專利名稱：一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合保溫板及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來,南京中環(huán)國(guó)際廣場(chǎng)、哈爾濱經(jīng)緯360度雙子星大廈、濟(jì)南奧體中心、北京央視新址附屬文化中心、上海膠州教師公寓、沈陽皇朝萬鑫大廈等相繼發(fā)生建筑外保溫材料火災(zāi)，造成嚴(yán)重人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，建筑易燃可燃外保溫材料已成為一類新的火災(zāi)隱患，由此引發(fā)的火災(zāi)已呈多發(fā)勢(shì)頭。公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部以公通字[2009]46號(hào)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(jí)的材料。在此基礎(chǔ)上，中華人民共和國(guó)公安部進(jìn)一步以公消[2011]65號(hào)發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步明確民用建筑外保溫材料消防監(jiān)督管理有關(guān)要求》的通知。目前市場(chǎng)上無機(jī)保溫材料少見，性價(jià)比高的無機(jī)保溫材料更是罕見。當(dāng)市場(chǎng)占有量達(dá)90% 的有機(jī)保溫材料處于停滯觀望之時(shí)，作為達(dá)到防火等級(jí)A級(jí)的外墻外保溫?zé)o機(jī)材料一泡沫玻璃和巖棉卻迎來了前所未有的市場(chǎng)良機(jī)。今年以來，巖棉價(jià)格已由42兀/平方米左右飆升至200多元/平方米。即便如此，市場(chǎng)需求仍然供不應(yīng)求。保溫泡沫玻璃也在其廣泛應(yīng)用上出現(xiàn)瓶頸問題。在有機(jī)保溫材料處于停滯觀望之時(shí)，低溫泡沫玻璃保溫材料也應(yīng)運(yùn)而生。低溫泡沫玻璃保溫材料是將硅酸鹽水溶液、含硼或含鋁原料通過膠體化學(xué)工藝得到高粘度溶膠，然后將得到的溶膠進(jìn)行低溫干燥及發(fā)泡熱處理得到的一種新型非晶態(tài)、多孔水合玻璃材料。這種低溫泡沫玻璃與泡沫玻璃有著許多相同之處內(nèi)部充滿無數(shù)開口或閉口的小氣孔，氣孔的面積占總體積的80°/Γ90%，孔徑大小為O. 5 2mm，也有的小到幾微米；一種性能優(yōu)越的絕熱保溫、防火的輕質(zhì)建筑材料和裝飾材料，A級(jí)不燃與建筑物同壽命。用于建筑外保溫的低溫泡沫玻璃保溫材料能達(dá)到保溫防火的功效。但是，由于低溫泡沫玻璃保溫材料脆性大，它的應(yīng)用場(chǎng)合有一定的限制性，如外加裝飾層的外保溫工程。為了提高材料的柔韌性，通常的做法是將鋼絲網(wǎng)和脆性材料進(jìn)行復(fù)合。傳統(tǒng)的復(fù)合保溫板結(jié)構(gòu)包括保溫層、粘結(jié)劑層、增強(qiáng)層的復(fù)合保溫層，或者用錨釘將保溫層和增強(qiáng)層結(jié)合在一起的保溫層。這種“以粘為主，以錨為輔，粘錨結(jié)合”的復(fù)合方式保溫層結(jié)構(gòu)都存在著不同的缺點(diǎn)，有的施工復(fù)雜質(zhì)量不高，有的復(fù)合層結(jié)構(gòu)不牢靠。而且低溫泡沫玻璃和鋼絲網(wǎng)是兩種完全不同材質(zhì)的材料，要想很好地解決兩者之間的界面結(jié)合問題也是一大技術(shù)難點(diǎn)。因此，尋求一種新的復(fù)合方法是拓寬低溫泡沫玻璃保溫材料廣泛應(yīng)用中首當(dāng)其沖要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板及其制備方法，該復(fù)合保溫板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，表面抗裂性能佳，抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度大，抗疲勞性及穩(wěn)定性良好，承重能力大，抗震性能也非常好，該方法操作簡(jiǎn)單，成本低。本發(fā)明的一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板，包括保溫層、表面層和腹絲，所述的保溫層為低溫泡沫玻璃，表面層為鋼絲網(wǎng)架，所述的鋼絲網(wǎng)架滲進(jìn)低溫泡沫玻璃的表面處并與之貼合，且在鋼絲網(wǎng)架上穿插有對(duì)鋼絲網(wǎng)架和低溫泡沫玻璃起固定、支撐作用的腹絲。
所述的腹絲的穿插方式為斜插。所述的腹絲采用與表面層相同的鋼絲制成。本發(fā)明的一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板的制備方法，包括(I)通過膠體化學(xué)工藝在不凝膠的前提下得到高粘度溶膠；(2)將帶腹絲的鋼絲網(wǎng)架進(jìn)行去油污處理，然后置于上述高粘度溶膠中浸泡，取出后得到浸泡后的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架；(3)將步驟(I)得到的溶膠進(jìn)行干燥得到中間料并將其進(jìn)行碎裂處理，碎裂后的中間料顆粒粒徑范圍為O. 3 I. 6mm ;同時(shí)將步驟(2)得到的浸泡后的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架進(jìn)行相同的干燥處理；(4)將步驟(3)得到的干燥處理后的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架放進(jìn)模具中，隨后將步驟(3)得到的碎裂后中間料均勻地放進(jìn)模具中，最后密封模具并進(jìn)行熱處理，即得低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板。