矿物纤维增强环保建筑板材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及绿色建筑设计技术领域，尤其涉及一种节能环保建筑板材与绿色建材的制造技术。本发明专利技术采用复合热压成型技术，由矿物纤维、氢氧化镁、磷酸、膨胀珍珠岩、异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、酚醛树脂、环氧树脂、增塑剂、六亚甲基四胺、聚氨酯制备的复合材料导热系数低，节能降噪效果明显，成为全社会建筑总能耗达标的基础保障。采用价廉易得的矿物纤维来增强建筑板材的力学性能，抗压强度、抗折强度提高了10

【技术实现步骤摘要】
矿物纤维增强环保建筑板材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及绿色建筑设计
，尤其涉及一种节能环保建筑板材与绿色建材的制造技术。

技术介绍

[0002]建筑是现代文明的标志，绿色建材对于城市居住环境的水气平衡、空气净化、生态平衡、自然生态循环有着十分重要的作用，建筑板材作为常见的建筑材料，其性能直接影响着建筑质量，综合性能优异的建筑板材是建筑质量的重要要求与保证。有机保温材料的导热系数小，保温效果良好，但其易燃烧，一旦发生火灾，会加快火焰蔓延，而且有大量有毒气体排出。另外，有机保温材料不耐老化、变形系数大、力学强度低。陶瓷板材具有隔热、保温、隔声、防火、防潮、轻质等性能，广泛应用于建筑领域及隔热保温领域，如CN 110590332公开了一种环保型保温装饰发泡陶瓷板，CN 107459338公开了一种废弃陶瓷基建筑外墙用保温发泡材料的制备方法，但其烧制温度高，均在1000℃以上，能源消耗大；而且成孔率低，高温烧结带来内部孔隙的连通性也会导致吸水率增加、冻融循环等弊端，进而降低保温和耐冲击性能。
[0003]因此，有必要开发一种阻燃性好，保温、隔音、耐候、机械力学等综合性能佳的环保建筑板材，以优异的环保性、耐用性和阻燃性能来满足市场需求。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是有机保温材料易燃烧，力学强度低的技术缺陷；以及陶板烧制能耗大，吸水率和冻融循环方面的不足。本专利技术建筑板材阻燃性能好，综合性能佳，诸如力学性能、耐候性、环保性、耐用性、保温性等均稳定且优异。同时，本专利技术还提供了所述环保建筑板材的制备方法，该制备方法简单，操作方便，生产周期短，适合连续规模化生产，具有较高的经济价值、社会价值和生态价值。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种矿物纤维增强环保建筑板材，包括按质量份计的如下原料制成：矿物纤维8
‑
48份、氢氧化镁5
‑
8份、磷酸1
‑
2份、膨胀珍珠岩5
‑
6份、异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷1
‑
3份、酚醛树脂14
‑
25份、环氧树脂14
‑
25份、增塑剂4
‑
6份、六亚甲基四胺6
‑
8份、聚氨酯6
‑
8份。
[0007]上述技术方案中，进一步地，包括按质量份计的如下原料制成：矿物纤维24份、氢氧化镁7份、磷酸2份、膨胀珍珠岩6份、异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷2份、酚醛树脂20份、环氧树脂20份、增塑剂5份、六亚甲基四胺7份、聚氨酯7份。
[0008]所述方法包括如下步骤：
[0009]S1、取矿物纤维8
‑
48份、氢氧化镁5
‑
8份、磷酸1
‑
2份研磨捏合30
‑
45min。
[0010]上述技术方案中，进一步地，所述矿物纤维为硅灰石纤维、海泡石纤维、凹凸棒石纤维、坡缕石纤维中的至少2种。
[0011]上述技术方案中，进一步地，所述矿物纤维的直径为300
‑
500nm，长径比为(15
‑
50):1；所述矿物纤维的直径优选为300
‑
400nm，长径比优选为(15
‑
20):1；更为优选地，所述矿物纤维海泡石纤维的直径为400
‑
500nm，长径比为(35
‑
50):1。矿物纤维直径远远低于一切有机纤维和金属纤维，能耐较高温度，由微纳米级纤维形成的微细管状间隙，可封闭大量静止空气，具有较低的导热系数，是优质绝热材料，具有绝热、过滤、吸音等方面的性能优势。
