一种地聚物阻燃保温板的制备方法技术

本发明专利技术属于建筑用阻燃、保温材料的领域，涉及一种地聚物基轻质、防火、保温板的制备方法，所述制备方法包括步骤：(1)碱激发剂的制备，(2)干粉骨料的制备，(3)胶凝材料的制备，(4)改性聚苯乙烯颗粒(EPS)的制备和(5)阻燃保温板的制备。根据本发明专利技术中制备过程选用的骨料为偏高岭土，激发剂为碱激发剂，使得地聚物的水化反应效率大大提高，发泡剂为双氧水，在碱性环境下分解速率和产泡量大大提高，从而节约成本，经济效率高。另外反应条件相对温和，反应容易控制，操作简单，整个工艺流程符合绿色生产的要求。与传统水泥相比，根据本发明专利技术的制备方法无大量废液废渣产出，用水量较小，能耗低，符合保护环境和节约资源的理念。

Preparation method of flame retardant thermal insulation board for ground polymer

The invention belongs to the building fire retardant, insulation material field, and relates to a method for preparing a polymer base light, fireproof, heat insulation board, wherein the preparation method comprises the following steps: (1) the preparation of alkali activator, (2) dry aggregate preparation, (3) preparation of cementitious materials, (4) modified polystyrene (EPS) preparation and (5) the preparation of flame retardant insulation board. According to the invention in the preparation process of the aggregate as the metakaolin, activator of alkali activator, the hydration reaction efficiency of the geopolymer is greatly improved, the foaming agent is hydrogen peroxide decomposition rate in alkaline environment and global production is greatly increased, thereby saving cost, high economic efficiency. In addition, the reaction conditions are relatively mild, the reaction is easy to control, the operation is simple, and the whole process meets the requirements of green production. Compared with the traditional cement, according to the preparation method of the invention, no large amount of waste liquid or waste residue is produced, the water consumption is small, the energy consumption is low, and the concept of protecting the environment and saving resources is fulfilled.

