一种基于水性聚酯树脂改性发泡保温材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料，它包括如下组分：水性聚酯树脂6.0％~7.5％；水泥45％~57％；水20％~25％；油酸1％~2.5％；无机填料1％~8％；发泡剂10％；固化剂1％~2％；催化剂0.5％；调凝剂0.5％；稳泡剂0.5％；玻璃纤维0.5％；以上均以重量百分比记。本发明专利技术还公开了上述水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料的制备方法及其应用。本发明专利技术的创新点在于同时解决了轻质，高强，保温、不燃这四大难点，在应用上更是进行了创新，替代了过去在外墙或内墙粘贴保温材料的二次施工，直接制作成保温墙体，应用于建筑物隔墙以及承重墙体或者外墙保温结构中、艺术浮雕、模型雕塑的成型加工中。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水性聚酯树脂改性发泡保温材料及其制备方法
本专利技术属于保温建材领域，具体涉及一种高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料、制备方法及其应用。
技术介绍
目前，国内外常用的建筑保温材料主要是有机类发泡材料和无机类发泡材料。有机类如：聚苯乙烯泡沫塑料(EPS、XPS)、硬质聚氨酯泡沫保温材料、酚醛树脂保温材料。无机类保温材料如：泡沫玻璃、岩棉板、泡沫混凝土(泡沫砂浆)、膨胀珍珠岩保温砂浆、纤维水泥保温板等，它们都有各自的特性。有机类保温发泡材料的优点是轻质、保温性能好(导热系数小)，但是强度太低，易老化，并且防火安全性差，更致命的是高温燃烧时会释放有毒气体。无机保温材料泡沫玻璃是以废平板玻璃和瓶罐玻璃为原料，经高温发泡成型的多孔无机非金属材料，其缺点是吸水率很大，尺寸稳定性比较差，防火性能也较差。岩棉板为无机材料，但岩棉吸水率较大，不吸水时，其导热系数较小，一旦吸水后，导热系数就会急剧增大，而且由于岩棉内部吸水，长时期不易蒸发，对建筑物的保温、隔热起负面作用。因此建筑物保温层须多次返修，工序复杂，工期长，浪费人力物力。泡沫混凝土是用物理方法将泡沫剂水溶液制成泡沫，再将泡沫加入到由水泥、骨料、掺合料、外加剂和水等制成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、自然或蒸汽养护制成的多孔混凝土。其缺点是易开裂，强度偏低，且保温性能较差。膨胀珍珠岩保温砂浆是一种将膨胀珍珠岩、水泥、级配砂、填料和多种改性添加剂按一定的比例混合成一种颗粒干粉状的混合物，其缺点是吸水率高，耐水性差导致保温砂浆在搅拌中体积收缩变形大，后期保温性能降低、易开裂，与基层粘结强度低易空鼓。纤维水泥板是指以水泥为基本材料和胶黏剂，以矿物纤维水泥活其它纤维为增强材料，经制浆、成型、养护等工序而制成的板材。虽然它的使用寿命较长，但是依然存在易碎裂，容重较大，且内含大量纤维，容易造成肺病或者致癌等安全隐患。最近发生的大连星海公寓火灾以及以往发生多次大型火灾都直指传统的保温材料为元凶，所使用的有机保温材料防火安全等级太低，且释放的有毒气体更是致命的，因此迫切需要开发耐火等级更高的，且保温性能和强度更佳的，施工更加便捷的保温材料，尤其是集保温和承重于一体的保温墙体材料更是迫切的需求。而在技术层面上，在水泥发泡的过程中，比较难控制的是发泡材料容易从水泥中迅速的溢出，导致水泥发泡材料出现塌陷，孔洞数量，孔径发生重大的变化，表现在材料的物理性质上，材料的导热系数增大，密度大，力学强度低。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种具有减水、连接水泥和有机界面、稳定泡沫、控制水泥泡孔大小以及固化凝胶的水性聚酯树脂及其制备方法。本专利技术的另一目的是提供基于上述水性聚酯树脂的高强轻质不燃改性发泡保温材料及其制备方法。技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供了一种具有减水、连接水泥和有机界面、稳定泡沫、控制水泥泡孔大小以及固化凝胶的水性聚酯树脂，其结构式为：其中PE式结构为：该改性水性聚酯树脂由采用熔融法缩聚制得，当反应进行2小时后，进一步用进一步水性化制得水性含羟基聚酯树脂，再将环氧基通过开环反应接枝到聚酯树脂链段中的羧基上，当反应进行到6小时候后，最后再以过氧化苯甲酰为引发剂用自由基接枝聚合方法接枝上甲基丙烯酸后得到改性后的水性含羟基聚酯树脂。其中n的范围是360-420；m的范围是200-400；p的范围是300-500；q的范围是350-450；j的范围是100-500，k的范围是50-400。R1表示分子骨架，可以是苯氧基的小分子或者高分子，具体地说，具有环氧结构的分子骨架，其分子骨架结构为本专利技术还提供的高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料，其组分按质量百分比包括如下：进一步地，所述水性聚酯树脂是采用熔融法缩聚制得水性含羟基聚酯树脂，再将环氧基通过开环反应接枝到聚酯树脂链段中的羧基上，最后再用自由基接枝聚合方法接枝上甲基丙烯酸后得到改性后的水性含羟基聚酯树脂。