的發(fā)泡水泥的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種摻雜納米孔SiO2的發(fā)泡水泥的制備方法，屬于建筑用保溫材料【技術(shù)領(lǐng)域】。通過在發(fā)泡水泥中摻雜具有超低的導(dǎo)熱系數(shù)和密度、超大孔隙率、不燃、疏水等優(yōu)異性能納米孔SiO2，制備得到了摻雜納米孔SiO2的發(fā)泡水泥，在不影響其易于墻體貼合等實(shí)用性能的同時(shí)，提高其保溫、阻燃、防潮等綜合性能。用本發(fā)明提供的方法反應(yīng)工藝簡單、條件溫和、流程短，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種摻雜納米孔Si02的發(fā)泡水泥的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑用保溫材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種摻雜納米孔S12的發(fā)泡水泥的制備方法。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]發(fā)泡水泥作為一種新型無機(jī)保溫材料，具有孔隙率高、密度小、阻燃且綠色環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑外墻體外溫等領(lǐng)域，達(dá)到減低冷熱損耗、節(jié)能減排的效果。在外墻外保溫體系中，傳統(tǒng)的保溫材料一般為聚氨酯、聚苯等有機(jī)保溫材料，但公安部、住建部在《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》明確規(guī)定“民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級(不燃)的材料”后，國家開始大力發(fā)展具有高效阻燃性能的無機(jī)類絕熱材料，發(fā)泡水泥由于具有優(yōu)異的絕熱、阻燃等性能受到了高度關(guān)注。
[0004]在國家不斷加大修建節(jié)能戰(zhàn)略部署的大框架下，各地紛繁出臺(tái)了更為嚴(yán)厲的建筑節(jié)能規(guī)范，對絕熱保溫材料提出了更低熱導(dǎo)率的要求。通過與其他熱導(dǎo)率更低的保溫材料復(fù)合，是目前降低發(fā)泡水泥熱導(dǎo)率的主要方式之一。CN203684568U制備了一種氣凝膠復(fù)合發(fā)泡水泥保溫裝飾一體化板，通過粘結(jié)砂漿在發(fā)泡水泥板表面復(fù)合一層熱導(dǎo)率更低的氣凝膠氈提高其保溫性能。CN103408247A提供了一種添加發(fā)泡酚醛顆粒發(fā)泡水泥保溫板的制備方法，通過在發(fā)泡水泥保溫板內(nèi)添加酚醛顆粒，降低發(fā)泡水泥的導(dǎo)熱系數(shù)和容重，同時(shí)增加其韌性。然而，通過表層復(fù)合的方式增加了絕熱板與墻面貼合的困難，通過添加有機(jī)保溫材料的復(fù)合方式又會(huì)影響材料的阻燃性能。
[0005]因此，選擇一種性能優(yōu)異的絕熱材料，并通過合適的方式與發(fā)泡水泥復(fù)合，在不降低發(fā)泡水泥其他性能的同時(shí)提高其保溫、阻燃等性能，仍然是本領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)難題。
[0006]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種新型發(fā)泡水泥基保溫材料的制備方法，通過與納米孔S12的有效復(fù)合，提高發(fā)泡水泥保溫、阻燃、防潮等綜合性能。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:納米孔S12由于具有超低的導(dǎo)熱系數(shù)和密度、超大孔隙率、不燃、疏水等優(yōu)異性能，成為目前最受關(guān)注的無機(jī)保溫材料，但其強(qiáng)度差的問題限制了其廣泛應(yīng)用。因此，本發(fā)明通過在發(fā)泡水泥中摻雜納米孔S12，在不影響其易于墻體貼合等實(shí)用性能的同時(shí)，提高其保溫、阻燃、防潮等綜合性能。
[0009]具體制備步驟為:
1.納米孔S12的制備
1.1普通納米孔S12的制備將硅源、水和無水乙醇以一定的重量比混合，在室溫下超聲10~30 min均勻混合，加入堿催化劑，再次超聲混合均勻后，將上述溶液密封保存，在20~80 °C保溫5 min~240 min形成凝膠。將得到的凝膠置于適量的無水乙醇中，陳化12~36 h。每隔12~36 h換一次無水乙醇，重復(fù)2~6次。將陳化處理過的凝膠取出，經(jīng)過超臨界干燥得到納米孔Si02。其中，硅源、水、無水乙醇、堿催化劑的重量比為1:1~10:1~10:0.005-1 ο
[0010]所述的前驅(qū)體硅源包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中的一種或幾種。其中優(yōu)選正硅酸乙酯。
