本發(fā)明屬于建筑材料技術領域,具體涉及一種綠色環(huán)保復合保溫材料。
背景技術:
我國每年城鄉(xiāng)新建房屋建筑面積近20億平方米,既有建筑近420億平方米,建筑能耗已占全國總能耗的27%以上,建筑節(jié)能問題已成為我國可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié),尤其是圍護結構的節(jié)能具有特別重要的地位。擠塑聚苯板(XPS)或膨脹聚苯板(EPS)等最常用的保溫材料,盡管具有導熱系數(shù)低和密度小等優(yōu)點,但作為有機材料,其可燃性造成了很大的安全隱患,近年來,北京、上海、沈陽等地發(fā)生了因保溫層燃燒而引起的“央視大樓”、“上海教師公寓”、“沈陽萬鑫酒店”火災,充分暴露出傳統(tǒng)有機保溫材料的防火缺陷。
保溫材料分為有機保溫材料、復合保溫材料和無機保溫材料。無機保溫材料包括:1、泡沫混凝土、加氣混凝土、保溫砂漿;2、硅酸鈣絕熱制品;3、膨脹珍珠巖;4、巖棉、礦棉;5、玻璃棉、泡沫玻璃、玻化微珠;6、發(fā)泡陶瓷保溫板、陶瓷纖維折疊塊;7、硅酸鋁保溫材料;8、二氧化硅氣凝膠。無機保溫材料防火阻燃、變形系數(shù)??;其次抗老化、性能穩(wěn)定、生態(tài)環(huán)保性好、不消耗有機能源、利用廢料;但是其容重較大、致密性和可加工性較差;其次保溫隔熱性能稍差。因此,為了有效的提高保溫材料的性能,更多的采用復合材料,才能在保證保溫材料保溫性能的同時,還能提高其抗折、抗壓強度及耐酸堿性。
技術實現(xiàn)要素:
為解決上述我國現(xiàn)有保溫材料存在的問題,本發(fā)明提出一種綠色環(huán)保復合保溫材料,該保溫材料抗折強度達20MPa以上,吸水率小,導熱系數(shù)低。
本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
一種綠色環(huán)保復合保溫材料,按照重量份數(shù)計算,包括以下原料制成:
聚苯乙烯樹脂5~10份、酚醛樹脂20~30份、膨脹珍珠巖10~15份、硅酸鋁纖維6~12份、硅酸鎂2~6份、硫酸鈣4~6份、石墨烯1~3份、卵磷脂5~8份與羧基丁苯膠乳5~10份。
進一步,包括以下原料制成:
聚苯乙烯樹脂7份、酚醛樹脂25份、膨脹珍珠巖12份、硅酸鋁纖維9份、硅酸鎂4份、硫酸鈣5份、石墨烯2份、卵磷脂7份與羧基丁苯膠乳7份。
進一步,所述石墨烯是經(jīng)過氫氧化鈉溶液浸泡后由叔丁基酚醛樹脂改性得到,所述氫氧化鈉溶液中添加有5-8wt%拉開粉。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種綠色環(huán)保復合保溫材料的制備方法,包括以下步驟:
1)取硅酸鎂、石墨烯和硫酸鈣,用球磨機進行球磨,球磨機內(nèi)球料比為20:1~30:1,球磨時間為60~120min;
2)將反應釜內(nèi)溫度設定為100~110℃,向反應釜內(nèi)按重量加入聚苯乙烯樹脂5~10份、酚醛樹脂20~30份、膨脹珍珠巖10~15份、硅酸鋁纖維6~12份、卵磷脂5~8份與羧基丁苯膠乳5~10份,攪拌均勻后,然后升溫至120~150℃,加入步驟1)得到的球磨后的硅酸鎂、石墨烯和硫酸鈣,對其進行攪拌,攪拌至均勻;
3)將步驟2)攪拌均勻后的物料取出后冷卻室溫,再進行加壓壓制,壓制壓力為40~60MPa,壓制成型后冷卻,為綠色環(huán)保復合保溫材料。
本發(fā)明的有益效果:
1、與現(xiàn)有有機保溫材料相比,本發(fā)明克服了有機保溫材料的易燃、強度低、耐老化性差、使用壽命短的缺點,保留了有機保溫材料的質(zhì)輕、導熱系數(shù)低的優(yōu)點。
2、與現(xiàn)有無機保溫材料相比,本發(fā)明克服了無機保溫材料的導熱系數(shù)大、保溫效果差的缺點,保留了無機保溫材料的防火阻燃、變形系數(shù)小、抗老化、性能穩(wěn)定、使用壽命長的優(yōu)點。
