專利名稱：鋁鎂硅酸鹽防水保溫材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種環(huán)保、輕質(zhì)、防水的無機保溫材料，特別涉及到一種物理性能、環(huán)保、成本均滿足建筑設(shè)計、施工，使用要求的；以海泡石、膨脹珍珠巖為保溫組份，以稻殼灰、水玻璃、粘合劑為強度組份，以膨潤土、硅鎂粉、防水劑為防水基料的防水組份，經(jīng)機械力化學改性，膠囊化改性，表面化學改性，物理反應工藝，制成膏狀體，或經(jīng)真空吸濾成型，再經(jīng)烘制，加工成板材、管殼等，符合國家建筑節(jié)能要求的新型保溫材料。
2、背景技術(shù)在現(xiàn)技術(shù)的保溫材料中，單一產(chǎn)品具備的綜合性能的比率難以滿足設(shè)計、施工、使用的要求。比如無機多孔材料強度高，導熱系數(shù)小，不燃燒，但吸水率較大。有機多孔材料導熱系數(shù)低，吸水率小，但耐熱性差，強度低，其它的保溫材料也不同程度的存在著保溫性能差，吸水率高的缺點，下面的引證文件，雖然沒有直觀的反應出這些存在的問題，但是，也可以間接地看出眾所周知的所在。又如在國家規(guī)定的標準中聚苯乙烯泡沫板的耐燃性及強度，就不能要求與硅酸鈣、珍珠巖制品一樣。反過來硅酸鈣、珍珠巖制品的吸水率就不能要求和聚苯乙烯泡沫板一樣。目前國內(nèi)對粉煤類進行了大量的研究和利用，而對稻殼灰這個不可忽視的綠色原料，并沒有提到有價值的地位上得以重視。實際上稻殼灰sio2的含量僅次于粉煤灰＞40％以上，按我國年產(chǎn)水稻1.5億噸推算，每年就有2,250萬噸的稻殼被遺棄。按稻殼的燒失量為60％計算，每年可產(chǎn)出900萬噸稻殼灰的資源可供利用。按保溫材料的用量0.03t/m3，可供30,000萬m3保溫材料使用。而稻殼60％的部分燃燒產(chǎn)生的熱能，利用到生產(chǎn)、生活中去，又是一筆可觀的能源。以下針對本發(fā)明技術(shù)(以下簡稱新技術(shù))需要解決的幾個問題來引證幾個文件供參考。
1998年6月，由中國標準出版社出版的王巧云、李金平老師編著的《絕熱(保溫)材料與應用工程標準匯編》中的“膨脹珍珠巖制品”，“硅酸鈣制品”，“聚苯乙烯泡沫板”。
2000年10月，由廣東科技出版社出版《建筑材料試驗計算手冊》中的“水泥膨脹珍珠巖”，“水玻璃膨脹珍珠巖”。
2002年1由中國建材工業(yè)出版社出版的《墻材革新與建筑節(jié)能》雜志，第1期39頁，“輕質(zhì)陶?；炷疗鰤K，非承重填充墻的施工應用”。
2002年，由中國建材工作出版社出版的《墻材革新與建筑節(jié)能》雜志，第4期35頁，“秸桿鎂質(zhì)水泥輕質(zhì)條板的生產(chǎn)及應用”。
以上文件里的物理性能沒有明確標準的，基本是產(chǎn)品應該加以完善的地方。
3發(fā)明的內(nèi)容3.1需要解決的技術(shù)問題3.1.1提高產(chǎn)品綜合性能的比率3.1.2降低原技術(shù)產(chǎn)品“鋁鎂硅酸鹽復合保溫材料”(以下簡稱原技術(shù))的吸水率、收縮值。
3.1.3稻殼的利用。
3.2技術(shù)方案3.2.1在新技術(shù)的配方中，設(shè)計的強度組份，保溫組份，防水基料的防水組份；在工藝上采用了粉體表面處理技術(shù)的機械力化學改性工藝，表面化學改性工藝，膠囊化改性工藝，物理反應工藝，以及稻殼灰的利用，提高了新技術(shù)綜合性能的比率，(2001)量認(黑)字(R1182)號檢驗報告對原技術(shù)的產(chǎn)品測試結(jié)果(見文件1)導熱系數(shù)≤0.06W/(m·k)，干燥容重≤170kg/m3，粘附強度≥0.15Mpa，抗壓強度≥0.4Mpa，抗拉強度≥0.4Mpa，含水率≤1.6％，燃燒性A級，體積吸水率≤33％，收縮值≤1.21％。此檢測結(jié)果反應出原技術(shù)吸水率、收縮值較大的缺點。新技術(shù)在原技術(shù)的配方和工藝上進行了調(diào)整和完善，使吸水率＜10％，收縮值＜0.8％，這兩項性能雖然沒有進行測試，但從理論上認為，是必然產(chǎn)生的結(jié)果(見本方案3.2.2、5.1.1)。