[0012]由于矿物纤维独特的层链状结构和孔道结构，具有良好的吸附性能和离子交换能力，在活化助剂磷酸参与反应的条件下，通过研磨机械力以及脱羟基作用实现牢固的化学键合，从而使矿物纤维与微纳米氢氧化镁粒子形成具有阻燃性的复合颗粒。
[0013]上述技术方案中，进一步地，所述氢氧化镁中的Mg(OH)2质量含量大于95％，粒度D
50
为200
‑
300nm；优选地，Mg(OH)2质量含量为98％，粒度D
50
为200
‑
250nm。氢氧化镁在阻燃过程中，形成的聚合物碳化层能够有效抑制燃烧；分解后的产物氧化镁同为耐高温物质，覆盖于高聚物表面能够大幅提高隔绝空气的效率，起到进一步阻止燃烧的作用。氢氧化镁的分解温度高，质地柔软、粒度细小，适合聚合物的加工要求。
[0014]S2、取膨胀珍珠岩5
‑
6份、异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷1
‑
3份加入到步骤S1的物料中，混合10
‑
15min，并加热至105
‑
235℃。
[0015]上述技术方案中，进一步地，所述膨胀珍珠岩的堆积密度为100
‑
200kg/m3，优选为150kg/m3。其具有良好的保温效能和超强的稳定性能，适合应用于作为保温隔热的建筑材料。
[0016]异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷分子中含有两种不同的活性基因：异氰酸酯和乙氧基，用来偶联有机分子和无机材料，增强其粘结性，提高制品的机械、电气、耐水、抗老化等性能。
[0017]S3、取酚醛树脂14
‑
25份和环氧树脂14
‑
25份加入到步骤S2已加热的物料中，并搅拌10
‑
20min，使树脂在无机物料颗粒表面均匀覆膜。
[0018]酚醛树脂具有良好的阻燃性和低烟雾性，在火中不燃烧，不熔化，无滴落物，而且毒性气体很少。
[0019]环氧树脂是分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称，由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，从而使环氧树脂具有优良的物理、机械、电绝缘性能以及与各种材料的粘接性能。
[0020]S4、取增塑剂4
‑
6份加入到步骤S3的物料中并搅拌2
‑
3min。所述增塑剂为邻苯型二甲酸酯或脂肪族二元酸酯。
[0021]加入增塑剂的目的在于减弱树脂分子间的次价键，增加树脂分子键的移动性，降低树脂分子的结晶性，从而改善树脂性能，降低其脆性，增加机械性能。
[0022]S5、取六亚甲基四胺6
‑
8份和聚氨酯6
‑
8份加入到步骤S4的物料中并搅拌5
‑
8min。
[0023]加入固化剂并搅拌使包覆在无机颗粒表面的树脂固化，通过开环加成聚合和交联反应形成具有三维网络结构的巨大分子，从而具有强度。
[0024]上述技术方案中，进一步地，所述磷酸的浓度为0.5mol/L。
[0025]上述技术方案中，进一步地，所述增塑剂为邻苯型二甲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿物纤维增强环保建筑板材，其特征在于：包括按质量份计的如下原料制成：矿物纤维8
‑
48份、氢氧化镁5
‑
8份、磷酸1
‑
2份、膨胀珍珠岩5
‑
6份、异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷1
‑
3份、酚醛树脂14
‑
25份、环氧树脂14
‑
25份、增塑剂4
‑
6份、六亚甲基四胺6
‑
8份、聚氨酯6
‑
8份。2.一种矿物纤维增强环保建筑板材，其特征在于：包括按质量份计的如下原料制成：矿物纤维24份、氢氧化镁7份、磷酸2份、膨胀珍珠岩6份、异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷2份、酚醛树脂20份、环氧树脂20份、增塑剂5份、六亚甲基四胺7份、聚氨酯7份。3.根据权利要求1所述的一种矿物纤维增强环保建筑板材，其特征在于：所述矿物纤维为硅灰石纤维、海泡石纤维、凹凸棒石纤维、坡缕石纤维中的至少2种。4.根据权利要求1所述的一种矿物纤维增强环保建筑板材，其特征在于：所述矿物纤维的直径为300
‑
500nm，长径比为(15
‑
50):1。5.根据权利要求1所述的一种矿物纤维增强环保建筑板材，其特征在于：所述氢氧化镁中Mg(OH)2质量含量大于95％，粒度D
50
为200...

【专利技术属性】
技术研发人员：张续坤，王文权，张延大，
申请(专利权)人：大连环球矿产股份有限公司，
类型：发明
国别省市：