一种地质聚合物改性聚苯保温板制造技术

本发明专利技术涉及一种地质聚合物改性保温板。该发明专利技术是一种具有优越的绝热性、防火性、疏水性、和机械性能的复合保温板。保温板的组成包含一种有机泡沫颗粒、一种地质聚合物粘结剂、和一种防水剂。地质聚合物粘结剂是由一种工业废料、乳酸、水、和防水剂反应而成。工业废料为粉煤灰或高炉矿渣。保温板中的有机泡沫颗粒分布于所述地质聚合物粘结剂介质中。

A Geopolymer Modified Polyphenyl Thermal Insulation Board

【技术实现步骤摘要】
一种地质聚合物改性聚苯保温板
本专利技术涉及一种地质聚合物改性聚苯保温板，是一种具有优越的绝热性能、防火性能、疏水性能、和机械性能的保温板。
技术介绍
有机泡沫材料，如聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫和酚醛泡沫塑料，已被广泛用于住宅、商业和工业建筑结构的外墙保温。然而，这种有机泡沫材料即使含有阻燃也表现出非常差的耐火性。当暴露于火焰时，有机泡沫材料会快速燃烧，并产生有害烟雾。这些有机泡沫材料作为外墙保温材料已导致许多致命火灾事故。不可燃保温板被用作建筑物的绝热材料包括泡沫玻璃、泡沫陶瓷、玻璃纤维板、岩棉板、和泡沫混凝土，等。泡沫玻璃和泡沫陶瓷通常是昂贵的，因为它们的生产涉及高温处理。此外，泡沫玻璃和泡沫陶瓷由于其脆性而难以安装。同样，玻璃纤维板和岩棉板的生产也消耗大量的能量，因为它们需要高温操作。此外，玻璃纤维板和岩棉板可以很容易地吸水并失去其保温性能。当玻璃纤维板和岩棉板吸水时，它们往往会从墙壁脱落，造成潜在的危险。此外，纤维绝缘材料安装方法复杂。泡沫混凝土可以以相对较低的成本生产。然而，泡沫混凝土的机械性能，如抗压强度，非常差。此外，泡沫混凝土的力学性能在潮湿时急剧下降。另外一种抗燃烧性能较好的保温板是一种由有机泡沫颗粒和无机粘合剂形成的复合保温板，这种保温材料具备了有机泡沫颗粒的优越的绝热性能，同时，由于无机粘合剂的使用，无机粘合剂包裹了有机颗粒，使得这种材料能够达到有效的抗燃烧性能。CN104529374A，CN103964807A，CN103601995A，CN103524106A，CN108612211A，CN109049288A，CN108912521A描述了该类保温板的制备方法。这些文献所描述的保温板主要以波特兰硅酸盐水泥或其他无机胶凝材料作为粘合剂。地质聚合物材料是最近几年来得到广泛研究和应用的一种新材料。地质聚合物主要是由含硅铝酸盐的天然矿物(如高岭土)或工业废弃物(如粉煤灰、高温矿渣)与碱激发剂发生化学反应而生成。地质聚合物具有无机“硅-氧”四面体与“铝-氧”四面体结构。如CN101541707,CN1649804A,CN103172295A，CN103282325A，CN104496333B,CN107814498A。粉煤灰是火力发电厂燃煤产生的固体废弃物。燃烧一吨煤一般可以产生250到300公斤粉煤灰。目前，国内粉煤灰的利用率很低。粉煤灰的主要组成为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为中国当前排量较大的工业废渣之一。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。相对于波特兰硅酸盐水泥，地质聚合物能够利用工业废料(如粉煤灰、高温炉渣等)，对于绿色环保有积极作用。
技术实现思路
本专利技术是一种轻质、不燃、导热系数低、机械强度高、防水性优越的地质聚合物改性保温板。本专利技术的地质聚合物改性保温板包含一种有机泡沫颗粒和一种地质聚合物粘结剂,其特征是:所述地质聚合物粘结剂是由一种工业废料、乳酸、水、和一种防水剂反应而成；所述工业废料为一种粉煤灰或一种高炉矿渣；所述粉煤灰的氧化钙重量含量低于20％；所述乳酸与所述工业废料的重量比为1:5至1:20；所述防水剂的重量为地质聚合物粘结剂重量的0.5％至2％；所述有机泡沫颗粒分布于所述地质聚合物粘结剂介质中。本专利技术的保温板包含一种有机泡沫颗粒。所述的有机泡沫颗粒包括由有机聚合物材料制成的任何颗粒。所述有机泡沫颗粒包括热塑性均聚物或共聚物，所述共聚物选自乙烯基芳族单体，包括苯乙烯、异丙基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基苯乙烯、氯乙烯、叔丁基苯乙烯等。所述有机泡沫颗粒优选是膨胀聚苯乙烯或膨胀石墨聚苯乙烯。所述的有机泡沫颗粒可是球状、不规则颗粒、或其他形式的颗粒。有机泡沫颗粒的尺寸可为0.5至5毫米，优选为0.6至4毫米，最优选为0.6至1.5毫米。