專利名稱：一種耐水性蛭石保溫板材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐水性蛭石保溫板材及其制備方法，該產(chǎn)品主要應(yīng)用于管道、房 屋及地下室頂層、油庫等保溫隔熱層及保溫防水層。
背景技術(shù)：
蛭石是一種層狀結(jié)構(gòu)的含鎂的水鋁硅酸鹽次生變質(zhì)礦物，外形似云母，通常由黑 (金)云母經(jīng)熱液蝕變作用或風(fēng)化而成，具有1200°C不燃、無煙、無毒、無味等優(yōu)點，耐火極 限高達4小時以上，被公認(rèn)為最好的防火隔熱材料之一。蛭石受熱時失水膨脹，體積可迅速 增大8 15倍，最高可達30倍。膨脹蛭石具有防火、質(zhì)輕、吸音、抗菌、導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)點， 是一種優(yōu)良的保溫材料。膨脹蛭石具有很強的吸濕性，可吸附自身重量5 10倍的水分，因此膨脹蛭石制 成的保溫制品存在吸水率大的問題，在潮濕環(huán)境中使用一段時間后，由于吸附了很多水分， 結(jié)構(gòu)變得松散，脆性變大，失去了原有的強度和保溫隔熱能力，甚至出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，嚴(yán)重影 響到蛭石保溫制品的推廣和使用。因此，制備出低吸水率的膨脹蛭石保溫制品，具有很強的 現(xiàn)實意義和使用價值。發(fā)明專利“一種輕質(zhì)絕熱板及其制造方法(CN101367636A) ”介紹了一種輕質(zhì) 絕熱板，以10-80Wt%的鎂橄欖石和20-90Wt%的膨脹蛭石為原料，混碾Ι-aiiin ；再外加 上述混合料5-20Wt%的無機結(jié)合劑，混碾3-5min ；出料后，困料2- 小時，成型，最后在 100-600°C條件下恒溫干燥。其中無機結(jié)合劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、硫酸鎂、硫酸鋁、 磷酸二氫鈉、磷酸、磷酸鎂水泥中的一種或幾種混合物溶液，成型采用液壓成型。產(chǎn)品常溫 強度10-20MPa，體積密度1. 0-1. 5g/cm3，干燥后氣孔率40-60%。該發(fā)明產(chǎn)品，體積密度大， 不能滿足建筑材料輕質(zhì)化的要求；成型中，先要困料2-M小時，然后還要100-600°C條件下 恒溫干燥，工藝繁瑣，周期長。發(fā)明專利“蛭石復(fù)合注壓型材料(CN1966452A)，，以膨脹蛭石為主要原料(80% )， 加入玻璃纖維短絲5%，合成膠(熱固性樹脂)14%，固化劑1%，在模具中擠壓而成或連續(xù) 滾壓加溫成型。產(chǎn)品外觀、比重、加工工藝、堅固程度都與木材相似，放在火中不易燃燒，放 水中48小時不滲透、不變形。該發(fā)明以樹脂為唯一膠黏劑，溫度高時，難以發(fā)揮膠黏作用， 一旦失去粘結(jié)性，整個材料會坍縮。其他發(fā)明專利，如“蛭石保溫防火裝飾板(CN1149011A) ”公開的技術(shù)中采用反復(fù)的 升壓-保壓-卸壓過程，生產(chǎn)過程過于繁雜?！耙环N納米二氧化硅與膨脹蛭石的復(fù)合板材及 其制造方法(CN1015M791A) ”沒有提及膨脹蛭石制品使用過程中一個很重要的指標(biāo)一吸水率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種耐水性蛭石保溫板材及其制備方法，該保溫板材是 由無機膠黏劑、有機改性劑、固化促進劑、膨脹蛭石，采用將無機膠黏劑、有機改性劑、固化促進劑在高速攪拌分散機中進行混合，再將膨脹蛭石與混合料在密閉的攪拌器中混合均 勻，裝入模具中，熱壓成型，脫模，再經(jīng)修邊處理制成。