【技术实现步骤摘要】
一种地聚物阻燃保温板的制备方法
本专利技术属于建筑用阻燃、保温材料的领域，涉及一种地聚物基轻质、防火、保温板的制备方法。
技术介绍
近几年，由于火灾直接造成的巨大经济损失和后续漫长的社会损失，对建筑材料的要求不再局限于强度高、密度小、隔音好、保温好等性能要求上，而是对建筑材料的阻燃性的要求变得更加重要和迫切，社会生活中的各个方面，都希望能够做到防患于未燃。然而，我国现阶段采用的阻燃剂仍然以传统阻燃剂和有机阻燃剂为主。虽然它们的阻燃效率高，适用范围广，但是大多数的传统阻燃剂对基材的机械物理性能有着不良的影响，强度较低，再者，大多数的有机阻燃材料在燃烧时存在多烟、有毒或腐蚀性气体等二次伤害，对环境和人体构成了严重的威胁，不适用于有防火等级的建筑要求。CN102585375A公开了一种聚丙烯专用无卤环保阻燃剂，其中以包覆型聚磷酸铵，高效成炭剂，协效成炭剂等改性聚丙烯，从而得到一种无卤的环保阻燃剂。该现有技术虽然描述了聚磷酸铵与膨胀石墨的协同阻燃作用，但是其基体为聚丙烯存在炭层结构强度不够的问题。另外，CN101629007B公开了一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体复合材料及其制备方法，其中以氢氧化镁、可膨胀石墨与阻燃协效剂为复配阻燃剂，具有一定的阻燃效果，但是所用阻燃剂较多，成本较高。上述现有技术需要添加额外的阻燃剂才能达到阻燃的效果，而阻燃剂的添加无疑会给制备工艺和实际应用带来一定的限制。无机地聚物以其强度高、不燃、无烟、无毒、易成型、环境友好等优点引起了人们的广泛关注，并得到了一定的推广和使用，但地聚物存在容重大、导热高等问题。在ACIMaterialsJournal,109(5),2012,503～508中报道了以粉煤灰为骨料制备的地聚物，经过一星期的养护，其强度可达到94MPa，但其密度高达1700～2400Kg/cm3，较大的密度与现代建筑中的实用性中的质轻要求相悖。在后期的实验生产中，人们通过向胶凝材料中添加发泡剂，提高基板的孔隙率从而减重。中国专利CN104829187A公开了“一种用于墙体自保温的新型泡沫混凝土砌块及其生产方法”。制备的发泡砌块的密度500～1300Kg/cm3，砌块的强度可以达到3MPa以上，但是所有砌块的导热系数均较大。在CementandConcreteResearch,40,2010,352～358中F.K.Akthar等制备了孔隙率可以达到90％的发泡水泥，其密度为220Kg/cm3，其导热系数为0.135±0.048Wm-1K-1，而且强度也较低。较高的导热系数使得样材的保温性能差，限制了板材的广泛使用。因此，该方法仍需进一步改进。
技术实现思路
针对现有的技术问题，本专利技术的目的是提出一种密度小、导热系数低、安全环保、工艺简单、无毒无污染、成本低廉、原料易得的新型地聚物保温材料。该材料具有连续变化的孔隙结构，内部多孔保温，自身容重小，导热系数低、防火性能好。实现了轻质与高强、保温与防火的统一，既克服了传统泡沫混凝土的重量大、导热高的缺点，又克服了层状复合发泡保温材料的界面明显、内应力大、层间热膨胀系数不同导致的界面裂缝。根据本专利技术的所述地聚物保温材料由以下制备方法得到，所述制备方法包括以下步骤：(1)碱激发剂的制备将碱固体颗粒加入水中形成透明溶液，然后加入到具有模数为1～3的水玻璃中混合均匀，作为胶凝材料的碱激发剂，其中所述碱固体颗粒可以是氢氧化钠、氢氧化钾等中的一种或两种的混合，所述水玻璃为硅酸钠、硅酸钾中的一种或是两种的混合，按重量份计，所述碱固体颗粒为5～30份，加入到5～50体积的水中形成透明溶液，所述水玻璃为25～60份。