3.2.2新技術(shù)進步的措施3.2.2.1磨細水玻璃代替了石英砂。
3.2.2.2將原技術(shù)中吸水率較大的稻殼灰、膨脹珍珠巖進行了機械力化學改性，膠囊化改性工藝，在顆粒表面用水玻璃、硬脂酸雙層包覆和膠囊化處理，使其含水率＜0.2％，增水率＞98％，解決了內(nèi)部憎水的問題。這一技術(shù)對產(chǎn)品的其它性能，如吸水率、收縮值、溶重、導熱系數(shù)、強度也起到了促進作用。
3.2.2.3對原技術(shù)配方中的膨潤土，進行了親有機的化學改性，增強了與防水劑的相溶性，提高了外防水效果。
3.2.2.4新技術(shù)在工藝上省去了蒸壓工藝，增加了真空吸濾工藝提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
3.3有益效果3.3.1新技術(shù)所采用的技術(shù)方案明顯的提高了產(chǎn)品綜合性能的比率，既有無機保溫材料強度高、不然燒的特點，又具備了有機保溫材料保溫性能好，吸水率低，收縮值小，抗凍融耐腐蝕的性能。由于工藝方法的改進，稻殼灰的利用，降低了生產(chǎn)成本，新技術(shù)的原料符合環(huán)保要求，無論在生產(chǎn)上還是在生活中使用，都不會造成污染。
3.3.2新技術(shù)增設(shè)的內(nèi)憎外防的防水體系，明顯的降低了產(chǎn)品的吸水率、收縮值，對產(chǎn)品的其它物理性能也起到了促進作用。
3.3.3新技術(shù)的環(huán)保性新技術(shù)優(yōu)選的原材料本著無毒、無污染、無輻射的原則。主要原料泡石、硅鎂粉據(jù)浙江省加誠非金屬礦業(yè)有限公司的產(chǎn)品說明書介紹，海泡石、硅鎂粉、有濾毒、抗腐蝕、防輻射的功能。稻殼灰、膨潤土、珍珠巖、水玻璃、聚乙烯醇、再分散乳膠粉，都是無毒、無輻射、無污染的物質(zhì)，其它助劑高溫粘結(jié)劑、隱泡劑、催化劑、尿素、2-甲基2-氫化牛脂氯化銨、碳酸丙烯脂、硅樹脂、硬脂酸、泡沫劑、防水劑都不含苯、酚、醛、烷類有毒化學成份。以上的原料，充分體現(xiàn)了新技術(shù)的環(huán)保性。
3.3.4新技術(shù)利用稻殼灰做原料符合國家節(jié)能的要求，稻殼燃燒的熱能可以滿足新技術(shù)生產(chǎn)及取暖的使用，余灰做新技術(shù)的原料，節(jié)約了大量的用電、用煤，降低生產(chǎn)費用15％左右。
3.3.5新技術(shù)的產(chǎn)品與水泥、磚、石的面體有較強的親合力，無需用價格比較昂貴的站合劑進行粘接，便于做保護層。


圖1水對毛細管潤濕狀態(tài)圖2說明如下圖中a.保溫組份b.強度組份c.防水組份1. 2-甲基2-氫化牛脂氯化銨2.哽脂酸3.硅樹脂4.自制泡沫劑5.防水劑6.可再分散乳膠粉7.改性聚乙烯醇8.高溫粘合劑9.隱泡劑10.催化劑11.尿素12.碳酸丙烯脂13.細化水玻璃具體實施方式
5.1基本原理5.1.1為了解決原技術(shù)吸水率大的缺點，根據(jù)界面化學原理中的粉體表面處理技術(shù)，對稻殼灰、膨脹珍珠巖進行機械力化學改性，膠囊化改性，使其變成憎水表面的顆粒，這些顆粒間的孔隙，相當一個個憎水壁的毛細管，根據(jù)表面化學的潤濕理論，液體不能潤濕管壁，毛細管內(nèi)的液體呈凸面(如圖1)，θ＞90°cosθ＜0，h為負值，即凸面下方液體的壓力比同一高度具有平面液體中的壓力高，管內(nèi)的液體反而下降，液體不能進入毛細管內(nèi)，形成了憎水性毛細管?！稛o機精細化工工藝學》25-29頁，張紹、彭少方、劉棟呂著，北京化學工業(yè)出版社，2002年6月出版。
