[發明專利]一種憎水型膨脹珍珠巖保溫制品及其制備方法

無效

• 申請號: 201210404773.7
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102898113A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 孫詩兵;郭現龍;田英良;汪浩;陳華
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域：

本發明涉及膨脹珍珠巖保溫制品，特別是一種憎水型的膨脹珍珠巖保溫制品。該制品具有極佳的憎水效果，并且輕質高強，導熱系數小、較好的機械性能，材料燃燒等級為A級。適用于特別是潮濕環境下的建筑保溫、管道、設備等各需要保溫絕熱的部位。

背景技術

目前，中國是世界最大的建筑市場，每年新增建筑面積約為20億立方米，其中95%以上是高能耗建筑，若不采取有效節能措施，到2020年中國建筑能源將占中國總能量消耗的50%，為此將帶來巨大的能源損失。中國政府相繼以法律及文件的形式出臺了建筑節能政策，大力推動建筑節能工作，建筑節能已成為中國能源可持續發展的戰略重要領域。因此建筑節能必須與社會經濟、生態環境等協調發展，需要對建筑材料的保溫隔熱性能、實用價值、材料的穩定性和使用壽命、工藝技術的可靠性、生態環保性和可循環利用等方面進行重點研究和開發。

近年來，在中國發生多起因建筑外保溫材料所引發的重大火災事故，造成嚴重人員傷亡和財產損失，比如北京央視新址配樓大火，上海膠州灣教師公寓大火等。因此，國家對建筑保溫材料的防火性能有了更高的要求，這使得具有不燃性（燃燒等級為A級）的無機保溫材料成為研究、開發和應用的熱點。

膨脹珍珠巖具有表觀密度小、導熱系數低、化學穩定性好、使用溫度范圍廣，且無毒、無味、防火、吸音等特點，早在幾十年前已經成為一種工業保溫材料，其產品形態主要包括粒狀、板狀、管殼等形式。盡管也有建筑保溫應用，但是由于傳統珍珠巖制品所固有的缺陷，嚴重限制和影響其在建筑保溫節能應用。傳統膨脹珍珠巖在實際應用過程中存在的諸多問題包括：1）吸水率大。通常其質量吸水率高達300%~400%，這就使得膨脹珍珠巖保溫制品在施工應用中吸收大量的水分，使其制品的保溫性能大幅降低，同時還會造成制品表面顆粒的剝離，開裂等問題；2）強度極低。由于膨脹珍珠巖多孔結構和脆性原因，這就使得生產膨脹珍珠巖保溫制品過程中，在外力的作用下（如攪拌、擠壓作用等）會造成膨脹珍珠巖的破碎，從而降低其保溫制品的性能，嚴重限制了膨脹珍珠巖的應用，制品抗壓強度僅有0.1MPa。因此，降低吸水率，提高憎水性，提高制品強度，將是傳統珍珠巖制品在建筑節能應用領域發展的關鍵。

發明內容

本發明的目的基于發明的背景現狀和制品應用問題所在，將改進傳統珍珠巖制品的不足和缺陷，提供一種具有憎水性能極佳，可以在潮濕環境條件中應用的建筑節能保溫材料，并且具有輕質高強特性，同時導熱系數較小的憎水型膨脹珍珠巖保溫制品。

為了實現上述目的，本發明的憎水型膨脹珍珠巖保溫絕熱制品，采用市售的固含量為30%-60%的甲基硅酸鉀溶液和固含量為40%-70%的聚二甲基硅氧烷混合形成復合憎水劑，并且本發明主旨是通過憎水劑的復合性作用來實現更加的憎水效果，大幅降低膨脹珍珠巖制品的吸水性。聚二甲基硅氧烷的憎水機理是：聚二甲基硅氧烷受熱反應會在珍珠巖表面和內部形成一層透氣不透水的薄膜。甲基硅酸鉀的憎水機理是：甲基硅酸鉀會與空氣中的CO₂反應會在珍珠巖表面生產一層幾個分子厚的不溶性防水樹脂薄膜。即兩種憎水劑可以一起使用，而憎水效果不會相互干擾，同時起到作用相互協同，憎水效果明顯提升。

單一使用甲基硅酸鉀憎水劑時，用量過多會使制品表面形成白色殘留物影響制品美觀；而且單一使用一種憎水劑時，其憎水率至多可達90%-92%，對于建筑保溫材料來說，還是遠遠不夠的。因此本發明采取兩種憎水劑混合使用的方法既解決了單一憎水劑的憎水效果不佳問題，同時節省了原料，降低了成本。

憎水型膨脹珍珠巖保溫制品的配料組成特征在于（按重量計）：膨脹珍珠巖為20%-35%，粘結劑為63%~75%，復合憎水劑1.5%-6.5%，其中甲基硅酸鉀和聚二甲基硅氧烷分別是1.0%-4.5%和0.5%-2%。粘結劑是固含量為3%-15%的硅酸鈉水溶液；憎水劑是固含量30%-60%的甲基硅酸鉀和固含量40%-70%的聚二甲基硅氧烷；其中膨脹珍珠巖的顆粒粒徑為0.1mm-5mm，堆積密度為60~100kg/m³。

憎水型膨脹珍珠巖保溫制品配料的最佳組成，以重量百分比計，膨脹珍珠巖為26%-29%；硅酸鈉溶液為69%-71%；甲基硅酸鉀和聚二甲基硅氧烷分別是2.0%-3.5%和1.3%-1.8%。

一種憎水型膨脹珍珠巖保溫制品的制備方法，其特征在于：首先將粘結劑和憎水劑進行混合得到混合溶液，其次將混合溶液噴涂在膨脹珍珠巖顆粒表面，同時送入熱風干燥，再采用壓機進行壓制成制品，最后將制品進行烘干。