、羧甲基羟乙基纤维素醚、聚乙烯醚中的一种及以上。；稳泡剂为卡拉胶，海藻酸钠，黄原胶，琼脂、明胶、三乙醇胺、聚丙烯酰胺、有机硅氧烷表面活性剂、吐温-80中的一种及以上。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；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中的一种，长度3~9_成型方法为湿法成型，成型过程中需外加水。
[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级防火石膏基外墙外保温材料。所制备的A级无机外墙外保温材料的发泡时间为6~15min，凝结时间为l~4h，干容重为0.18~0.24g/cm3，孔径主要分布范围为0.1-0.7cm，材料的导热系数在室温下为0.04~0.08ff/m.K，7d抗折强度为0.5~1.3MPa ；7d耐压强度为1.0~1.6MPa。因此，本发明制备的A级无机外墙外保温材料具有材料凝结时间短，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]
【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-?20μm;
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3~9mm。
[0013]实施例1
一种无机A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将外加剂A配置成浓度为0.65~0.70wt%的溶液，再将配置好的A溶液及1.8~2.0wt%稳泡剂，0.45~0.50wt%减水剂置于搅拌机搅拌槽内，以转速为150~180r/min搅拌I~3min,再以转速为400~500r/min搅拌5~12min，加入68~72wt%的石膏熟料及0.8~0.9wt%的抗裂纤维，28~30wt%水，搅拌，浇注成型，室温静止8h，脱模。
[0014]本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的凝结时间为3.5-4.0h，干容重为0.23~0.25g/cm3,孔径主要分布范围为0.4^0.7cm,材料室温下导热系数为0.05~0.06ff/m.K, 7d 抗折强度为 1.1~1.3MPa ；7d 耐压强度为 1.4 ~1.6MPa。
[0015]实施例2
一种无机A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将外加剂A配置成浓度为0.45~0.48wt%的溶液，再将配置好的A溶液及2.35~2.40wt%稳泡剂，0.52~0.55wt%减水剂置于搅拌机搅拌槽内，以转速为160~180r/min搅拌I~3min,再以转速为400~500r/min搅拌5~12min，加入66~68wt%的石膏熟料及0.7~0.8wt%的抗裂纤维，29~30wt%水，搅拌，浇注成型，室温静止8h，脱模。
[0016]本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的凝结时间为:3~3.5h，干容重为0.23~0.24g/cm3,孔径主要分布范围为0.5^0.7cm,材料室温下导热系数为0.07~0.08ff/m.K，7d抗折强度为0.8^1.0MPa ；7d耐压强度为1.3~1.4MPa。
[0017]实施例3
一种无机A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将外加剂A配置成浓度为0.50~0.55wt%的溶液，再将配置好的A溶液及1.8~1.9wt%稳泡剂，0.4~0.43wt%减水剂置于搅拌机搅拌槽内，以 转速为170~185r/min搅拌l~3min,再以转速为650~700r/min搅拌5~8min,加入63~65wt%的石膏熟料及1.0~1.2wt%的抗裂纤维,29~32wt%水,搅拌,烧注成型，室温静止8h，脱模。
[0018]本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的凝结时间为2.5-3.0h，干容重为0.23~0.24g/cm3，孔径主要分布范围为0.4^0.6cm,材料室温下导热系数为0.07~0.08ff/m.K, 7d抗折强度为0.8~0.9MPa ；7d耐压强度为1.2~1.3MPa。
[0019]实施例4
一种无机A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将外加剂A配置成浓度为0.57~0.60wt%的溶液，再将配置好的A溶液及2.0~2.lwt%稳泡剂，0.20~0.22wt%减水剂置于搅拌机搅拌槽内，以转速为180~185r/min搅拌l~2min,再以转速为700~750r/min搅拌5~8min,加入64~66wt%的石膏熟料及0.8~0.9wt%的抗裂纤维,28~29wt%的水,搅拌,烧注成型，室温静止8h，脱模。
[0020]本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的凝结时间为3-3.6h，干容重为0.23~0.24g/cm3,孔径主要分布范围为0.3^0.5cm,材料室温下导热系数为0.06~0.07ff/m.K，7d抗折强度为0.6~0.7MPa ；7d耐压强度为1.1~1.2MPa。
[0021]实施例5
一种无机A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将外加剂A配置成浓度为0.60~0.64wt%的溶液，再将配置好的A溶液及2.2~2.3wt%稳泡剂，0.25~0.27wt%减水剂置于搅拌机搅拌槽内，以转速为195~200r/min搅拌I~2min,再以转速为450~600r/min搅拌5~8min,加入68~70wt%的石膏熟料及0.6~0.8wt%的抗裂纤维,28~30wt%的水,搅拌,烧注成型，室温静止8h，脱模。[0022]本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的凝结时间为2.5-3.0h，干容重为0.19~0.20g/cm3,孔径主要分布范围为0.1-θ.4cm,材料室温下导热系数为0.05~0.06ff/m.K, 7d抗折强度为0.5~0.7MPa ；7d耐压强度为1.0~1.1MPa0
