本發(fā)明屬于建環(huán)保節(jié)能建筑保溫材料技術(shù)領(lǐng)域，更加具體地說，涉及一種無機發(fā)泡建筑保溫板及其制備方法。

背景技術(shù)：

中國的外墻保溫行業(yè)是一個巨大的市場，在經(jīng)過了建筑保溫行業(yè)關(guān)于防火安全和節(jié)能效率的反復(fù)糾纏后，行業(yè)積累了許多正反兩方面的經(jīng)驗和教訓。雖然過去只顧節(jié)能不顧防火飛做法已經(jīng)讓我們付出了沉重的代價，但是近年來只顧防火不顧節(jié)能和系統(tǒng)安全性的做法更忽略了許多安全隱患。不論泡沫聚苯還是泡沫氨酯等其它有機保溫材料，都具有易燃性、耐用壽命短、不隔音等缺陷。傳統(tǒng)的EPS聚苯板經(jīng)加工后得到普通阻燃B1、B2級別的保溫板，遇火收縮，熔滴，冒黑煙，火焰易穿透；石墨聚苯板：聚苯顆粒添加石墨經(jīng)加工后得到的阻燃B1級別的保溫板，遇火收縮，熔滴，阻燃，冒黑煙，火焰易穿透；改性聚苯板又稱熱固型聚苯板，是普通聚苯顆粒經(jīng)特殊工藝，將酚醛樹脂等材料涂膜攪拌，抽真空烘干切割工序后得到的阻燃B1級保溫板，遇火時不收縮，不熔滴，阻燃，不易被火焰穿透，但冒黑煙，有刺激性氣味，市場多冒充A2級別。這些現(xiàn)有常用的聚苯板都存在一些安全上的隱患，因此一種阻燃級別高、安全可靠，性價比又高的保溫材料是目前行業(yè)亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，旨在提供一種無機發(fā)泡建筑保溫材料板及其制備方法，本發(fā)明的無機發(fā)泡建筑保溫板具有極佳的溫度穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，不開裂、不脫落、節(jié)能環(huán)保無公害、防火不燃安全性好，強度高等特點，可以應(yīng)用于各種建筑外墻及防火隔離帶、屋面的保溫材料，并且施工簡便、施工期短、質(zhì)量好、應(yīng)用范圍廣。

本發(fā)明的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種無機發(fā)泡建筑保溫板及其制備方法，由下述原料按照下述步驟進行制備：

原料由改性膨脹珍珠巖25-35質(zhì)量份、二氧化硅氣凝膠45-50質(zhì)量份、空心玻化微珠100-130質(zhì)量份、埃洛石納米管10-15質(zhì)量份、混合阻燃劑100-120質(zhì)量份、混合膠凝材料250-300質(zhì)量份、水300-400質(zhì)量份和無機發(fā)泡劑10-15質(zhì)量份組成；

按照下述步驟進行制備：

步驟1，將改性膨脹珍珠巖、二氧化硅氣凝膠、空心玻化微珠、埃洛石納米管、混合阻燃劑、混合膠凝材料按照上述比例進行配比，送入攪拌機內(nèi)攪拌均勻；

步驟2，向步驟(1)中攪拌均勻的體系內(nèi)加入水并混合均勻得到混合漿料，然后再向混合漿料中加入無機發(fā)泡劑并攪拌均勻；

步驟3，將步驟(2)中攪拌均勻的混合漿料倒入模具中，待其發(fā)泡成型，自然養(yǎng)護干燥，即制得無機發(fā)泡建筑保溫板。

在上述技術(shù)方案中，所述改性膨脹珍珠巖按照下述步驟進行制備：將膨脹珍珠巖與甲基硅酸鈉的水溶液混合攪拌均勻，在70—80℃下浸泡4—6h后干燥；在甲基硅酸鈉的水溶液中，甲基硅酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為5—10％；膨脹珍珠巖與甲基硅酸鈉的質(zhì)量比為1：(1—10)。

在上述技術(shù)方案中，所述二氧化硅氣凝膠為疏水型二氧化硅氣凝膠且為工業(yè)級，比表面積為500-700m²/g，并且具有耐高溫、導熱系數(shù)低、密度小、強度高、綠色環(huán)保、防水不燃等優(yōu)越性能，同時兼具優(yōu)越的隔聲減震性能。

在上述技術(shù)方案中，所述空心玻化微珠(s15)為工業(yè)級，是一種酸性玻璃質(zhì)溶巖礦物質(zhì)(松脂巖礦砂)，主要化學成份是SiO₂﹑Al₂O₃﹑CaO,屬無機非金屬材料，,是一種尺寸微小的空心玻璃球體,典型粒徑范圍10-180微米，堆積密度0.1-0.25克/立方厘米,具有質(zhì)輕、低導熱、隔音、高分散、電絕緣性和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，細度為1000-1200目。