本發(fā)明在傳統(tǒng)無機膠黏劑水玻璃的基 礎(chǔ)上添加硅丙樹脂，制備得到有機-無機復(fù)合膠黏劑，二者形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)合熱壓過 程可以大大提高蛭石制品的耐水性、強度、可加工性、耐候性等性能。該保溫板材既克服有 機隔熱蛭石保溫板材防火性差、易燃的缺陷，同時也能解決傳統(tǒng)無機水玻璃蛭石制品及水 泥蛭石制品耐水性、可加工性、導(dǎo)熱系數(shù)等綜合性能較差的問題。本發(fā)明所述的一種耐水性蛭石保溫板材，該保溫板材是由按重量百分比，無機膠 黏劑為鈉型或者鉀型水玻璃35-50%、有機改性劑為硅丙樹脂9-15%、固化促進劑為氟硅 酸鈉或氟硅酸鉀1_5%、膨脹蛭石40-45%制成。所述的一種耐水性蛭石保溫板材的制備方法，按下列步驟進行a、選用粒徑為0. 7-4mm的天然蛭石碎片，于溫度850_900°C加熱膨化，過孔徑為 Imm的篩子，得到松散堆積密度為90-130kg/m3的膨脹蛭石；b、按重量百分比將無機膠黏劑為鈉型或鉀型水玻璃35-50%、有機改性劑為硅丙 樹脂9-15%、固化促進劑為氟硅酸鈉或氟硅酸鉀1-5%使用高速攪拌分散機進行混合；C、將步驟a處理后的膨脹蛭石40-45%與步驟b的混合料在密閉的攪拌器中混合 均勻，裝入模具中，裝料高度高于模具四周，刮平，然后熱壓成型，熱壓溫度為120-180°C，壓 力為0. 1-0. 5MPa，保壓時間為90-180分鐘，脫模，再經(jīng)修邊處理即可得到耐水性蛭石保溫 板材。步驟b的無機膠黏劑鈉型或者鉀型水玻璃固含量為30-40%，模數(shù)為3. 0-4. 0。步驟b的有機改性劑硅丙樹脂為按常規(guī)方法經(jīng)有機硅改性的耐高溫?zé)峁绦詷渲?固含量為50%。本發(fā)明所述的一種耐水性蛭石保溫板材，該保溫板材所使用的原料中水玻璃因其 低廉的價格和優(yōu)異的耐高溫性能作為無機膠黏劑被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。固化促進劑(如 氟硅酸鉀)呈弱酸性，與水玻璃混合后，可以促進水玻璃固化，加速生成具有高交聯(lián)度硅氧 四面體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的硅酸凝膠，熱壓過程中隨著保溫保壓時間的延長，硅酸凝膠交聯(lián)度不斷 增加，水分不斷排出，最終形成強度高、韌性好的硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)。硅丙樹脂是有機硅氧烷 改性丙烯酸酯的產(chǎn)物(市售產(chǎn)品)，具有耐受溫度高、粘結(jié)強度大、防水性能好等優(yōu)點，固化 后具有優(yōu)異的耐水性和耐候性。采用水玻璃與硅丙樹脂組成的有機-無機復(fù)合體系為膠黏 劑，可結(jié)合水玻璃的耐高溫性能和硅丙樹脂優(yōu)異的耐水性，并且二者之間可形成互穿網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)，使粘結(jié)強度大大提高，從而提高最終的蛭石制品的耐水性、強度、耐候性、可加工性等 綜合性能。本發(fā)明所述的壓縮率為被壓縮體積的百分率。本發(fā)明所述的一種耐水性蛭石保溫板材經(jīng)檢測，其各項性能為抗壓強度2.0-6.OMPa ；抗拉強度1.0-2. OMPa ；容重550-750Kg/m3；導(dǎo)熱系數(shù)(35"C) 0. 07-0. 10w/m · k ；吸水率(GB5486-2008)5-15% ；(250小時)30-45 %，干燥后強度幾乎不變；防火性B1級；
可加工性可釘、可鋸、可刨。