(2)干粉骨料的制备：按重量份计，将25～100份地聚物、2～10份增强剂、0.05～2份稳泡剂、0.5～6份促凝剂、5～40防水剂等混合，在干粉状态下搅拌一段时间使得粉体混合均匀形成干粉骨料待用；其中所述地聚物可以选用粉煤灰、陶粒、珍珠岩、硅酸盐水泥、炉渣、碎石粒、高岭土、偏高岭土、菱镁矿等中的一种或是几种的混合，所述增强剂可以是三乙醇胺、氯化钙、碳酸钙、氧化铝、氧化硅、硫酸钙等中的一种或是几种的混合，所述稳泡剂可以是硬脂酸盐、十二烷基苯磺酸钠、硅树脂聚醚乳液、聚乙烯醇等中的一种或是几种的混合，所述促凝剂可以是氯化钙、氧化铝、硝酸钙、亚硝酸钠等中的一种或是几种的混合，所述防水剂可以是有机硅、石蜡蜡乳、树脂类等中的一种或是几种的混合。(3)胶凝材料的制备：相对于100重量份的步骤1)中得到的碱激发剂，向其中加入1～5重量份的纤维来增加韧性，然后将含有纤维的碱激发剂加入到混合均匀的干粉骨料中，搅拌、均化形成一定粘度的浆料待用，其中所述纤维可以是聚合物纤维、玻璃纤维、植物纤维、纸浆纤维中的一种或是几种的混合。(4)改性聚苯乙烯颗粒(EPS)的制备：将1～10重量份的乳液加入1～10重量份的模塑型聚苯乙烯颗粒泡沫(EPS)中搅拌包裹均匀，所述乳液可以是苯丙乳液、硅烷乳液、丙烯酸乳液、醋酸-乙烯乳液(EVA)等中的一种或是几种的混合。(5)阻燃保温板的制备：相对于100重量份的步骤3)中得到的胶凝材料，将1～5重量份的发泡剂加入到上述的胶凝材料中，高速搅拌混合均匀，然后将得到的胶凝材料倒入1～5重量份的步骤4)中制备得到的改性聚苯乙烯颗粒泡沫中，搅拌均匀后注入模具中，经过发泡后可得到泡孔均匀的轻质地聚物基保温材料，经脱模、养护，切割后得到最终的保温板。其中所述发泡剂可以为物理发泡剂或化学发泡剂两种。所述物理发泡剂选自动物蛋白液、松香皂类、十二烷基硫酸钠、脂肪醇类等中的一种或几种的混合，所述化学发泡剂选自铝粉、锌粉、双氧水、偶氮类、亚硝基类化合物等中的一种或几种的混合。优选地，所述物理发泡是将发泡剂和水按比例混合后经发泡剂发泡，而化学发泡是将发泡剂直接加入浆料中发泡。优选地，所述发泡剂是化学发泡剂，相对于总计100重量份的胶凝材料和改性聚苯乙烯颗粒泡沫，加入0.5～5体积的质量浓度为30％的双氧水作为所述发泡剂，在2000～4000rpm的转速下机械搅拌使得发泡剂双氧水在分解之前能够均匀的分散于骨料中。优选地，步骤1)中所述碱固体颗粒为氢氧化钠，所述水玻璃为硅酸钠水玻璃。优选地，步骤2)中所述地聚物是偏高岭土，增强剂是硫酸钙，稳泡剂是硬脂酸钙，防水剂是甲基硅酸钠，促凝剂是氧化铝。优选地，步骤4)中所述乳液是醋酸-乙烯乳液(EVA)。优选地，步骤5)中所述发泡剂为双氧水。根据本专利技术的一个目的在于提供一种地聚物阻燃保温材料，所述保温材料由上述制备方法制备得到。根据本专利技术的一个目的在于提供一种地聚物阻燃保温板，所述保温板由所述地聚物阻燃保温材料制备得到。有益效果1.本专利技术中制备过程选用的骨料为偏高岭土，激发剂为碱激发剂，使得地聚物的水化反应效率大大提高，发泡剂为双氧水，在碱性环境下分解速率和产泡量大大提高，从而节约成本，经济效率高。另外反应条件相对温和，反应容易控制，操作简单，整个工艺流程符合绿色生产的要求。本专利技术在无机地聚物的基础上，添加一定量的聚苯乙烯泡沫(EPS)，大大的降低地聚物的容重和导热系数，提高基材的保温性能，同时，EPS颗粒表面的无机地聚物层使得保温板可以达到防火标准。随后向地聚物胶凝材料中添加发泡剂，可以较好的提高地聚物的孔隙率，更进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地聚物保温材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)碱激发剂的制备将碱固体颗粒加入水中形成透明溶液，然后加入到具有模数为1～3的水玻璃中混合均匀，作为胶凝材料的碱激发剂，其中所述碱固体颗粒可以是氢氧化钠、氢氧化钾等中的一种或两种的混合，所述水玻璃为硅酸钠、硅酸钾中的一种或是两种的混合，按重量份计，所述碱固体颗粒为5～30份，加入到5～50体积的水中形成透明溶液，所述水玻璃为25～