在上述技術(shù)方案中，所述混合阻燃劑是由氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣、硼酸鋅、磷酸鋅和膨脹性阻燃劑組成的混合物，氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣、硼酸鋅、磷酸鋅和膨脹性阻燃劑的質(zhì)量比為6：(2.5—3)：2：(1—1.5)：(0.8—1.2)：2；所述膨脹型阻燃劑(IFR)為氮-磷系的膨脹型阻燃劑，氮含量為18±l wt％，磷含量為22±2wt％，由脲磷酸鹽、淀粉、酚醛樹脂、聚酰胺、脲醛樹脂組成。

在上述技術(shù)方案中，所述的混合膠凝材料是由阿拉伯樹膠粉、可分散乳膠粉、羥甲基纖維素、水玻璃組成的混合物，阿拉伯樹膠粉、可分散乳膠粉、羥甲基纖維素、水玻璃的質(zhì)量比為(2.5-3):(2-2.5):(1-1.2):(8.5-9)；所述阿拉伯膠粉為化學純，是一 種水溶性天然膠，無色，無味，植物纖維豐富,具有良好的溶解性及較低的溶液粘度,不溶于酒精等有機溶劑和油脂，能與大部分天然膠相互兼容，對熱、酸環(huán)境穩(wěn)定；所述可分散乳膠粉為工業(yè)級，與水接觸后可以很快再分散成乳液，是乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、或者丙烯酸共聚物水玻璃為硅酸鈉的水溶液，所述羥甲基纖維素的重均分子量為九萬—十二萬，所述水玻璃為硅酸鈉的水溶液，硅酸鈉質(zhì)量百分含量為40％。

在上述技術(shù)方案中，所述無機發(fā)泡劑為碳酸氫銨或者碳酸氫鈉中的一種。

在上述技術(shù)方案中，在所述原料中，氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣的細度為800-900目。

在上述技術(shù)方案中，所述原料除水之外，均為粉料。

優(yōu)選地，原料由改性膨脹珍珠巖為25-30質(zhì)量份、二氧化硅氣凝膠48-50質(zhì)量份、空心?；⒅?10-120質(zhì)量份、埃洛石納米管12-15質(zhì)量份、混合阻燃劑110-120質(zhì)量份、混合膠凝材料270-300質(zhì)量份、水300-360質(zhì)量份和無機發(fā)泡劑12-15質(zhì)量份組成。

在上述技術(shù)方案中，每個質(zhì)量份為1g。

在所述步驟1中，攪拌時間為0.5-1小時。

在所述步驟2中，加水混合均勻時進行攪拌，攪拌時間為10-20分鐘；

在所述步驟2中，加入無機發(fā)泡劑并攪拌均勻，攪拌時間為10-15分鐘；

在所述步驟3中，無機發(fā)泡建筑保溫板的規(guī)格尺寸是：長為300mm～600mm；寬為300mm～600mm；高為40mm～60mm。

本發(fā)明的無機發(fā)泡保溫板主要由改性膨脹珍珠巖、泡腔和二氧化硅氣凝膠顆粒結(jié)構(gòu)組成，在發(fā)泡劑與無機漿料攪拌混合成型過程中，空心玻化微珠、埃洛石納米管、混合阻燃劑和混合膠凝材料在發(fā)泡作用下實現(xiàn)在體系中的均勻分散。

本發(fā)明無機發(fā)泡建筑保溫板嚴格按照國家《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》研制，利用無機材料的不燃及發(fā)泡產(chǎn)生的大量密閉氣孔達到防火、輕質(zhì)、保溫的效果，通過發(fā)泡劑與無機漿料攪拌混合成型的一種無機發(fā)泡建筑保溫板。試樣容重測定利用BSA224S精準電子天平稱取質(zhì)量，測試試樣尺寸為300mm×300mm×40mm，再根據(jù)容量的定義(即材料的密度，單位容積內(nèi)保溫材料的重量)計算出試樣的容重，得 到該無機發(fā)泡建筑保溫板的容重為150.0-180.0kg/m3。熱導率通過由德國耐馳儀器制造有限公司提供的HFM-4363型熱流法導熱分析儀測定，測試試樣尺寸為300mm×300mm×40mm，測試溫度為25℃，測得導熱系數(shù)為0.045-0.055W/mK?？箟簭姸炔捎蒙钲谑行氯疾牧蠙z測有限公司提供的CMT 6104型微機控制電子萬能試驗機測試，測試試樣尺寸為40mm×40mm×40mm，測得該無機發(fā)泡建筑保溫板的抗壓強度為0.40-0.50MPa。燃燒熱值通過南京市江寧區(qū)分析儀器廠生產(chǎn)的RZ-1建材制品燃燒熱值測試儀進行測試，測得燃燒熱值為0.2-0.3MJ/kg，根據(jù)GB/T 14402-2012熱值PCS≤2.0MJ/kg，其燃燒等級達到A1級。表1為本發(fā)明的無機發(fā)泡建筑保溫板與現(xiàn)有發(fā)泡水泥保溫板的各項性能檢測的結(jié)果，其中發(fā)泡水泥保溫板的各項性能的檢測結(jié)果是經(jīng)國家建筑節(jié)能質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測得到，如GB/T14402-2007其燃燒熱值PCS≤2.0MJ/kg，燃燒性能達到A1級規(guī)定要求。對比可以看出，本發(fā)明的無機發(fā)泡建筑保溫板具有較低的導熱系數(shù)和容重，說明其保溫隔熱性能更加優(yōu)異。