5.1.2根據(jù)(美)焦可伯編著的由上?？茖W文獻出版社2000年出版的《涂料助劑大全》1-2頁所述理論，“澎潤土和水輝石粘土的另一個特性是在粘土片狀邊緣上存在羥基，這是這些粘土具有流變性的根源……為了使綠土具有親有機的特性而進行的尋找適宜的改性劑的研究工作?！@一研究工作的高潮是選擇季銨作為膨潤土的改性劑使之親有機”。新技術(shù)，根據(jù)這個理論而進行了膨潤土親有機的改性工藝，使其與新技術(shù)中的防水劑相溶合。依據(jù)以上的兩個理論設(shè)計了內(nèi)憎外防的防水體系，來降低原技術(shù)產(chǎn)品的吸水率及收縮值。
5.2新技術(shù)的配比5.2.1改性稻殼灰SiO2＞40％，燒失量＜5％，細度4900目，篩余量＜5％，含水量＜0.2％，憎水率＞98％，占總質(zhì)量3％。
5.2.2杜拉纖維占總質(zhì)量0.1％。
5.2.3再分散乳膠粉占總質(zhì)量0.3％。
5.2.4改性聚乙烯醇占總質(zhì)量2％。
5.2.5細化水玻璃占總質(zhì)量2％。
5.2.6海泡石SiO2＞40％，Mg2O＞21％，CaO＞15％，遮蓋力＞170g/m2，粘度＞30，占總質(zhì)量2％。
5.2.7改性膨脹珍珠巖密度80kg/m3，含水率＜0.2％，憎水率＞98％，占總質(zhì)量3％。
5.2.8自制泡沫劑占總質(zhì)量1％。
5.2.9有機膨潤土(或有機膨潤土)Mg2O＞30％，Al2O＞21％，細度6000目，篩余量＜5％，占總質(zhì)量2％。
5.2.10碳酸丙稀脂占總質(zhì)量0.7％。
5.2.11硅鎂粉SiO2＞46％，Mg2＞32％，CaO＞10％，細度6000目，篩余量＜5％，占總質(zhì)量0.6％。
5.2.12防水劑占總質(zhì)量04.％。
5.2.13 2-甲基2-氫化牛脂氯化銨占總質(zhì)量(適量)。
5.2.14高溫粘合劑占總質(zhì)量0.2％。
5.2.15穩(wěn)泡劑占總質(zhì)量0.05％。
5.2.16催化劑占總質(zhì)量0.05％。
5.2.17尿素占總質(zhì)量0.05％。
5.2.18硬脂酸占總質(zhì)量0.2％。
5.2.19硅樹脂占總質(zhì)量0.2％。
5.2.20水∶料＝4∶1(包括其它組份含水的質(zhì)量)。
5.3制做方法5.3.1機械磨細5.3.1.1稻殼灰細度4900目，篩余量5％。
5.3.1.2硅鎂粉細度6000目，篩余量5％。
5.3.1.3膨潤土細度6000目，篩余量5％。
5.3.2膠囊化改性5.3.2.1稻殼灰按稻殼灰∶水玻璃∶硬脂酸＝90∶6∶4的比例，將稻殼灰投入復合式熱力滾筒，風溫升250℃。轉(zhuǎn)數(shù)350-500r/min，將含水率降至0.2％，降溫160℃將水玻璃噴入攪拌10-15min，投入硬脂酸，攪拌5-10min，降溫至環(huán)境溫度輸入料倉待用。
5.3.2.2膨脹珍珠巖按珍珠巖∶硅樹脂＝96∶4的比例，方法同稻殼灰，將包膜的珍珠巖入倉待用。
5.3.3.1膨潤土親有機改性將2-甲基2-氫化牛脂氯化銨，按比例與膨潤土混合攪拌，經(jīng)水洗入池沉淀，除去氯化鈉待用。
5.3.4制做防水基料5.3.4.1將溶濟，防水劑投入高速分散機，淹沒葉片，低速攪拌。
5.3.4.2將有機膨潤土投入攪拌。
5.3.4.3將極性活化劑碳酸丙烯脂投入，提高轉(zhuǎn)數(shù)，高速分散。
5.3.4.4投入細化水玻璃5.3.4.5投入硅鎂粉，成懸浮體待用。