3、按本發(fā)明所述方法制備的綠色環(huán)保復合保溫材料樣品表觀密度為導熱系數(shù)0.02~0.04W/(m·K)、抗壓強度20~25MPa,吸水率為2~6%,材料綜合性能介于現(xiàn)有有機、無機保溫材料之間。
具體實施方式
實施例1
一種綠色環(huán)保復合保溫材料,按照重量份數(shù)計算,包括以下原料制成:
聚苯乙烯樹脂7份、酚醛樹脂25份、膨脹珍珠巖12份、硅酸鋁纖維9份、硅酸鎂4份、硫酸鈣5份、石墨烯2份、卵磷脂7份與羧基丁苯膠乳7份,其中,所述石墨烯是經(jīng)過氫氧化鈉溶液浸泡后由叔丁基酚醛樹脂改性得到,所述氫氧化鈉溶液中添加有5wt%拉開粉。
制備方法,包括以下步驟:
1)取硅酸鎂、石墨烯和硫酸鈣,用球磨機進行球磨,球磨機內(nèi)球料比為20:1,球磨時間為90min;
2)將反應釜內(nèi)溫度設定為100℃,向反應釜內(nèi)按重量加入聚苯乙烯樹脂、酚醛樹脂、膨脹珍珠巖份、硅酸鋁纖維、卵磷脂與羧基丁苯膠乳份,攪拌均勻后,然后升溫至120℃,加入步驟1)得到的球磨后的硅酸鎂、石墨烯和硫酸鈣,對其進行攪拌,攪拌至均勻;
3)將步驟2)攪拌均勻后的物料取出后冷卻室溫,再進行加壓壓制,壓制壓力為40MPa,壓制成型后冷卻,為綠色環(huán)保復合保溫材料。
經(jīng)檢測,導熱系數(shù)0.02W/(m·K)、抗壓強度25MPa,吸水率為2%。
實施例2
一種綠色環(huán)保復合保溫材料,按照重量份數(shù)計算,包括以下原料制成:
聚苯乙烯樹脂5份、酚醛樹脂20份、膨脹珍珠巖15份、硅酸鋁纖維12份、硅酸鎂6份、硫酸鈣4份、石墨烯1份、卵磷脂5份與羧基丁苯膠乳5份,其中,所述石墨烯是經(jīng)過氫氧化鈉溶液浸泡后由叔丁基酚醛樹脂改性得到,所述氫氧化鈉溶液中添加有7wt%拉開粉。
保溫材料制備方法,包括以下步驟:
1)取硅酸鎂、石墨烯和硫酸鈣,用球磨機進行球磨,球磨機內(nèi)球料比為25:1,球磨時間為80min;
2)將反應釜內(nèi)溫度設定為110℃,向反應釜內(nèi)按重量加入聚苯乙烯樹脂、酚醛樹脂、膨脹珍珠巖份、硅酸鋁纖維、卵磷脂與羧基丁苯膠乳份,攪拌均勻后,然后升溫至130℃,加入步驟1)得到的球磨后的硅酸鎂、石墨烯和硫酸鈣,對其進行攪拌,攪拌至均勻;
3)將步驟2)攪拌均勻后的物料取出后冷卻室溫,再進行加壓壓制,壓制壓力為50MPa,壓制成型后冷卻,為綠色環(huán)保復合保溫材料。
經(jīng)檢測,導熱系數(shù)0.04W/(m·K)、抗壓強度23MPa,吸水率為4%。
實施例3
一種綠色環(huán)保復合保溫材料,按照重量份數(shù)計算,包括以下原料制成:
聚苯乙烯樹脂10份、酚醛樹脂30份、膨脹珍珠巖10份、硅酸鋁纖維6份、硅酸鎂2份、硫酸鈣6份、石墨烯3份、卵磷脂8份與羧基丁苯膠乳10份,其中,所述石墨烯是經(jīng)過氫氧化鈉溶液浸泡后由叔丁基酚醛樹脂改性得到,所述氫氧化鈉溶液中添加有8wt%拉開粉。
制備方法為:
1)取硅酸鎂、石墨烯和硫酸鈣,用球磨機進行球磨,球磨機內(nèi)球料比為30:1,球磨時間為60min;
2)將反應釜內(nèi)溫度設定為110℃,向反應釜內(nèi)按重量加入聚苯乙烯樹脂、酚醛樹脂、膨脹珍珠巖份、硅酸鋁纖維、卵磷脂與羧基丁苯膠乳份,攪拌均勻后,然后升溫至150℃,加入步驟1)得到的球磨后的硅酸鎂、石墨烯和硫酸鈣,對其進行攪拌,攪拌至均勻;
3)將步驟2)攪拌均勻后的物料取出后冷卻室溫,再進行加壓壓制,壓制壓力為60MPa,壓制成型后冷卻,為綠色環(huán)保復合保溫材料。
經(jīng)檢測,導熱系數(shù)0.04W/(m·K)、抗壓強度20MPa,吸水率為6%。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。