專利名稱：一種生態(tài)保溫隔熱吸聲板材及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種保溫隔熱吸聲板材，尤其涉及一種生態(tài)保溫隔熱吸聲板材及其制備方法。
背景技術：
為實現(xiàn)建筑節(jié)能降耗，我國目前采取的策略主要是對建筑物維護結構進行處理以降低墻體和屋面的傳熱系數(shù)，具體途徑是在建筑物維護結構中增加鋪設保溫隔熱材料?，F(xiàn)有技術主要采用以聚苯乙烯粒料或聚氨酯粒料為主要材料制成的聚苯板保溫系統(tǒng)和聚氨酯保溫系統(tǒng)，其熱傳導系數(shù)可分別達到0.045W/m2.K和0.026W/m2.K。具有較低的熱傳導系數(shù)，用在建筑物維護結構中可提高保溫隔熱效果。但是現(xiàn)有聚苯板保溫系統(tǒng)和聚氨酯保溫系統(tǒng)用于建筑物維護結構存在以下缺陷一、無論是聚苯板和聚氨酯，其合成的原料都是從作為主要能源資源的石油中提取的。制備它們需要耗費大量儲量有限且不可再生的能源資源-石油；二、建筑物維護結構的主體材料是無機硅酸鹽系統(tǒng)，而以聚苯板和聚氨酯為代表的保溫系統(tǒng)其主要材料是有機高分子系統(tǒng)，將保溫材料鋪設到建筑物材料上，二者不易結合緊密，影響其使用壽命和保溫效果；三、聚苯板保溫系統(tǒng)和聚氨酯保溫系統(tǒng)有木纖維質和木材的氣味，容易受到以白蟻為代表的生物的侵蝕，進一步降低其使用壽命；四、聚苯板保溫系統(tǒng)和聚氨酯保溫系統(tǒng)中的聚苯乙烯或聚氨酯材料易于燃燒，導致火災、不安全。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是提供一種生態(tài)保溫隔熱吸聲板材，該板材隔熱、吸聲效果好，使用壽命長、生產成本低，生態(tài)環(huán)保、節(jié)約資源。
本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術方案是一種生態(tài)保溫隔熱吸聲板材，含有的主要成份及其重量配比為無機膠凝材料10-95份，輕質骨料5-90份，纖維0.1-10份，引氣劑1-20份，表面活性劑0.1-10份；增韌材料0.1-10份，該增韌材料為納米級的乳膠粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸的一種或一種以上的混合物；水60-300份。
與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明的板材的有益效果是一、輕質骨料也即高爐礦渣、粉煤灰、冷凝硅粉、分子篩、活性氧化鋁、浮石或硅藻土中的一種或一種以上的混合物。采用輕質骨料作為板材的主要材料既避免了現(xiàn)有技術中主要原材料必須消耗石油資源的問題，明顯降低材料成本；同時輕質骨料可有效降低板材的自重，防火阻燃性能好。二、高爐礦渣、煙氣粉塵和冷凝硅粉是火力發(fā)電或鐵合金冶煉等行業(yè)在燃燒過程中產生的固體廢物。本發(fā)明選這些輕質骨料，有效地解決了火力發(fā)電或鐵合金冶煉等行業(yè)的固體廢棄物對環(huán)境的破壞與污染，有利于環(huán)保，符合產業(yè)發(fā)展方向。三、組分中起凝固硬化作用的無機膠凝材料即水泥、水玻璃、石膏、生石灰，在板材中的最終生成物是無機硅酸鹽，由其構成的板材與主體成分同是硅酸鹽的無機建筑物維護結構之間粘結容易，利用普通粘結材料即可牢固粘結，保溫效果好，施工簡單，成本低，使用壽命長。四、組份中的纖維作為增強材料，能有效增加板材的拉伸強度；納米級的乳膠粉或聚乙烯醇或聚丙烯酸作為增韌材料能有效增加板材的韌性，使得本發(fā)明的板材的綜合力學性能得到提高。五、本發(fā)明的板材不具有木材的氣味，不易受到白蟻等生物的侵蝕，使用壽命長。
上述的纖維是玻璃纖維、氧化鋅晶須、硅酸鈣晶須、聚芳酰胺纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚甲醛纖維或聚苯撐苯并雙噻唑纖維中的一種。這些纖維的成本低且強度高，增強板材結構強度的效果好。
上述的引氣劑是電石、鋁粉、雙氧水中的一種或一種以上的混合物。三種引氣劑使用廣泛、成本低，引氣效果好。能使板材形成多而小的氣孔，增強保溫、吸聲效果。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種制備上述生態(tài)保溫隔熱吸聲板材的方法。該方法操作簡單，能耗低。
本發(fā)明實現(xiàn)上述第二個發(fā)明目的所采用的技術方案是一種制備權利要求1的所述的生態(tài)保溫隔熱吸聲板材的方法，由以下步驟組成a、稱取所述份數(shù)的纖維、增韌材料和表面活性劑溶解在水中形成聚合物乳液；b、另稱取所述份數(shù)的無機膠凝材料、輕質骨料、纖維，置入攪拌器中混合均勻，得干粉混合料；c、將b步的干粉混合料加入到a步的聚合物乳液中，攪拌、分散，得到漿料；d、將所述份數(shù)的引氣劑加入到c步的漿料中，攪拌、分散均勻后，灌入膜腔中，完全干燥后，切割后即可。