具體實施例方式實施例1 a、選用粒徑為0. 7-2mm的天然蛭石碎片，于溫度850°C加熱膨化，過孔徑為Imm的 篩子，得到松散堆積密度為130kg/m3的膨脹蛭石；b、按重量百分比將無機膠黏劑為鈉型水玻璃35% (固含量為30%，模數(shù)為3. 0)、 有機改性劑為硅丙樹脂15% (固含量為50% )、固化促進劑為氟硅酸鈉5%使用高速攪拌 分散機進行混合；C、將步驟a處理后的膨脹蛭石45%與步驟b的混合料在密閉的攪拌器中混合均 勻，裝入模具中，裝料前模具底層鋪一層聚四氟乙烯薄膜，刮平后再加鋪一層聚四氟乙烯薄 膜，以便于脫模，裝料高度高于模具四周，刮平，然后熱壓成型，壓縮率為73 %，熱壓溫度為 120°C，壓力為0. 3MPa，保壓時間為120分鐘，脫模，再經(jīng)修邊處理即可得到耐水性蛭石保溫 板材。通過該方法獲得的耐水性蛭石保溫板材其性能為抗壓強度4.2MPa ；抗拉強度1.4MPa;容重700kg/m3；導(dǎo)熱系數(shù)(350C) 0. 082w/m · k ；吸水率(GB5486-2008)10% ；(250 小時)40%;防火性B1級；可加工性可釘、可鋸、可刨。實施例2 a、選用粒徑為1. 4-4mm的天然蛭石碎片，于溫度880°C加熱膨化，過孔徑為Imm的 篩子，得到松散堆積密度為100kg/m3的膨脹蛭石；b、按重量百分比將無機膠黏劑為鉀型水玻璃50% (固含量為35%，模數(shù)為3. 3)、 有機改性劑為硅丙樹脂9% (固含量為50% )、固化促進劑為氟硅酸鉀使用高速攪拌分 散機進行混合；C、將步驟a處理后的膨脹蛭石40%與步驟b的混合料在密閉的攪拌器中混合均 勻，裝入模具中，裝料前模具底層鋪一層聚四氟乙烯薄膜，刮平后再加鋪一層聚四氟乙烯薄 膜，以便于脫模，裝料高度高于模具四周，刮平，然后熱壓成型，壓縮率為71 %，熱壓溫度為 150°C，壓力為0. 2MPa，保壓時間為150分鐘，脫模，再經(jīng)修邊處理即可得到耐水性蛭石保溫 板材。通過該方法獲得的耐水性蛭石保溫板材其性能為抗壓強度4.5MPa ；抗拉強度1.5MPa;容重660kg/m3 ；導(dǎo)熱系數(shù)C35°C ) :0. 08w/m · k ；5
吸水率(GB5486-2008)12% ；(250 小時)43%;防火性B1級；可加工性可釘、可鋸、可刨。實施例3:a、選用粒徑為2-4mm的天然蛭石碎片，于溫度880°C加熱膨化，過孔徑為Imm的篩 子，得到松散堆積密度為90kg/m3的膨脹蛭石；b、按重量百分比將無機膠黏劑為鈉型水玻璃40% (固含量為40%，模數(shù)為3. 6)、 有機改性劑為硅丙樹脂13. 5% (固含量為50% )、固化促進劑為氟硅酸鉀1. 5%使用高速 攪拌分散機進行混合；C、將步驟a處理后的膨脹蛭石45%與步驟b的混合料在密閉的攪拌器中混合均 勻，裝入模具中，裝料前模具底層鋪一層聚四氟乙烯薄膜，刮平后再加鋪一層聚四氟乙烯薄 膜，以便于脫模，裝料高度高于模具四周，刮平，然后熱壓成型，壓縮率為67 %，熱壓溫度為 150°C，壓力為0. IMPa，保壓時間為150分鐘，脫模，再經(jīng)修邊處理即可得到耐水性蛭石保溫 板材。通過該方法獲得的耐水性蛭石保溫板材其性能為抗壓強度3.6MPa ；抗拉強度1.OMPa;容重550kg/m3 ；導(dǎo)熱系數(shù)C35°C ) :0. 09w/m · k ；吸水率(GB5486-2008)15% ；(250 小時)45%;防火性B1級；可加工性可釘、可鋸、可刨。實施例4 a、選用粒徑為2_4mm的天然蛭石碎片，于溫度900°C加熱膨化，過孔徑為Imm的篩 子，得到松散堆積密度為90kg/m3的膨脹蛭石；b、按重量百分比將無機膠黏劑為鉀型水玻璃43% (固含量為36%，模數(shù)為4. 0)、 有機改性劑為硅丙樹脂15% (固含量為50% )、固化促進劑為氟硅酸鉀1. 