專利名稱：輕質(zhì)隔熱、高強(qiáng)、隔音、耐磨復(fù)合型墻體材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類用涂層玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料板與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合的輕質(zhì)墻體材料。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種以溶膠-凝膠工藝制備具有很高抗堿性能的涂層玻璃纖維，以這種涂層玻璃纖維增強(qiáng)的水泥，及該涂層玻璃纖維增強(qiáng)水泥和聚苯乙烯泡沫塑料通過(guò)膠粘劑粘結(jié)復(fù)合的墻體材料。
背景技術(shù)：
眾所周知，在日常生活中大量用于非承重的構(gòu)件的墻體材料通常采用一些木材、金屬合金或高分子聚合物材料如聚甲基丙烯酸甲酯、ABS塑料等。對(duì)木材而言，主要存在易燃、強(qiáng)度低且耐沖擊能力差的缺點(diǎn)；金屬合金雖不燃燒強(qiáng)度高，但成本過(guò)高；而高分子聚合物雖然能克服上述缺點(diǎn)，但強(qiáng)度低，不耐磨，有些在長(zhǎng)期使用過(guò)程中緩慢釋放的低分子物質(zhì)往往有毒，對(duì)人體造成一定的傷害，不符合現(xiàn)代綠色環(huán)保的要求。針對(duì)以上問(wèn)題，使得新型實(shí)用綠色環(huán)保的建筑墻體材料的研制越來(lái)越受到重視。
玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料(GRC)是以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，以水泥砂漿為基材的一種復(fù)合材料，是七十年代初開發(fā)的新型建筑材料，其制品克服和改善了水泥混凝土抗拉強(qiáng)度低、允許變形小、耐沖擊性能差的缺點(diǎn)，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，在建筑等許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，在普通波特蘭水泥中采用商用硅酸鹽玻璃纖維無(wú)論無(wú)堿、中堿或高堿玻璃纖維作為增強(qiáng)材料后，受水泥基體堿性介質(zhì)侵蝕作用后其強(qiáng)度大大降低，其中最常用的無(wú)堿玻璃纖維在接觸波特蘭水泥一年后原始強(qiáng)度喪失82～97％，GRC材料的耐久性存在問(wèn)題。
本專利人在90年代初開始成功地研制BaO-TiO2-SiO2三元系統(tǒng)涂層所奠定的基礎(chǔ)上，根據(jù)侵蝕機(jī)理又首次發(fā)展了CaO-BaO-TiO2-SiO2四元系統(tǒng)涂層，提出以適量CaO代替BaO的新思路，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)確證涂有一系列CaO-BaO-SiO2-TiO2等組成的涂層玻璃纖維表現(xiàn)出優(yōu)異的抗堿侵蝕性能，應(yīng)用涂層玻璃纖維增強(qiáng)后，GRC材料的力學(xué)性質(zhì)和耐久性獲得明顯的改善。
在成功研制具有良好力學(xué)性能和耐久性涂層玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料的基礎(chǔ)上，本發(fā)明通過(guò)將GRC材料和高分子聚合物材料相結(jié)合，得到一種集GRC材料和高分子聚合物材料的優(yōu)點(diǎn)于一身即輕質(zhì)、隔音、不燃燒、耐磨的優(yōu)質(zhì)復(fù)合型墻體材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明所述的墻體材料是由涂層玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料板與高分子聚合物板材經(jīng)膠粘劑復(fù)合而成。
所述玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料板以含BaO-SiO2-TiO2或CaO-BaO-SiO2-TiO2涂層玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料為佳，尤其以含CaO-BaO-SiO2-TiO2(其各組分摩爾百分含量為CaO 0-40％，BaO 10-40％，SiO210-60％，TiO210-50％)涂層玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料為最佳；所述高分子聚合物板材優(yōu)選聚苯乙烯泡沫塑料；所述膠粘劑優(yōu)選環(huán)氧樹脂膠粘劑或氯丁橡膠膠粘劑。
本發(fā)明所述墻體材料的制備方法以正硅酸乙酯(TEOS)、鈦酸丁酯(TBT)、醋酸鋇和醋酸鈣為主要原料，無(wú)水乙醇(EtOH)為溶劑，醋酸(AcOH)為化學(xué)添加劑，以溶膠-凝膠法配制不同CaO-BaO-TiO2-SiO2組成的浸涂液。用浸涂法對(duì)玻璃纖維進(jìn)行涂層。以水泥為基材，水灰比為0.20-0.40，涂層纖維加入量是2-4wt％，用機(jī)械或手糊法制備GRC材料。將兩塊GRC薄板兩面的粘結(jié)面均勻涂上環(huán)氧樹脂或氯丁橡膠膠粘劑，晾置5～10分鐘后，用GRC薄板夾住塑料薄板并壓緊，在10-50℃下5～6小時(shí)可得到本發(fā)明所述的墻體材料。