[0011]所述的堿催化劑包括:氟化銨、氨水、一乙醇胺，二乙醇胺、三乙醇胺中的一種或幾種。其中優(yōu)選氟化銨和氨水的混合物。
[0012]1.2改性納米孔S12的制備
將硅源、酚類、醛類和無水乙醇以一定的重量比混合，在室溫下攪拌10~30 min使其均勻混合，將上述溶液密封保存，在20~80 °C保溫12~72 h形成凝膠。然后將得到的凝膠浸泡在乙醇中，在20~60 °C保溫12~72 h移除殘留的化學(xué)物質(zhì)，然后在40~120 °C下干燥12~72h后得到改性納米孔S12。其中，酚類、醛類、硅源和無水乙醇的重量比為1:0.1-5:0.1-10:I?100。
[0013]所述的硅源包括:四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、多聚硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基二甲氧基娃燒、甲基二乙氧基娃燒、3氣丙基二乙氧基娃燒，3氣丙基二甲氧基娃燒中的一種或幾種。其中優(yōu)選重量比為1:0.5-5的甲基三甲氧基硅烷和3氨丙基三乙氧基硅烷的混合娃源。
[0014]所述的酚類包括:苯酚、領(lǐng)苯二酚、間苯二酚、對苯二酚、3氨基苯酚、4氨基苯酚、間苯三酚中的一種或幾種。其中優(yōu)選間苯二酚。
[0015]所述的醛類包括:甲醛、乙醛、糠醛中的一種或幾種。其中優(yōu)選甲醛。
[0016]2.摻雜納米孔Si02&泡水泥的制備
將水泥、納米孔S12、粉煤灰、纖維、穩(wěn)泡劑、水按一定的重量比混合均勻，然后在上述混合漿體中加入發(fā)泡劑，通過高速攪拌機(jī)攪拌5~60 S，將其注入到模具中，然后在20-60°C熟化12~48 h得到摻雜納米孔S12的發(fā)泡水泥。其中，水泥、改性納米孔S1 2、粉煤灰、纖維、發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、水的重量比為 100:0.01-10:0.01-10:0.01-10:0.01-5:0.001-1:10?100。
[0017]所述的納米孔S12為上述制得的普通納米孔S12、改性納米孔S12中的一種。
[0018]所述的纖維為玻璃纖維、高硅氧纖維，陶瓷纖維、芳綸纖維、滌綸纖維的一種或幾種。
[0019]所述的發(fā)泡劑為雙氧水、鎂粉、鋁粉、碳酸氫鈉中的一種或幾種。
[0020]所述的穩(wěn)泡劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅、羥丙基甲基纖維素中的一種或幾種。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:1)通過在發(fā)泡水泥中摻雜納米孔S1#U備得到了摻雜納米孔S12的發(fā)泡水泥；2)用本發(fā)明提供的方法制備的發(fā)泡水泥，實(shí)現(xiàn)了保溫、阻燃、防潮等綜合性能的提升；3)用本發(fā)明提供的方法反應(yīng)工藝簡單、條件溫和、流程短，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0022]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明制備方法的流程圖

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體的實(shí)施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。
[0025]實(shí)施案例I
將正硅酸乙酯、水和無水乙醇以一定的重量比混合，在室溫下超聲20 min均勻混合，力口入適量的堿催化劑氟化銨/氨水，再次超聲混合均勻后，將上述溶液密封保存，在40 °C保溫30 min形成凝膠。將得到的凝膠中置于適量的無水乙醇中，陳化至少24 h，每隔24 h換一次乙醇溶液，換4次。采用無水乙醇為超臨界溶劑，在260 °C下進(jìn)行超臨界干燥得到納米?LSi02O其中，正硅酸乙酯、水、無水乙醇、氟化銨、氨水的重量比為1:3.6:3.6:0.04:0.4。
[0026]將水泥、納米孔S12、粉煤灰、玻璃纖維、硬脂酸鈣、水按一定的重量比混合均勻，然后在上述混合漿體中加入雙氧水，通過高速攪拌機(jī)攪拌30 S，將其注入到模具中，然后在40 °C熟化24 h得到摻雜納米孔S12發(fā)泡水泥。其中，水泥、改性納米孔S12、粉煤灰、玻璃纖維、雙氧水、硬脂酸鈣、水的重量比為100:0.05:2:0.02:2.2:0.1:60。
[0027]實(shí)施案例2
將甲基三甲氧基硅烷、3氨丙基三乙氧基硅烷、間苯二酚、甲醛和無水乙醇以1:1:0.4:0.5:12的重量比混合，在室溫下攪拌20 min使其均勻混合，將上述溶液密封保存，在40 °C保溫24 h形成凝膠。然后將得到的凝膠浸泡在乙醇中，在40 °C保溫24 h移除殘留的化學(xué)物質(zhì)，然后在60 °C下干燥24 h后得到改性納米孔Si02。
[0028]將水泥、改性納米孔S12、粉煤灰、玻璃纖維、硬脂酸鈣、水按一定的重量比混合均勻，然后在上述混合漿體中加入雙氧水，通過高速攪拌機(jī)攪拌30 S，將其注入到模具中，然后在40 °C熟化24 h得到摻雜改性納米孔S12發(fā)泡水泥。其中，水泥、改性納米孔S12、粉煤灰、玻璃纖維、雙氧水、硬脂酸鈣、水的重量比為100:0.03:2:0.02:2.2:0.1:60。