表1 產(chǎn)品的各項性能

本發(fā)明無機發(fā)泡建筑保溫板以改性膨脹珍珠巖為主料，以其良好的保溫效能，超強的穩(wěn)定性能，尤其在耐火保溫節(jié)能方面發(fā)揮優(yōu)異的性能。有廣泛應(yīng)用的經(jīng)濟和社會價值，施工極其便利、易于維修，撞擊性能優(yōu)于其它任何一種保溫材料。而且是無縫界施工，從而對建筑物形成全膠塑包裹保護作用。在正常使用條件下，如遇干燥、嚴寒、高溫、潮濕、電化腐蝕或昆蟲、真菌或藻類生長，以及因鋸齒動物的破壞、物體撞擊等種種侵襲，都不致造成損害，大大地延長建筑物的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明無機發(fā)泡建筑保溫板的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明無機發(fā)泡建筑保溫板放大結(jié)構(gòu)示意圖，其中：1為改性膨脹珍珠巖，2為泡腔，3為二氧化硅氣凝膠顆粒。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，其中二氧化硅氣凝膠購自納諾科技有限公司；空心玻化微珠購自3M公司；混合阻燃劑中的膨脹型阻燃劑購自杭州捷爾思阻燃化工有限公司，氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣購自合肥中科阻燃新材料有限公司，硼酸鋅、磷酸鋅購自天津市光復(fù)精細化工研究所；混合膠凝材料中的阿拉伯樹膠粉購自天津市風船化學試劑科技有限公司，可分散乳膠粉購自石家莊森隆化工有限公司，羥甲基纖維素購自浙江科泓化工有限公司，水玻璃購自天津渤海化工集團。

首先，通過不同方案制備改性膨脹珍珠巖：

方案A：將膨脹珍珠巖與甲基硅酸鈉的水溶液混合攪拌均勻，在70℃下浸泡4h后干燥；在甲基硅酸鈉的水溶液中，甲基硅酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為5％；膨脹珍珠巖與甲基硅酸鈉的質(zhì)量比為1:1，制得的產(chǎn)品為改性膨脹珍珠巖A。

方案B：將膨脹珍珠巖與甲基硅酸鈉的水溶液混合攪拌均勻，在80℃下浸泡6h后干燥；在甲基硅酸鈉的水溶液中，甲基硅酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為10％；膨脹珍珠巖與甲基硅酸鈉的質(zhì)量比為1:10，制得的產(chǎn)品為改性膨脹珍珠巖B。

方案C：將膨脹珍珠巖與甲基硅酸鈉的水溶液混合攪拌均勻，在75℃下浸泡5h后干燥；在甲基硅酸鈉的水溶液中，甲基硅酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為8％；膨脹珍珠巖與甲基硅酸鈉的質(zhì)量比為1:5，制得的產(chǎn)品為改性膨脹珍珠巖C。

其次，制備不同組分含量的混合阻燃劑：

方案A：混合阻燃劑中氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣、硼酸鋅、磷酸鋅和膨脹性阻燃劑的質(zhì)量比為6:3:2:1:1:2，制得的產(chǎn)品為混合阻燃劑A。

方案B：混合阻燃劑中氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣、硼酸鋅、磷酸鋅和膨脹性阻燃劑的質(zhì)量比為6:2.5:2:1.5:0.8:2，制得的產(chǎn)品為混合阻燃劑B。

方案C：混合阻燃劑中氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣、硼酸鋅、磷酸鋅和膨脹性阻燃劑的質(zhì)量比為6:2.2:2:1.3:1.2:2，制得的產(chǎn)品為混合阻燃劑C。

最后，制備不同組分含量的混合膠凝材料：

方案A：混合膠凝材料中阿拉伯樹膠粉、可分散乳膠粉、羥甲基纖維素、水玻璃的質(zhì)量比為3:2:1:9，制得的產(chǎn)品為混合膠凝材料A。

方案B：混合膠凝材料中阿拉伯樹膠粉、可分散乳膠粉、羥甲基纖維素、水玻璃的質(zhì)量比為2.5:2.2:1.2:8.5，制得的產(chǎn)品為混合膠凝材料B。