本發(fā)明所述墻體材料的最大優(yōu)點(diǎn)在于成本低，工藝簡(jiǎn)單，效果明顯，實(shí)用性很強(qiáng)且無(wú)污染，在輕質(zhì)、隔熱、隔音、不燃燒、加工和施工等方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性，表面可以噴涂各種有色美觀的涂料，沒(méi)有甲醛、苯、氨、氡等有害氣體逸出，有推廣應(yīng)用并轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的前景，因而是很有發(fā)展前途的新型輕質(zhì)復(fù)合墻體材料。
具體實(shí)施方法下面將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本專利作進(jìn)一步的說(shuō)明，但其并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1以正硅酸乙酯(TEOS)、鈦酸丁酯(TBT)、醋酸鋇和醋酸鈣為主要原料，無(wú)水乙醇(EtOH)為溶劑，醋酸(AcOH)為化學(xué)添加劑，以溶膠-凝膠法配制15CaO-15BaO-20SiO2-50TiO2組成的浸涂液。用浸涂法對(duì)玻璃纖維進(jìn)行涂層。以硅酸鹽水泥525為基材，水灰比為0.40，涂層纖維加入量是2wt％，纖維分兩次加入，用手糊法制備GRC薄板材料。將塑料薄板的兩面均勻涂上氯丁橡膠膠粘劑，晾置8分鐘，當(dāng)感到稍粘手時(shí)，用制備的兩塊GRC薄板夾住塑料薄板并壓緊，25℃下6小時(shí)即可粘牢。
所得到的復(fù)合型墻體材料與普通高分子聚合墻體材料相比，表觀密度僅為0.1300Kg/m3，重量明顯減輕；導(dǎo)熱系數(shù)為0.0310W/mK，隔熱效果好；隔音大于35dB；抗彎和耐壓強(qiáng)度也明顯提高，經(jīng)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)，在50℃水蒸氣中養(yǎng)護(hù)150天后(相當(dāng)于戶外標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)超過(guò)41年)，仍保持較高的強(qiáng)度。這無(wú)疑表明，該墻體材料是一種實(shí)用性很強(qiáng)且無(wú)污染的輕質(zhì)隔熱、高強(qiáng)、隔音、耐磨復(fù)合型墻體材料。
實(shí)施例2采用與實(shí)施例1相同的方法，但采用的玻璃纖維涂層為10CaO-20BaO-20SiO2-50TiO2組成的浸涂液。采用的膠粘劑為環(huán)氧樹脂膠粘劑。
所得到的復(fù)合型墻體材料與普通高分子聚合墻體材料相比，表觀密度僅為0.1354Kg/m3，重量明顯減輕；導(dǎo)熱系數(shù)為0.045W/mK，隔熱效果好；隔音大于35dB；抗彎和耐壓強(qiáng)度也明顯提高，經(jīng)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)，在50℃水蒸氣中養(yǎng)護(hù)150天后(相當(dāng)于戶外標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)超過(guò)41年)，仍保持較高的強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種輕質(zhì)隔熱、高強(qiáng)、隔音、耐磨復(fù)合型墻體材料，其特征是，所述的墻體材料是由涂層玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料板與高分子聚合物板材經(jīng)膠粘劑復(fù)合而成。
2.如權(quán)利1所述的墻體材料，其特征是，其中所述玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料為CaO-BaO-SiO2-TiO2系統(tǒng)涂層玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料，涂層的摩爾百分含量為CaO 0～40％BaO 10～40％SiO210～60％TiO210～50％
3.如權(quán)利1所述的墻體材料，其特征是，其中所述高分子聚合物板材為聚苯乙烯泡沫塑料。
4.如權(quán)利1所述的墻體材料，其特征是，其中所述膠粘劑為環(huán)氧樹脂膠粘劑或氯丁橡膠膠粘劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一類用涂層玻璃纖維增強(qiáng)水泥板材與聚苯乙烯泡沫塑料板材并應(yīng)用適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑復(fù)合的墻體材料。涂層玻璃纖維增強(qiáng)水泥是一種用以獨(dú)特的溶膠－凝膠工藝制備具有很高抗堿性能的涂層玻璃纖維增強(qiáng)的水泥,纖維表面主要為一系列CaO－BaO－SiO
文檔編號(hào)E04C2/26GK1370901SQ0211096
公開日2002年9月25日 申請(qǐng)日期2002年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月7日
發(fā)明者程繼健, 梁文, 周賽玉, 胡英杰 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)