步驟(I)中所述的膠體化學(xué)工藝的具體操作為含硼原料、含鋁原料、堿ROH中的一種或幾種與硅酸鹽水溶液在攪拌下混合均勻，其中含硼原料與含鋁原料的添加量不同時(shí)為零，R為L(zhǎng)i、Na、K等堿金屬元素中的一種或幾種。所述的含硼原料為硼酸、硼砂、含硼礦物中的一種或幾種。所述的含鋁原料為磷酸二氫鋁、磷酸鋁、氫氧化鋁、含鋁礦物中的一種或幾種。步驟(3)中所述的中間料的含水率為25 50%。步驟(4)中所述的熱處理的具體操作為先以速率10 40°C /min升溫至250 500°C并保溫，保溫時(shí)間不少于O. 5h，再以降溫速率I 30°C /min降至室溫，即可。本發(fā)明低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板的特別之處在于所述保溫層、表面層和持力層之間不需要任何外加粘合劑而牢牢地連接在一起。所述帶腹絲的鋼絲網(wǎng)架在被放入模具前需先進(jìn)行去油污處理，然后將其放在高粘度溶膠中浸泡，最后同高粘度溶膠作同樣的干燥處理；這是此項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵。這是因?yàn)橐环矫?，?jīng)過去油污處理的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架在高粘度溶膠中浸泡時(shí)能夠很好地吸附溶膠；另一方面，經(jīng)過浸泡的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架同高粘度溶膠作同樣的干燥處理后，帶腹絲鋼絲網(wǎng)架上附有可發(fā)泡的溶膠與中間料含水率相同，從而與中間料在發(fā)泡過程中均勻地結(jié)合為一體，不會(huì)發(fā)生明顯的分層現(xiàn)象。這樣一來，低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板的保溫層、表面層和腹絲之間不需要任何外加粘合劑而牢牢地連接在一起。本發(fā)明的新型低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板，鋼絲網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的上下兩表面層大大地提高了保溫板的抗裂性能，中間的腹絲則增強(qiáng)了保溫板的抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。采用此結(jié)構(gòu)的新型低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，表面抗裂性能佳，抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度大，抗疲勞性及穩(wěn)定性良好，承重能力大，抗震性能也非常好。低溫泡沫玻璃復(fù)合保溫板工藝簡(jiǎn)單，成本低，非常適用于外加裝飾層的外保溫工程。
有益效果( I)復(fù)合保溫板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，表面抗裂性能佳，抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度大，抗疲勞性及穩(wěn)定性良好，承重能力大，抗震性能也非常好，適用于外加裝飾層的外保溫工程；(2)本發(fā)明的制備方 法操作簡(jiǎn)單，成本低。


圖I為本發(fā)明的低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板的表面層鋼絲網(wǎng)架結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板實(shí)驗(yàn)樣品的照片；圖4為鋼絲網(wǎng)架未經(jīng)處理得到的實(shí)驗(yàn)樣品照片；其中I-表面層、2-腹絲、3-保溫層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例I以模數(shù)M=3. 3、固含量為35%的液態(tài)鈉水玻璃，硼酸及KOH為原料進(jìn)行試驗(yàn)。按重量計(jì)的配方為水玻璃100，硼酸4. 51，K0H3，原料中主要組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Si02 63. 42%，B2O36. 06%, (Na2CHK2O) 30. 52%。將按照以上配比的原料進(jìn)行強(qiáng)制攪拌混合均勻，在不凝膠的前提下得到高粘度的溶膠體系；將已進(jìn)行去油污處理的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架放在高粘度溶膠中浸泡。接著將高粘度溶膠和浸泡后的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架在110°C溫度下進(jìn)行干燥16h，此時(shí)中間料的含水率約為35%;然后將帶腹絲鋼絲網(wǎng)架放進(jìn)模具中，隨后將碎裂后的中間料均勻地放進(jìn)去，密封模具并移入烘箱中；最后以速率5°C /min升溫至300°C并保溫2h，以降溫速率2V /min降至室溫即得新型低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板。所得到的低溫泡沫玻璃的容重為227kg/m3，抗壓強(qiáng)度I. 38MPa，導(dǎo)熱系數(shù)O. 055W/m-K,失重率I. 3%，軟化系數(shù)92. 