[發(fā)明專利]一種聚合物改性的低溫泡沫玻璃保溫材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2012-08-20
• 公開（公告）號: CN102807326A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設計）人: 胡冰彬;屠浩馳;王智宇;王小山;阮華;李陸寶
• 申請（專利權）人: 寧波榮山新型材料有限公司
• 主分類號: C03C11/00
• 分類號: C03C11/00;C03B19/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發(fā)明屬于低溫泡沫玻璃保溫材料及其制備領域，特別涉及一種聚合物改性的低溫泡沫玻璃保溫材料及其制備方法。

背景技術

近年來，由于有機保溫材料導熱率低，施工方便的特點，其市場份額已占到90%以上。然而好景不長，有機保溫材料易燃的特點，使得一旦發(fā)生火災火勢就快速蔓延難以控制，南京中環(huán)國際廣場、哈爾濱經緯360度雙子星大廈、濟南奧體中心、北京央視新址附屬文化中心等火災就是這種情況。公安部、住房和城鄉(xiāng)建設部以公通字[2009]46號文發(fā)布了《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》，其中第二條規(guī)定民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級的材料。在此基礎上，中華人民共和國公安部進一步以公消[2011]65號發(fā)布了《關于進一步明確民用建筑外保溫材料消防監(jiān)督管理有關要求》的通知。于是市場對無機A級不燃材料的需求大大提高，巖棉、泡沫玻璃、泡沫混凝土等幾類無機保溫材料受到廣泛關注。然而泡沫玻璃本身也存在著生產線能耗大等缺點，針對這一點，實驗室研發(fā)了低溫泡沫玻璃（發(fā)明專利：《一種低溫泡沫玻璃材料》）。

低溫泡沫玻璃與泡沫玻璃有很多相似之處，氣孔的面積占總體積的80%~90%，孔徑大小為0.5~2mm，是一種性能優(yōu)越的絕熱保溫、防火的輕質建筑材料和裝飾材料，A級不燃與建筑物同壽命。但是低溫泡沫玻璃也同泡沫玻璃等其他無機材料一樣，有著脆性大，彈性模量大的缺點。

泡沫玻璃的彈性模量在1400MPa左右，然而在實際工程中，墻體外保溫材料的彈性模量越小越好。在夏熱冬冷的氣候條件下，溫度應力對墻體的破壞作用不容忽視。以杭州為代表城市，實際測量的溫度數據是墻體最高溫度50℃，日溫差22℃。墻體保溫板材處在一個受約束的環(huán)境，而且墻體各層材料的受熱情況及熱膨脹等性能有所差異，在承受溫度載荷時不能自由發(fā)生形變，而產生溫度應力。譚卓、詹樹林等用有限元分析的方法探究了墻體材料的彈性模量與墻體開裂之前的彈性階段的溫度應力變化的關系。得出的結論是，在夏熱冬冷氣候條件下，降低墻體材料的彈性模量能明顯降低墻體危險部位的主應力極值，降低墻體保溫材料與外裝飾材料之間的粘結應力，降低外保溫材料的主應力水平，有利于外墻保溫體系的安全性和耐久性。因此，對無機保溫材料的增韌是決定其市場競爭力的關鍵因素之一。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種聚合物改性的低溫泡沫玻璃保溫材料及其制備方法，得到的改性后的低溫泡沫玻璃力學性能明顯改善，吸水率低，導熱系數小，泡孔孔徑大小一致、分布均勻，可作為優(yōu)良絕熱保溫材料，該制備方法過程簡單，成本低廉，適于工業(yè)化生產。

本發(fā)明的一種聚合物改性的低溫泡沫玻璃保溫材料，該低溫泡沫玻璃保溫材料的組分按質量分數包括：SiO₂?40～80%、B₂O₃?0～16%、Al₂O₃?0～10%、R₂O?10～40%、高聚物乳液2～20%、短切纖維0～5%；其中B₂O₃與Al₂O₃的含量不同時為零。

所述的高聚物乳液為分解溫度在300℃以上的苯丙乳液、丁苯乳液、醋丙乳液、醋叔乳液中的一種或幾種。

所述的高聚物乳液的固含量為40～60%，粘度為200～3000cPa·s。

所述的短切纖維為耐300℃高溫的芳綸纖維、酚醛纖維、玻璃纖維、碳纖維中的一種或幾種。

所述的短切纖維的直徑為9~13μm，長度為4~8mm。

本發(fā)明的一種聚合物改性的低溫泡沫玻璃保溫材料的制備方法，包括：

（1）將短切纖維通過高速攪拌（1000r/min≦轉速n≦3000r/min）分散于水玻璃體系中，然后加入含硼原料、含鋁原料、堿ROH中的一種或幾種，攪拌下混合均勻，在不凝膠的前提下得到高粘度的溶膠體系；其中含硼原料與含鋁原料的添加量不同時為零，R為Li、Na、K中的一種或幾種；

（2）在上述溶膠體系中加入高聚物乳液，攪拌均勻，然后進行干燥得到含水率25%≤W≤50%的中間料；

（3）將得到的中間料進行碎裂處理，碎裂后的中間料顆粒粒徑范圍為0.3～1.6mm；

（4）將上述破碎后的中間料裝入模具中，密封模具后進行熱處理，即得聚合物改性的低溫泡沫玻璃保溫材料。

步驟（1）中所述的含硼原料為硼酸、硼砂、含硼礦物中的一種或幾種。