所述的有机泡沫颗粒的堆积密度优选为4至30kg/m3，更优选为5至15kg/m3，最优选为5至10kg/m3。本专利技术的保温板包含一种地质聚合物粘结剂。所述地质聚合物粘结剂是由一种工业废料、乳酸、水、和一种防水剂反应而成。所述工业废料为一种粉煤灰或一种高炉矿渣。粉煤灰是火力发电厂燃煤产生的固体废弃物。粉煤灰主要由SiO2,CaO,Al2O3,Fe2O3,K2O,MgO,TiO2,Na2O等组成。本专利技术的粉煤灰的氧化钙重量含量低于20％。适用于本专利技术的粉煤灰的粒度要求一般为200-400目的粉末。高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。在高炉冶炼生铁时，从高炉加入的原料，除了铁矿石和燃料(焦炭)外，还要加入助熔剂。当炉温达到1400-1600℃时，助熔剂与铁矿石发生高温反应生成生铁和矿渣。高炉矿渣是由脉石、灰分、助熔剂和其他不能进入生铁中的杂质组成的，是一种易熔混合物。高炉矿渣主要含CaO,SiO2,Al2O3,Fe2O3,K2O,MgO,Na2O等。适用于本专利技术的高炉矿渣的粒度要求一般为200-400目的粉末。所述乳酸一般溶于水制成乳酸水溶液。乳酸水溶液能够与粉煤灰或高炉矿渣反应生成胶凝无机材料。所用乳酸原料的纯度一般高于50％，优选高于80％。所述的地质聚合物粘结剂含有防水剂。一类适合的防水剂包含长链脂肪酸R-COOH(R为含C12-20的烷基)，长链脂肪酸盐，或长链脂肪酸脂。该类防水剂的例子包含：硬脂酸、油酸、硬脂酸钙、硬脂酸纳、硬脂酸锌、硬脂酸镁、油酸甲酯。优选的防水剂包含：硬脂酸钙、硬脂酸纳、硬脂酸锌、硬脂酸镁。更为优选的防水剂为硬脂酸钙。另一类适合的防水剂是有机硅化合物。适合的有机硅化合物包含：甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、以及上述一种或多种硅烷的低缩聚物，或它们的混合物。所述硅烷的低缩聚物的平均分子量一般为300至1200。该类防水剂中，优选的防水剂包含辛基三乙氧基硅烷和辛基三甲氧基硅烷。所述防水剂的重量一般为地质聚合物粘结剂重量的0.5％至2％。所述的有机泡沫颗粒分布于所述地质聚合物粘结剂介质中。有机泡沫颗粒被地质聚合物粘结剂包裹使得有机泡沫颗粒均匀地分布在地质聚合物粘结剂介质中，导致了该保温板的不燃性能。图1是本专利技术保温板的结构示意图。其中有机泡沫颗粒1均匀地分布在地质聚合物粘结剂介质2中。本专利技术保温板的一种制备方法描述如下。乳酸水溶液与粉煤灰、高炉矿渣、防水剂混合后，得粘合剂浆料。有机泡沫颗粒与粘合剂浆料充分混合后，将混合物加入到一种模具中成型、固化，以产生保温块。所述模具可以是任何形状或尺寸。一般使用长方体模具。例如，可以使用长度为0.5至3米、宽度为0.5至3米、高度为0.5至3米的模具。模具可以由金属、塑料、复合材料或其他材料制成。模具的顶盖能够上下移动。上述混合物加入模具后，加上顶盖。压力可以施加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地质聚合物改性保温板，包含一种有机泡沫颗粒和一种地质聚合物粘结剂,其特征是:所述地质聚合物粘结剂是由一种工业废料、乳酸、水、和一种防水剂反应而成；所述工业废料为一种粉煤灰或一种高炉矿渣；所述粉煤灰的氧化钙重量含量低于20％；所述乳酸与所述工业废料的重量比为1:5至1:20；所述防水剂的重量为地质聚合物粘结剂重量的0.5％至2％；所述有机泡沫颗粒分布于所述地质聚合物粘结剂介质中。

【技术特征摘要】
1.一种地质聚合物改性保温板，包含一种有机泡沫颗粒和一种地质聚合物粘结剂,其特征是:所述地质聚合物粘结剂是由一种工业废料、乳酸、水、和一种防水剂反应而成；所述工业废料为一种粉煤灰或一种高炉矿渣；所述粉煤灰的氧化钙重量含量低于20％；所述乳酸与所述工业废料的重量比为1:5至1:20；所述防水剂的重量为地质聚合物粘结剂重量的0.5％至2％；所述有机泡沫颗粒分布于所述地质聚合物粘结剂介质中。2.根据权利要求1所述的地质聚合物改性保温板，其特征是所述的有机泡沫颗粒是聚苯乙烯泡沫颗粒。3.根据权利要求1所述的地质聚合物改性保温板，其特征是所述的有机泡沫颗粒是石墨聚苯乙烯泡沫颗粒。4.根据权利要求1所述的地质聚合物改性保温板，其特征是所述的防水剂是硬脂酸钙。5.根据权利要求1所述的地质聚合物改性保温板，其特征是所述的防水剂是辛基三乙氧基硅烷或辛基三甲氧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凡卡，韩元璋，王怀宝，
申请(专利权)人：安徽扬采材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34