5.3.5制漿5.3.5.1按水∶料＝4∶1的比例(水的總質(zhì)量含其它組份的含水質(zhì)量)，將水投入攪拌機。
5.3.5.2投入泡沫劑攪攔，轉(zhuǎn)數(shù)55-65r/min5.3.5.3投入發(fā)制的海泡石攪拌。
5.3.5.4投入杜拉纖維。轉(zhuǎn)數(shù)75-115r/min，制泡抹槳(注意不要起大泡)20-30min。
5.3.6拌合5.3.6.1將泡沫槳輸入反應攪拌機。
5.3.6.2投入改性稻殼灰，改性膨脹珍珠巖，轉(zhuǎn)數(shù)50-60r/min5.3.6.3投入防水基料5.3.6.4投入細化水玻璃5.3.6.5投入聚乙烯醇5.3.6.6投入可再分散乳膠粉5.3.6.7投入高溫粘合劑5.3.6.8投入隱泡劑5.3.6.9投入尿素5.3.6.10投入催化劑、待膏體反應完畢，進入成型機或膏體質(zhì)檢包裝、入庫。
5.3.7成型將膏體布入匹模，真空濾水，匹體含水率至10％時切割，出機進窯烘干(自動烘干窯)。
5.3.8質(zhì)檢將合格品運入包裝車間，不合格運入加工車間。
5.3.9加工將不合格修正，加工運入包裝車間，碎料粉碎，轉(zhuǎn)入包膜機，包膜后返回配間配用。(占稻殼灰的質(zhì)量份數(shù))。
5.3.10包裝將一次合格品按要求包裝入庫，二次合格品另外包裝入庫。
5.3.11入庫一次成品，二次成品分別保管，嚴格按要求擺放，待出庫。
權(quán)利要求
1.一種以海泡石、膨脹珍珠為保溫組份，以稻殼灰、水玻璃、粘合劑為強度組份，以防水基料為防水組份，經(jīng)機械力化學改性，膠囊化改性，表面化學改性，物理反應工藝，制成膏狀體，或經(jīng)真空吸濾成型，再經(jīng)烘制、加工成板材、管殼的環(huán)保、輕質(zhì)、防水的無機保溫材料的產(chǎn)品及制做方法。
2.據(jù)據(jù)權(quán)力要求1所述的降低產(chǎn)品吸水率的內(nèi)憎(水)外防(水)的技術(shù)，其特征a是將產(chǎn)品內(nèi)部吸水率較大的原料采用膠囊化改性，產(chǎn)生憎水功能的內(nèi)憎(水)技術(shù)(5.3.2)。其特征b是采用防水基料(5.3.4)包覆產(chǎn)品內(nèi)部的氣孔和毛細管的外防(水)技術(shù)。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述，機械力化學改性(5.3.1)，其特征是稻殼灰經(jīng)機械磨細，改變了表面荷電性質(zhì)，增加與水玻璃的吸附性，進行的水玻璃涂覆技術(shù)。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述，膠囊化改性(5.3.2)，其特征是采用硬質(zhì)酸，硅樹脂(也包含硅類憎水劑)，對稻殼灰、膨脹珍珠巖(也包含其它無機礦物顆粒)，采用的膠囊化改性憎水技術(shù)。
5.根據(jù)權(quán)力要求1所述，其特征是以稻殼灰為原材料的保溫材料。
全文摘要
鋁鎂硅酸鹽防水保溫材料，是一種環(huán)保、輕質(zhì)、防水的無機保溫材料，物理性能、環(huán)保、成本均滿足建筑設(shè)計、施工、使用要求的；以海包石、膨脹珍珠巖為保溫組份，以稻殼灰、水玻璃、粘合劑為強度組份，以防水基料為防水組份，經(jīng)機械力化學改性，膠囊化改性，表面化學改性，物理反應工藝，制成膏狀體，或經(jīng)真空吸濾成型，再經(jīng)烘制、加工成工成板材，管殼等。符合國家建筑節(jié)能要求的新型保溫材料。
文檔編號C04B18/04GK1616378SQ0313261
公開日2005年5月18日 申請日期2003年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月11日
發(fā)明者吳禹和 申請人:吳禹和