[0029]以上所述僅是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種摻雜納米孔3102的發(fā)泡水泥的制備方法，具體制備步驟為: (1)納米孔Si02的制備 普通納米孔Si02的制備，將硅源、水和無水乙醇以一定的重量比混合，在室溫下超聲10-30 min均勻混合，加入堿催化劑，再次超聲混合均勻后，將上述溶液密封保存，在20~80°C保溫5 min~240 min形成凝膠，將得到的凝膠置于適量的無水乙醇中，陳化12~36 h，每隔12~36 h換一次無水乙醇，重復(fù)2~6次，將陳化處理過的凝膠取出，經(jīng)過超臨界干燥得到納米孔Si02，其中，硅源、水、無水乙醇、堿催化劑的重量比為1:1~10:1~10:0.005-1 ； (2)摻雜納米孔Si02&泡水泥的制備 將水泥、納米孔Si02、粉煤灰、纖維、穩(wěn)泡劑、水按一定的重量比混合均勻，然后在上述混合漿體中加入發(fā)泡劑，通過高速攪拌機(jī)攪拌5~60 s，將其注入到模具中，然后在20-60°C熟化12~48 h得到摻雜納米孔Si02的發(fā)泡水泥，其中，水泥、改性納米孔Si02、粉煤灰、纖維、發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、水的重量比為 100:0.01-10:0.01-10:0.01-10:0.01-5:0.001-1:10?100。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中， 所述的硅源包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中的一種或幾種，其中優(yōu)選正硅酸乙酯； 所述的堿催化劑包括:氟化銨、氨水、一乙醇胺，二乙醇胺、三乙醇胺中的一種或幾種，其中優(yōu)選氟化銨和氨水的混合物； 所述的纖維為玻璃纖維、高硅氧纖維，陶瓷纖維、芳綸纖維、滌綸纖維的一種或幾種； 所述的發(fā)泡劑為雙氧水、鎂粉、鋁粉、碳酸氫鈉中的一種或幾種； 所述的穩(wěn)泡劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅、羥丙基甲基纖維素中的一種或幾種。
3.一種摻雜納米孔3102的發(fā)泡水泥的制備方法，具體制備步驟為: (1)納米孔Si02的制備 改性納米孔Si02的制備，將硅源、酚類、醛類和無水乙醇以一定的重量比混合，在室溫下攪拌10~30 min使其均勻混合，將上述溶液密封保存，在20~80 °C保溫12~72 h形成凝膠，然后將得到的凝膠浸泡在乙醇中，在20~60 °C保溫12~72 h移除殘留的化學(xué)物質(zhì)，然后在40~120 °C下干燥12~72 h后得到改性納米孔Si02，其中，酚類、醛類、硅源和無水乙醇的重量比為 1:0.1-5:0.1-10:1~100 ； (2)摻雜納米孔Si02&泡水泥的制備 將水泥、納米孔Si02、粉煤灰、纖維、穩(wěn)泡劑、水按一定的重量比混合均勻，然后在上述混合漿體中加入發(fā)泡劑，通過高速攪拌機(jī)攪拌5~60 s，將其注入到模具中，然后在20-60°C熟化12~48 h得到摻雜納米孔Si02的發(fā)泡水泥，其中，水泥、改性納米孔Si02、粉煤灰、纖維、發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、水的重量比為 100:0.01-10:0.01-10:0.01-10:0.01-5:0.001-1:10?100。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其中， 所述的硅源包括:四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、多聚硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基二甲氧基娃燒、甲基二乙氧基娃燒、3氣丙基二乙氧基娃燒，3氣丙基二甲氧基娃燒中的一種或幾種，其中優(yōu)選重量比為1:0.5-5的甲基三甲氧基硅烷和3氨丙基三乙氧基硅烷的混合娃源； 所述的酚類包括:苯酚、領(lǐng)苯二酚、間苯二酚、對苯二酚、3氨基苯酚、4氨基苯酚、間苯三酚中的一種或幾種，其中優(yōu)選間苯二酚； 所述的醛類包括:甲醛、乙醛、糠醛中的一種或幾種，其中優(yōu)選甲醛； 所述的纖維為玻璃纖維、高硅氧纖維，陶瓷纖維、芳綸纖維、滌綸纖維的一種或幾種； 所述的發(fā)泡劑為雙氧水、鎂粉、鋁粉、碳酸氫鈉中的一種或幾種； 所述的穩(wěn)泡劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅、羥丙基甲基纖維素中的一種或幾種。
【文檔編號(hào)】C04B38/02GK104445217SQ201410659615
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】王戈, 高鴻毅, 金召奎, 欒奕, 董文鈞, 黨蕊, 李潔, 譚麗 申請人:北京科技大學(xué)