本發(fā)明的方法在d步的漿料中，由于各組分具有流動性，在分子間相互作用力下，各組分有選擇性地聚集。由于引氣劑產生的氣體逐漸增多和無機膠凝材料的不斷凝固硬化在開始階段，引氣劑產生的氣體其壓力大于無機膠凝材料的耐受壓力，氣孔逐漸增多、增大；隨著時間的延長，無機膠凝材料逐漸凝固硬化，其能夠承受的壓力逐漸增加，氣孔產生、變大的速度減緩；最后，當無機膠凝材料凝固硬化到其耐受壓力與引氣劑產生的氣體壓力相當時，氣孔不再增多、增大，直到無機膠凝材料完全凝固硬化。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明方法的有益效果是納米級的增韌材料在表面活性劑的作用下分散、形成納米級的增韌材料乳液。該乳液與干粉混合料混合后，干粉混合料在形成的漿料中也產生出眾多的納米材料。由于納米材料具有高比表面，量子效應和隧道效應等特性，使得混合后的漿料比常規(guī)漿料具有更好的流動性，各組分在分子間作用力的作用下，通過無機膠凝材料的不斷凝固硬化，實現(xiàn)原位自組裝；在原位自組裝的過程中，引氣劑產生氣體并形成氣孔，使得成型后的板材具備大量的微小氣孔，增強了保溫、吸聲性能。同時納米材料具有的高反應活性使得引發(fā)過程基本不需要外界提供能量，再加之主體反映本身是一個放熱反應，因此制備過程是在常溫常壓下實現(xiàn)，整個制備能耗低，無廢氣、廢水、廢渣排放。
下面結合具體的實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
具體實施例方式
實施例1～34本發(fā)明的實施例均由以下步驟組成a、稱取下表所列份數(shù)的纖維、增韌材料和表面活性劑溶解在水中形成聚合物乳液；b、另稱取下表所列份數(shù)的無機膠凝材料、輕質骨料、纖維，置入攪拌器中混合均勻，得干粉混合料；c、將b步的干粉混合料加入到a步的聚合物乳液中，攪拌、分散，得到漿料；d、將下表所列份數(shù)的引氣劑加入到c步的漿料中，攪拌、分散均勻后，灌入膜腔中，完全干燥后，切割后即可。
各實施制得板材的熱傳導率測試結果，見表中最后一列。該測試結果表明，本發(fā)明的板材的保溫隔熱效果好。
實施例1-34各組分選用的具體材料名稱及重量份數(shù)和熱傳導率測試結果表


本發(fā)明中的無機凝膠材料為現(xiàn)有的任意一種無機凝膠材料，即水玻璃、復合水玻璃、水泥、石膏或生石灰中的一種或一種以上的混合物。輕質骨料也為現(xiàn)有的任意一種輕質骨料，即高爐礦渣、粉煤灰、冷凝硅粉、分子篩、活性氧化鋁、浮石或硅藻土中的一種或一種以上的混合物。表面活性劑也是現(xiàn)有的任意一種表面活性劑如最常見的肥皂、洗衣粉。
本發(fā)明在實施時可根據設計要求，將多孔狀結構的輕質塊體材料切割成所需尺寸，即可獲得可工程應用的保溫隔熱吸聲板。本發(fā)明的生態(tài)保溫隔熱吸聲板除可用作建筑維護結構的保溫、隔熱、吸聲板材外，還可以用作能源、環(huán)境、宇航和交通、生物與農業(yè)等各種領域的保溫、隔熱、吸聲板材。
權利要求
1.一種生態(tài)保溫隔熱吸聲板材，含有的主要成份及其重量配比為無機膠凝材料10-95份，輕質骨料5-90份，纖維0.1-10份，引氣劑1-20份，表面活性劑0.1-10份；增韌材料0.1-10份，該增韌材料為納米級的乳膠粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸的一種或一種以上的混合物；水60-300份。
2.如權利要求1所述的一種生態(tài)保溫隔熱吸聲板材，其特征在于所述的纖維是玻璃纖維、氧化鋅晶須、硅酸鈣晶須、聚芳酰胺纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚甲醛纖維或聚苯撐苯并雙噻唑纖維中的一種。
3.如權利要求1所述的一種生態(tài)保溫隔熱吸聲板材，其特征在于所述的引氣劑是電石、鋁粉、雙氧水中的一種或一種以上的混合物。
4.一種制備權利要求1所述的生態(tài)保溫隔熱吸聲板材的方法，由以下步驟組成a、稱取所述份數(shù)的纖維、增韌材料和表面活性劑溶解在水中形成聚合物乳液；b、另稱取所述份數(shù)的無機膠凝材料、輕質骨料、纖維，置入攪拌器中混合均勻，得干粉混合料；c、將b步的干粉混合料加入到a步的聚合物乳液中，攪拌、分散，得到漿料；d、將所述份數(shù)的引氣劑加入到c步的漿料中，攪拌、分散均勻后，灌入膜腔中，完全干燥后，切割后即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生態(tài)保溫隔熱吸聲板材及其制備方法，它含有的主要成份及其重量配比為無機膠凝材料10－95份，輕質骨料5－90份，纖維0.1－10份，引氣劑1－20份，表面活性劑0.1－10份；增韌材料0.1－10份，該增韌材料為納米級的乳膠粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸的一種或一種以上的混合物；水60－300份。該種保溫隔熱吸聲板材隔熱、吸聲效果好，使用壽命長、生產成本低，生態(tài)環(huán)保、節(jié)約資源。
文檔編號C04B16/04GK101050085SQ20071004878
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月2日 優(yōu)先權日2007年4月2日
發(fā)明者楚瓏晟, 易錦, 呂旺春, 吳國峰, 常笑蕾 申請人:西南交通大學