6%。按照本發(fā)明的制備方法制得的新型低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，表面抗裂性能佳，抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度大，抗疲勞性及穩(wěn)定性良好，承重能力大，抗震性能也非常好。低溫泡沫玻璃復(fù)合保溫板工藝簡(jiǎn)單，成本低，非常適用于外加裝飾層的外保溫工程。實(shí)施例2以模數(shù)M=3.0、固含量為37%的液態(tài)鉀水玻璃，硼砂為原料進(jìn)行試驗(yàn)。按重量計(jì)的配方為水玻璃100，硼砂10，原料中主要組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=SiO2 57.48%，B2038. 67%,(Na2CHK2O) 33. 85%。將按照以上配比的原料進(jìn)行強(qiáng)制攪拌混合均勻，在不凝膠的前提下得到高粘度的溶膠體系；將已進(jìn)行去油污處理的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架放在高粘度溶膠中浸泡。接著將高粘度溶膠和浸泡后的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架在120°C溫度下進(jìn)行干燥10h，此時(shí)中間料的含水率約為42%;然后將帶腹絲鋼絲網(wǎng)架放進(jìn)模具中，隨后將碎裂后的中間料均勻地放進(jìn)去，密封模具并移入烘箱中；最后以速率15°C /min升溫至300°C并保溫3h，以降溫速率2V /min降至室溫即得新型低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板。所得到的低溫泡沫玻璃的容重為185kg/m3，抗壓強(qiáng)度I. 08MPa,導(dǎo)熱系數(shù)O. 053W/m-K,失重率I. 7%，軟化系數(shù)90. 2%。按照本發(fā)明的制備方法制得的新型低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，表面抗裂性能佳，抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度大，抗疲勞性及穩(wěn)定性良好，承重能力大，抗震性能也非常好。低溫泡沫玻璃復(fù)合保溫板工藝簡(jiǎn)單，成本低，非常適用于外加裝飾層的外保溫工程。實(shí)施例3以模數(shù)M=3. O、固含量為37%的液態(tài)鉀水玻璃，磷酸二氫鋁為原料進(jìn)行試驗(yàn)。按重量計(jì)的配方為水玻璃100，磷酸二氫鋁20，原料中主要組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=SiO2 60. 36%,Α12038· 12%, K2O 31. 52%。 將按照以上配比的原料進(jìn)行強(qiáng)制攪拌混合均勻，在不凝膠的前提下得到高粘度的溶膠體系；將已進(jìn)行去油污處理的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架放在高粘度溶膠中浸泡。接著將高粘度溶膠和浸泡后的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架在90°C溫度下進(jìn)行干燥15h，此時(shí)中間料的含水率約為28%;然后將帶腹絲鋼絲網(wǎng)架放進(jìn)模具中，隨后將碎裂后的中間料均勻地放進(jìn)去，密封模具并移入烘箱中；最后以速率20°C /min升溫至300°C并保溫2h，以降溫速率8°C /min降至室溫即得新型低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板。所得到的低溫泡沫玻璃的容重為165kg/m3，抗壓強(qiáng)度I. 02MPa,導(dǎo)熱系數(shù)O. 050W/m-K,失重率2. 0%，軟化系數(shù)89. 7%。按照本發(fā)明的制備方法制得的新型低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，表面抗裂性能佳，抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度大，抗疲勞性及穩(wěn)定性良好，承重能力大，抗震性能也非常好。低溫泡沫玻璃復(fù)合保溫板工藝簡(jiǎn)單，成本低，非常適用于外加裝飾層的外保溫工程。實(shí)施例4以模數(shù)M=3. O、固含量為37%的液態(tài)鈉水玻璃，磷酸二氫鋁為原料進(jìn)行試驗(yàn)。按重量計(jì)的配方為水玻璃100，磷酸二氫鋁20，原料中主要組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=SiO2 60. 36%,Α12038· 12%, Na2O 31. 52%。將按照以上配比的原料進(jìn)行強(qiáng)制攪拌混合均勻，在不凝膠的前提下得到高粘度的溶膠體系；將已進(jìn)行去油污處理的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架放在高粘度溶膠中浸泡。接著將高粘度溶膠和浸泡后的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架在在室溫下(約30°C)進(jìn)行干燥30h，此時(shí)中間料的含水率約為50% ;然后將帶腹絲鋼絲網(wǎng)架放進(jìn)模具中，隨后將碎裂后的中間料均勻地放進(jìn)去，密封模具并移入烘箱中；最后以速率15°C /min升溫至300°C并保溫6h，以降溫速率6°C /min降至室溫即得新型低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板。