[0023]实施例6
一种无机A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将外加剂A配置成浓度为
0.41-0.46wt%的溶液，再将配置好的A溶液及2.2~2.3wt%稳泡剂，0.30~0.35wt%减水剂置于搅拌机搅拌槽内，以转速为190~200r/min搅拌I~2min,再以转速为400~600r/min搅拌5~9min，加入63~65wt%的石膏熟料及0.6~0.7wt%的抗裂纤维，25~26wt%的水，搅拌，浇注成型，室温静止8h，脱模。
[0024]本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的凝结时间为2.5~3.0h，干容重为
0.18~0.19g/cm3,孔径主要分布范围为0.1-θ.3cm,材料室温下导热系数为0.04~
0.05ff/m.K, 7d抗折强度为0.6~0.7MPa ；7d耐压强度为1.0~1.1MPa0
[0025]实施例7
一种无机A级防火外墙外保温材料及其制备方法。先将外加剂A配置成浓度为
0.40~0.45wt%的溶液，再将配置好的A溶液及2.4~2.5wt%稳泡剂，0.55~0.60wt%减水剂置于搅拌机搅拌槽内，以转速为230~250r/min搅拌I~2min,再以转速为550~650r/min搅拌5~7min，加入65~67wt%的石膏熟料及1.(Tl.2wt%的抗裂纤维，25~27wt%的水，搅拌，浇注成型，室温静止8h，脱模。
[0026]本发明所制备的A级无机外墙外保温材料的凝结时间为f 1.5h，干容重为0.19~0.20g/cm3,孔径主要分布范围为0.1-0.4cm,材料室温下导热系数为0.04~0.05ff/m.K，7d抗折强度为0.7~0.8MPa ；7d耐压强度为1.0~1.1MPa0
[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级防火基外墙外保温材料。所制备的A级无机外墙外保温材料的凝结时间为f 4h，干容重为0.18~0.24g/cm3,孔径主要分布范围为0.1-1-0.7cm，材料的导热系数在室温下为0.04~0.08ff/m.K，7d抗折强度为0.5^1.3MPa ；7d耐压强度为1.0~1.6MPa。因此，本发明制备的A级无机外墙外保温材料具有凝结时间短，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，防火等级达到A级，具有抗开裂、不空鼓，防开裂特点，可从根本上解决外墙保温和防火的两难问题。
【权利要求】
1.一种A级无机外墙外保温材料，其特征在于是由溶液A，稳泡剂，减水剂，石膏熟料，抗裂纤维，水组成，各组成部分的重量百分比为: 石膏熟料:63.0~72.0wt% ；
溶液 A:0.4 ~0.7wt% ； 稳泡剂:1.8~2.5wt% ； 减水剂:0.2~0.6wt% ； 抗裂纤维:0.6~1.2wt% ；
水:25.0 ~ 32.0wt% ；
其中，溶液A为α-烯基磺酸钠、偶氮化合物，三乙醇胺皂、十二烷基醇酰胺、十二烷基硫酸钠(Κ12)、十二烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、松香皂类发泡剂、动植物蛋白类发泡剂、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、超纯羟丙基甲基纤维素、聚阴离子纤维素、羟丙基甲基纤维素醚、水溶性甲基纤维素醚、水溶性纤维素醚、羟乙基纤维素醚、羧甲基羟乙基纤维素醚、聚乙烯醚中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的一种A级无机外墙外保温材料，其特征在于所述的稳泡剂为卡拉胶，海藻酸钠，黄原胶，琼脂、明胶、三乙醇胺、聚丙烯酰胺、有机硅氧烷表面活性剂、吐温-80中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种A级无机外墙外保温材料，其特征在于所述的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 μ m。
4.根据权利要求1所述的一种A级无机外墙外保温材料，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或几种。
5.根据权利要求1所述的一种A级无机外墙外保温材料，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中的一种，长度3~9mm。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的A级无机外墙外保温材料的制备方法，其特征在于具体步骤为: 将稳泡剂和减水剂加入A溶液中，然后搅拌均匀； 依次加入石膏熟料、抗裂纤维和水，搅拌均匀； 浇注成型，室温静止8小时后，进行脱模处理。
7.根据权利要求6所述的A级无机外墙外保温材料的制备方法，其特征在于在所述将稳泡剂和减水剂加入A溶液中，然后搅拌均匀的步骤中，先以转速为15(T250r/min搅拌I~3min，再以转速为50(T750r/min搅拌5~12min。
8.根据权利要求6所述的A级无机外墙外保温材料的制备方法，，其特征在于所述的稳泡剂为卡拉胶，海藻酸钠，黄原胶，琼脂、明胶、三乙醇胺、聚丙烯酰胺、有机硅氧烷表面活性剂、吐温-80中的一种或几种。
9.根据权利要求6所述的A级无机外墙外保温材料的制备方法，其特征在于所述的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 μ m。
10.根据权利要求6所述的A级无机外墙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或几种。
11.根据权利要求6所述的A级无机外墙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中的一种，长度3~9mm。
【文档编号】C04B28/14GK103723987SQ201410000811
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】王鹏, 李永霞, 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）