60份；(2)干粉骨料的制备：按重量份计，将25～100份地聚物、2～10份增强剂、0.05～2份稳泡剂、0.5～6份促凝剂、5～40防水剂等混合，在干粉状态下搅拌一段时间使得粉体混合均匀形成干粉骨料待用；其中所述地聚物可以选用粉煤灰、陶粒、珍珠岩、硅酸盐水泥、炉渣、碎石粒、高岭土、偏高岭土、菱镁矿等中的一种或是几种的混合，所述增强剂可以是三乙醇胺、氯化钙、碳酸钙、氧化铝、氧化硅、硫酸钙等中的一种或是几种的混合，所述稳泡剂可以是硬脂酸盐、十二烷基苯磺酸钠、硅树脂聚醚乳液、聚乙烯醇等中的一种或是几种的混合，所述促凝剂可以是氯化钙、氧化铝、硝酸钙、亚硝酸钠等中的一种或是几种的混合，所述防水剂可以是有机硅、石蜡蜡乳、树脂类等中一种或是几种的混合；(3)胶凝材料的制备：相对于100重量份的步骤1)中得到的碱激发剂，向其中加入1～5重量份的纤维来增加韧性，然后将含有纤维的碱激发剂加入到混合均匀的干粉骨料中，搅拌、均化形成一定粘度的浆料待用，其中所述纤维可以是聚合物纤维、玻璃纤维、植物纤维、纸浆纤维中的一种或是几种的混合；(4)改性聚苯乙烯颗粒(EPS)的制备：将1～10重量份的乳液加入1～10重量份的模塑型聚苯乙烯颗粒泡沫(EPS)中搅拌包裹均匀，所述乳液为苯丙乳液、硅烷乳液、丙烯酸乳液、醋酸‑乙烯乳液(EVA)等中的一种或是几种的混合；(5)阻燃保温板的制备：相对于100重量份的步骤3)中得到的胶凝材料，将1～5重量份的发泡剂加入到上述的胶凝材料中，高速搅拌混合均匀，然后将得到的胶凝材料倒入1～5重量份的步骤4)中制备得到的改性聚苯乙烯颗粒泡沫中，搅拌均匀后注入模具中，经过发泡后可得到泡孔均匀的轻质地聚物基保温材料，经脱模、养护，切割后得到最终的保温板。...

【技术特征摘要】
1.一种地聚物保温材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)碱激发剂的制备将碱固体颗粒加入水中形成透明溶液，然后加入到具有模数为1～3的水玻璃中混合均匀，作为胶凝材料的碱激发剂，其中所述碱固体颗粒可以是氢氧化钠、氢氧化钾等中的一种或两种的混合，所述水玻璃为硅酸钠、硅酸钾中的一种或是两种的混合，按重量份计，所述碱固体颗粒为5～30份，加入到5～50体积的水中形成透明溶液，所述水玻璃为25～60份；(2)干粉骨料的制备：按重量份计，将25～100份地聚物、2～10份增强剂、0.05～2份稳泡剂、0.5～6份促凝剂、5～40防水剂等混合，在干粉状态下搅拌一段时间使得粉体混合均匀形成干粉骨料待用；其中所述地聚物可以选用粉煤灰、陶粒、珍珠岩、硅酸盐水泥、炉渣、碎石粒、高岭土、偏高岭土、菱镁矿等中的一种或是几种的混合，所述增强剂可以是三乙醇胺、氯化钙、碳酸钙、氧化铝、氧化硅、硫酸钙等中的一种或是几种的混合，所述稳泡剂可以是硬脂酸盐、十二烷基苯磺酸钠、硅树脂聚醚乳液、聚乙烯醇等中的一种或是几种的混合，所述促凝剂可以是氯化钙、氧化铝、硝酸钙、亚硝酸钠等中的一种或是几种的混合，所述防水剂可以是有机硅、石蜡蜡乳、树脂类等中一种或是几种的混合；(3)胶凝材料的制备：相对于100重量份的步骤1)中得到的碱激发剂，向其中加入1～5重量份的纤维来增加韧性，然后将含有纤维的碱激发剂加入到混合均匀的干粉骨料中，搅拌、均化形成一定粘度的浆料待用，其中所述纤维可以是聚合物纤维、玻璃纤维、植物纤维、纸浆纤维中的一种或是几种的混合；(4)改性聚苯乙烯颗粒(EPS)的制备：将1～10重量份的乳液加入1～10重量份的模塑型聚苯乙烯颗粒泡沫(EPS)中搅拌包裹均匀，所述乳液为苯丙乳液、硅烷乳液、丙烯酸乳液、醋酸-乙烯乳液(EVA)等中的一种或是几种的混合；(5)阻燃保温板的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜义军，景治娇，林克萌，苏华雷，牟新东，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37