0%使用高速攪 拌分散機進行混合；C、將步驟a處理后的膨脹蛭石41%與步驟b的混合料在密閉的攪拌器中混合均 勻，裝入模具中，裝料前模具底層鋪一層聚四氟乙烯薄膜，刮平后再加鋪一層聚四氟乙烯薄 膜，以便于脫模，裝料高度高于模具四周，刮平，然后熱壓成型，壓縮率為72 %，熱壓溫度為 165°C，壓力為0. 5MPa，保壓時間為170分鐘，脫模，再經(jīng)修邊處理即可得到耐水性蛭石保溫 板材。通過該方法獲得的耐水性蛭石保溫板材其性能為抗壓強度6.OMPa ；抗拉強度2.OMPa ；容重670kg/m3;
導(dǎo)熱系數(shù)(350C) 0. 07w/m · k ；吸水率(GB5486_2008)5% ；(250 小時)30%;防火性B1級；可加工性可釘、可鋸、可刨。
權(quán)利要求
1.一種耐水性蛭石保溫板材，其特征在于該保溫板材是由按重量百分比，無機膠黏劑 為鈉型或者鉀型水玻璃35-50%、有機改性劑為硅丙樹脂9-15%、固化促進劑為氟硅酸鈉 或氟硅酸鉀1_5%、膨脹蛭石40-45%制成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種耐水性蛭石保溫板材的制備方法，其特征在于按下列步驟 進行a、選用粒徑為0.7-4mm的天然蛭石碎片，于溫度850-900°C加熱膨化，過孔徑為Imm的 篩子，得到松散堆積密度為90-130kg/m3的膨脹蛭石；b、按重量百分比將無機膠黏劑為鈉型或鉀型水玻璃35-50%、有機改性劑為硅丙樹脂 9-15%、固化促進劑為氟硅酸鈉或氟硅酸鉀1-5%使用高速攪拌分散機進行混合；c、將步驟a處理后的膨脹蛭石40-45%與步驟b的混合料在密閉的攪拌器中混合均勻， 裝入模具中，裝料高度高于模具四周，刮平，然后熱壓成型，熱壓溫度為120-180°C，壓力為 0. 1-0. 5MPa，保壓時間為90-180分鐘，脫模，再經(jīng)修邊處理即可得到耐水性蛭石保溫板材。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于步驟b的無機膠黏劑鈉型或者鉀型水玻璃固 含量為30-40%，模數(shù)為3. 0-4. 0。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于步驟b的有機改性劑硅丙樹脂為按常規(guī)方法 經(jīng)有機硅改性的耐高溫?zé)峁绦詷渲毯繛?0%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐水性蛭石保溫板材及其制備方法，該保溫板材是由無機膠黏劑、有機改性劑、固化促進劑和膨脹蛭石采用將無機膠黏劑、有機改性劑、固化促進劑在高速攪拌分散機中進行混合，再將膨脹蛭石與混合料在密閉的攪拌器中混合均勻，裝入模具中，經(jīng)熱壓成型，脫模，再經(jīng)修邊處理制成。本發(fā)明在傳統(tǒng)無機膠黏劑水玻璃的基礎(chǔ)上添加硅丙樹脂，制備得到有機-無機復(fù)合膠黏劑，二者形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)合熱壓過程可以大大提高蛭石制品的耐水性、強度、可加工性、耐候性等性能。該保溫板材既克服有機隔熱蛭石保溫板材防火性差、易燃的缺陷，同時也能解決傳統(tǒng)無機水玻璃蛭石制品及水泥蛭石制品耐水性、可加工性、導(dǎo)熱系數(shù)等綜合性能較差的問題。
文檔編號C04B28/26GK102040364SQ201010523139
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者劉 文, 王軍華, 范艷偉, 閆世友, 陳朝陽 申請人:中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所