[發明專利]一種復合高強度保溫材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610466749.4
• 申請日: 2016-06-21
• 公開（公告）號: CN107522502A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 李洪彥;劉洪麗;宋禮猛;王金鑫;魏冬青;趙海英
• 申請（專利權）人: 天津城建大學
• 主分類號: C04B38/08
• 分類號: C04B38/08;C04B38/02;C04B28/04;C04B28/12;C04B14/04
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙)12214
• 代理人: 王秀奎

技術領域

本發明屬于綠色建筑材料技術領域，更加具體地說，涉及一種復合高強度保溫材料及其制備方法。

背景技術

泡沫混凝土是用機械的方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫,再將泡沫加入含硅質材料、鈣質材料、水及各種外加劑組成的漿體中,經混合攪拌、澆筑成形、養護而成的一種多孔材料“泡沫混凝土中具有大量封閉的細小孔隙,具有很好的保溫隔熱性能,可以用作墻體保溫隔熱材料”泡沫混凝土中可大量使用粉煤灰、礦渣、氧化鋁赤泥等工業廢料做填充材料“研究開發這種材料有利于保護環境和日益減少的土地資源,符合國家產業政策,意義重大,前景廣闊”(《泡沫混凝土材料與工程應用》，唐明等著，中國建筑工業出版社，2013)。泡沫混凝土的結構決定了它具有以下優點：(l)輕質,泡沫混凝土密度小,密度等級一般為300—1800kg/m³,常用泡沫混凝土密度等級一般為300—1200kg/m³“近年來,由于建筑設計的需要,密度為160kg/m3的超輕泡沫混凝土也得到了應用,并發揮了很好的作用”(2)熱工性能優越,由于泡沫混凝土中含有大量封閉的細小孔隙,因此具有良好的熱工性能,即良好的保溫隔熱性能,這是普通混凝土所不具備的(3)隔音耐火性能良好,泡沫混凝土屬多孔材料,因此它也是一種良好的隔音材料(4)大量利用工業廢渣,泡沫混凝土所利用的固體廢棄物十分廣泛,包含了大多數的固體廢棄物(《泡沫混凝土》，張巨松等著，哈爾濱工業大學出版社，2016)。泡沫混凝土的孔隙率越高，其保溫性能就越好，然而其強度就會越差，往泡沫混凝土中添加纖維能夠顯著提高其強度，但又會降低其孔隙率，從而降低其保溫性能，所以對于泡沫混凝土來說，保溫性能的提高和強度的提高成了一個突出矛盾。

發明內容

本發明的目的在于克服一些現有技術的不足，改善了現有泡沫混凝土強度低、保溫隔熱性能不佳的性能，提供了一種復合高強度保溫材料及其制備方法，有利于顯著提高泡沫混凝土材料的高強度和保溫隔熱性能。

本發明的技術目的通過下述技術方案予以實現：

一種復合高強度保溫材料及其制備方法，按照下述步驟進行：

步驟1，埃洛石氣凝膠的制備

將80-100重量份的埃洛石加入至500-800重量份乙醇中，超聲分散0.5-1h，向其中加入1-3重量份的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，在70-80℃恒溫水域中攪拌0.5-1h，隨后加入20-50重量份的氨基封端聚甲基乙烯基硅氧烷和0.1-0.5重量份過氧化二苯甲酰，維持真空度在3000-4000Pa下10-30min后升至常壓，在攪拌下聚合反應8-24h，得到凝膠狀產物，將其轉移至CO₂超臨界干燥裝置中，以二氧化碳為介質在溫度30—50攝氏度和氣壓7—10MPa下進行超臨界干燥2-5h，即可得到埃洛石氣凝膠。

在所述步驟1中，所述氨基封端聚甲基乙烯基硅氧烷為重均分子量100000-500000,乙烯基含量0.1-20wt％的氨基雙封端或單封端聚甲基乙烯基硅氧烷。

在所述步驟1中，埃洛石為85—90重量份，乙醇為600—700重量份，氨基封端聚甲基乙烯基硅氧烷為30—40重量份，過氧化二苯甲酰為0.2—0.3重量份。

在所述步驟1中，維持真空度在3200-3500Pa下10-30min后自然升至常壓即一個大氣壓，在攪拌下聚合反應10-20h，攪拌速度為每分鐘100—150轉。

步驟2，二氧化硅-埃洛石復合氣凝膠的制備

將80-150重量份正硅酸乙酯、100-170重量份無水乙醇、80-100重量份步驟1得到的埃洛石氣凝膠，在50-70℃下混合均勻后，加入0.1-1重量份12mol/L的氯化氫的水溶液(即鹽酸)，室溫20-25攝氏度下混合均勻后靜置反應30-180min，隨后保持室溫20-25攝氏度下加入0.01-0.2重量份氫氧化鈉固體并攪拌至完全溶解且混合均勻，將上述溶液靜置2-6h后得到濕態凝膠，將濕態凝膠置于CO₂超臨界高壓萃取裝置中，以CO₂為介質在溫度35-50℃和氣壓7-10MPa下進行干燥3-10h,即可得到二氧化硅-埃洛石復合氣凝膠。

在步驟2中，以CO₂為介質進行超臨界干燥，溫度為40—45℃，氣壓為8—9MPa。