进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥、磷酸盐水泥或铝酸盐水泥中的任意一种或几种。进一步地，所述无机填料为滑石粉、氧化钙、氢氧化镁与氯化钙质量比1:4:1:1的混合物。进一步地，所述发泡剂为4，4`-二苯基甲烷二异氰酸酯、戊烷和碳酸氢钠质量比3:1:4的混合物。进一步地，所述固化剂为二乙烯三胺与酰胺按质量比10:3的混合物。进一步地，所述催化剂为三乙烯二胺与二丁基二月桂酸锡按质量比5:1的混合物。进一步地，所述调凝剂为碳酸锂。进一步地，所述稳泡剂为油酸与十二烷基苯磺酸钠按质量比4:1的混合物。进一步地，所述玻璃纤维为1～2微米的纤维。上述强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量份称取相应的原料组份，将水性聚酯树脂、水、水泥、无机填料和玻璃纤维按配方量混合，搅拌成净浆；(2)将步骤(1)所得的净浆置于均化器中，再加入催化剂、调凝剂和稳泡剂，搅拌成料浆；(3)将步骤(2)所得的料浆均化后，再加入发泡剂，搅拌后浇筑、静停、养护。上述高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料在应用上更是进行了创新，替代了过去在外墙或内墙粘贴保温材料的二次施工，直接制作成保温墙体，应用于建筑物隔墙以及承重墙体或者外墙保温结构中、艺术浮雕、模型雕塑的成型加工中。本专利技术的创新点是将含羟基的水性聚酯树脂经过改性之后再用来改性水泥基发泡材料，由于环氧树脂的粘结强度高，收缩率小，耐腐蚀性能优良以及加工操作工艺简单等优势使得其在水泥基发泡材料中得到了广泛的应用。水性聚酯树脂含有羟基，可基本完全溶于水中，其固化速度与水泥凝胶体系的固化速度相匹配，且聚酯树脂在水体中的分散性能优异，使得因此用环氧树脂改性之后的水性聚酯树脂易分散于水泥凝胶体系中的同时又具备了强度高，收缩率小，耐腐蚀性等的优点。有益效果：相对于现有技术而言，本专利技术提供的经过改性后的水性聚酯树脂具有减水、连接水泥和有机界面、固化凝胶的功能。通过基于水性聚酯树脂制备的改性发泡保温材料具备较高的抗压强度、收缩率小、耐腐蚀性高、密度小、环保和较小的导热系数的优点。本产品抗压强度：为8-15MPa，导热系数：0.07W/m·k。附图说明图1为水性聚酯树脂的反应式。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作更进一步的说明。以下实施例所用的水性聚酯树脂，其结构式：其中PE式结构为：如图1所示，该改性水性聚酯树脂由采用熔融法缩聚制得，当反应进行2小时后，进一步用进一步水性化制得水性含羟基聚酯树脂，再将环氧基通过开环反应接枝到聚酯树脂链段中的羧基上，当反应进行到6小时候后，最后再以过氧化苯甲酰为引发剂用自由基接枝聚合方法接枝上甲基丙烯酸后得到改性后的水性含羟基聚酯树脂。其中n的范围是360-420；m的范围是200-400；p的范围是300-500；q的范围是350-450；j的范围是100-500，k的范围是50-400。R1表示分子骨架，可以是苯氧基的小分子或者高分子，具体地说，可以是苯氧基的小分子或者高分子，具体地说，具有环氧结构的分子骨架，其分子骨架结构为实施例1：一种高强轻质不燃水泥基水性聚酯树脂改性发泡保温材料，它包括如下重量百分比的组分制成：其中，所述的水泥为硅酸盐水泥与铝酸盐水泥按质量比8:1的混合物。其中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有减水、连接水泥和有机界面、稳定泡沫、控制水泥泡孔大小以及固化凝胶的水性聚酯树脂，其特征在于，其结构式为：其中PE式结构为：所述改性水性聚酯树脂的制备步骤包括如下：由采用熔融法缩聚制得，进一步用进一步水性化制得水性含羟基聚酯树脂，再将环氧基通过开环反应接枝到聚酯树脂链段中的羧基上，最后再以过氧化苯甲酰为引发剂用自由基接枝聚合方法接枝上甲基丙烯酸后得到改性后的水性含羟基聚酯树脂,其中n的范围是360‑420；m的范围是200‑400；p的范围是300‑500；q的范围是350‑450；j的范围是100‑500，k的范围是50‑400，R1表示碳分子骨架。

【技术特征摘要】
1.一种具有减水、连接水泥和有机界面、稳定泡沫、控制水泥泡孔大小以及固化凝胶的水性聚酯树脂，其特征在于，其结构式为：其中PE式结构为：所述水性聚酯树脂的制备步骤包括如下：由采用熔融法缩聚制得，进一步用进一步水性化制得水性含羟基聚酯树脂，再将环氧基通过开环反应接枝到聚酯树脂链段中的羧基上，最后再以过氧化苯甲酰为引发剂用自由基接枝聚合方法接枝上甲基丙烯酸后得到改性后的水性含羟基聚酯树脂，其中n的范围是360-420；m的范围是200-400；p的范围是300-500；q的范围是350-450；j的范围是100-500，k的范围是50-400，R1表示碳分子骨架。2.一种基于权利要求1所述的水性聚酯树脂改性的高强轻质不燃水泥基发泡保温材料，其特征在于，其组分按质量百分比包括如下：3.根据权利要求2所述的发泡保温材料，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高延敏，王玉，李丽英，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32