所得到的低溫泡沫玻璃的容重為254kg/m3，抗壓強(qiáng)度I. 86MPa，導(dǎo)熱系數(shù)O. 053W/m-K,失重率I. 8%，軟化系數(shù)93. 7%。按照本發(fā)明的制備方法制得的新型低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，表面抗裂性能佳，抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度大，抗疲勞性及穩(wěn)定性良好，承重能力大，抗震性能也非常好。低溫泡沫玻璃復(fù)合保溫板工藝簡(jiǎn)單，成本低，非常適用于外加裝飾層的外保溫工程。
權(quán)利要求
1.一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板，包括保溫層(3)、表面層(I)和腹絲(2)，所述的保溫層(3)為低溫泡沫玻璃，表面層(I)為鋼絲網(wǎng)架，其特征在于鋼絲網(wǎng)架滲進(jìn)低溫泡沫玻璃的表面處并與之貼合，且在鋼絲網(wǎng)架上穿插有對(duì)鋼絲網(wǎng)架和低溫泡沫玻璃起固定、支撐作用的腹絲(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板，其特征在于所述的腹絲(2)的穿插方式為斜插。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板，其特征在于所述的腹絲(2 )采用與表面層相同的鋼絲制成。
4.一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板的制備方法，包括 (1)通過膠體化學(xué)工藝在不凝膠的前提下得到溶膠； (2)將帶腹絲的鋼絲網(wǎng)架進(jìn)行去油污處理，然后置于上述溶膠中浸泡，取出后得到浸泡后的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架； (3)將步驟(I)得到的溶膠進(jìn)行干燥得到中間料并將其進(jìn)行碎裂處理，碎裂后的中間料顆粒粒徑范圍為0. 3 I. 6mm ;同時(shí)將步驟(2)得到的浸泡后的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架進(jìn)行相同的干燥處理； (4)將步驟(3)得到的干燥處理后的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架放進(jìn)模具中，隨后將步驟(3)得到的碎裂后中間料均勻地放進(jìn)模具中，最后密封模具并進(jìn)行熱處理，即得低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的膠體化學(xué)工藝的具體操作為含硼原料、含鋁原料、堿ROH中的一種或幾種與硅酸鹽水溶液在攪拌下混合均勻，其中含硼原料與含鋁原料的添加量不同時(shí)為零，R為L(zhǎng)i、Na、K中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板的制備方法，其特征在于所述的含硼原料為硼酸、硼砂、含硼礦物中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板的制備方法，其特征在于所述的含鋁原料為磷酸二氫鋁、磷酸鋁、氫氧化鋁、含鋁礦物中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的中間料的含水率為25 50%。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板的制備方法，其特征在于步驟(4)中所述的熱處理的具體操作為先以速率10 40°C /min升溫至250 500°C并保溫，保溫時(shí)間不少于0. 5h，再以降溫速率I 30°C /min降至室溫，即可。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低溫泡沫玻璃/鋼絲網(wǎng)架復(fù)合保溫板及其制備方法，包括低溫泡沫玻璃保溫層、鋼絲網(wǎng)架表面層和腹絲，所述的鋼絲網(wǎng)架滲進(jìn)低溫泡沫玻璃的表面處并與之貼合，且在鋼絲網(wǎng)架上穿插有對(duì)鋼絲網(wǎng)架和低溫泡沫玻璃起固定、支撐作用的腹絲；其制備方法，包括(1)制備溶膠；(2)將帶腹絲的鋼絲網(wǎng)架進(jìn)行去油污處理，然后置于溶膠中浸泡；(3)將溶膠干燥得到中間料，并將其進(jìn)行碎裂處理；同時(shí)將浸泡后的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架進(jìn)行相同的干燥處理；(4)將干燥處理后的帶腹絲鋼絲網(wǎng)架和碎裂后的中間料進(jìn)行熱處理，即得。本發(fā)明的復(fù)合保溫板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，表面抗裂性能佳，抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度大，抗疲勞性及穩(wěn)定性良好；本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，成本低。
文檔編號(hào)E04B1/80GK102797301SQ201210295689
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者高錦秀, 王智宇, 屠浩馳, 王小山, 阮華, 李陸寶 申請(qǐng)人:寧波榮山新型材料有限公司