方案C：混合膠凝材料中阿拉伯樹膠粉、可分散乳膠粉、羥甲基纖維素、水玻璃的質(zhì)量比為2.8:2.5:1.1:8.7，制得的產(chǎn)品為混合膠凝材料C。

實施例1

(1)將改性膨脹珍珠巖A 25g，二氧化硅氣凝膠45g，空心?；⒅?00g，埃洛石納米管10g，混合阻燃劑A 100g，混合膠凝材料A 250g送入攪拌機內(nèi)攪拌均勻，攪拌時間為0.5小時。

(2)向步驟(1)中攪拌均勻的粉料內(nèi)加入300g水并攪拌10分鐘，然后再向混合漿料中加入10g碳酸氫銨并攪拌10分鐘。

(3)將步驟(2)中攪拌均勻的混合漿料倒入模具中，待其發(fā)泡成型，自然養(yǎng)護干燥，即制得無機發(fā)泡建筑保溫板，所制得的無機發(fā)泡建筑保溫板長為300mm；寬為300mm，高為40mm。

實施例2

(1)將改性膨脹珍珠巖B 35g，二氧化硅氣凝膠50g，空心玻化微珠130g，埃洛石納米管15g，混合阻燃劑B 120g，混合膠凝材料B 300g送入攪拌機內(nèi)攪拌均勻，攪拌時間為1小時。

(2)向步驟(1)中攪拌均勻的粉料內(nèi)加入400g水并攪拌20分鐘，然后再向混合漿料中加入 15g碳酸氫銨并攪拌15分鐘。

(3)將步驟(2)中攪拌均勻的混合漿料倒入模具中，待其發(fā)泡成型，自然養(yǎng)護干燥，即制得無機發(fā)泡建筑保溫板，所制得的無機發(fā)泡建筑保溫板長為600mm；寬為600mm，高為60mm。

實施例3

(1)將改性膨脹珍珠巖C 30g，二氧化硅氣凝膠48g，空心?；⒅?10g，埃洛石納米管12g，混合阻燃劑C 110g，混合膠凝材料C270g送入攪拌機內(nèi)攪拌均勻，攪拌時間為0.8小時。

(2)向步驟(1)中攪拌均勻的粉料內(nèi)加入360g水并攪拌15分鐘，然后再向混合漿料中加入10g碳酸氫鈉并攪拌12分鐘。

(3)將步驟(2)中攪拌均勻的混合漿料倒入模具中，待其發(fā)泡成型，自然養(yǎng)護干燥，即制得無機發(fā)泡建筑保溫板，所制得的無機發(fā)泡建筑保溫板長為450mm；寬為450mm，高為50mm。

實施例4

(1)將改性膨脹珍珠巖A 30g，二氧化硅氣凝膠50g，空心?；⒅?00g，埃洛石納米管15g，混合阻燃劑B 120g，混合膠凝材料C 280g送入攪拌機內(nèi)攪拌均勻，攪拌時間為0.5小時。

(2)向步驟(1)中攪拌均勻的粉料內(nèi)加入350g水并攪拌15分鐘，然后再向混合漿料中加入12g碳酸氫鈉并攪拌15分鐘。

(3)將步驟(2)中攪拌均勻的混合漿料倒入模具中，待其發(fā)泡成型，自然養(yǎng)護干燥，即制得無機發(fā)泡建筑保溫板，所制得的無機發(fā)泡建筑保溫板長為400mm；寬為500mm，高為50mm。

實施例5

(1)將改性膨脹珍珠巖B 33g，二氧化硅氣凝膠46g，空心?；⒅?20g，埃洛石納米 管15g，混合阻燃劑C 110g，混合膠凝材料A 260g送入攪拌機內(nèi)攪拌均勻，攪拌時間為1小時。

(2)向步驟(1)中攪拌均勻的粉料內(nèi)加入380g水并攪拌20分鐘，然后再向混合漿料中加入15g碳酸氫鈉并攪拌15分鐘。

(3)將步驟(2)中攪拌均勻的混合漿料倒入模具中，待其發(fā)泡成型，自然養(yǎng)護干燥，即制得無機發(fā)泡建筑保溫板，所制得的無機發(fā)泡建筑保溫板長為500mm；寬為350mm，高為60mm。

依照本發(fā)明內(nèi)容的技術(shù)方案，調(diào)整制備過程中相應(yīng)的工藝參數(shù)進行不同材料的制備，最終制備的材料，與上述實施例制備的材料基本表現(xiàn)出相同的性質(zhì)。

以上對本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費創(chuàng)造性勞動的等同替換均落入本發(fā)明的保護范圍。