本發(fā)明涉及節(jié)能保溫材料
技術領域：
，特別涉及添加有硅藻土的復合保溫材料及其制備方法。
背景技術：
：目前在國際上，能源問題已成為一個突出的矛盾。我國因經(jīng)濟高速發(fā)展而使能源與環(huán)保問題的矛盾更加突出。我國目前是世界上最大的建筑市場，每年新增約有20億m2建筑，其中95%以上是高能耗建筑，若不采取節(jié)能措施，到2020年全國能源將有50%消耗在建筑上，將給國家經(jīng)濟和能源帶來巨大損失。建筑節(jié)能的主要目的是降低能源消耗，同時減少環(huán)境污染。政府相繼以法律及文件的形式出臺了專項政策，大力推動建筑節(jié)能工作，建筑節(jié)能已成為我國能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策。因此建筑節(jié)能必須與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護等協(xié)調(diào)發(fā)展，這就促使了人們對于建筑材料的保溫隔熱性能、實用價值、材料的穩(wěn)定性和使用壽命、工藝技術的可靠性、生態(tài)環(huán)保性和可循環(huán)利用等方面進行重點研究和開發(fā)。我國現(xiàn)階段所使用的建筑節(jié)能保溫材料主要有以下幾類：（1）無機保溫材料，以巖棉、玻璃棉和膨脹珍珠巖為主，是最先發(fā)展起來的保溫材料，對建筑節(jié)能保溫起到了積極的作用。無機保溫材料耐酸堿、耐腐蝕、不開裂、不脫落、穩(wěn)定性高，不存在老化問題，與建筑墻體同壽命。施工簡便，適用范圍廣，適用于各種墻體基層材質(zhì)和各種形狀復雜墻體的保溫。而且全封閉、無接縫、無空腔，沒有冷熱橋產(chǎn)生。不但可以做外墻外保溫還可以做外墻內(nèi)保溫，或者外墻內(nèi)外同時保溫及屋頂?shù)谋睾偷責岬母魺釋?。防火阻燃安全性好，可廣泛用于密集型住宅、公共建筑、大型公共場所、易燃易爆場所、對防火要求嚴格場所。還可作為防火隔離帶施工，提高建筑防火標準。然而同時存在以下主要缺點：保溫性能差、占地面積大；抗撞擊和受壓強度差；吸濕性大、環(huán)保性能差，在施工和應用中對人體有害。（2）聚氨酯PU硬泡節(jié)能保溫材料，是目前無機和有機保溫材料導熱系數(shù)最低的一種材料。在達到同樣隔熱效果條件下，它使用的保溫材料厚度最小。PU硬泡呈閉孔結(jié)構(gòu)，閉孔率高達95%以上，具有優(yōu)良的防水、隔汽性能，能阻隔水及水蒸氣滲透使墻體保持一個良好的穩(wěn)定絕熱狀態(tài)，這是目前其它保溫材料不具備的優(yōu)點。聚氨酯PU硬泡節(jié)能保溫材料具有一定的韌性，不易產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，耐沖擊性能優(yōu)良，具有較強的抵抗外力的能力。但是國內(nèi)產(chǎn)品的環(huán)保、阻燃和消煙性能不過關，在燃燒時易產(chǎn)生大量濃煙，引起人員傷亡。國內(nèi)的幾起火災使人們對聚氨酯硬泡節(jié)能保溫材料的防火性能產(chǎn)生擔憂，有些地方甚至規(guī)定不許在高層及公共場所建筑使用該材料。（3）聚苯乙烯泡沫保溫材料，目前我國建筑節(jié)能有機發(fā)泡類保溫材料有發(fā)泡聚苯板EPS、擠塑聚苯板XPS、噴涂聚氨酯SPU及聚苯顆粒等，輔助材料是聚合物粘結(jié)砂漿、界面處理劑或界面砂漿、專用膨脹螺釘、耐堿玻纖網(wǎng)和鍍鋅鋼絲網(wǎng)等。塑料板材類保溫材料的施工工藝一般是先粘后釘、界面處理或?qū)Ｓ锰幚韯?、貼網(wǎng)、抹抗裂砂漿等。有機保溫材料具有重量輕、可加工性能好、致密性好、保溫隔熱效果好的特點。聚苯乙烯泡沫保溫材料是一種熱塑性材料，比無機保溫材料性能更加優(yōu)越，但在使用過程中逐漸暴露出它的一些缺點：聚苯乙烯保溫材料有空腔結(jié)構(gòu)，外界空氣容易通過縫隙在空腔流動而影響保溫效果；抗風揭性差：EPS抗拉強度在干燥狀況下，僅為0.1Mpa，浸水后的抗拉強度更低，因而EPS一般不用于高層建筑；聚苯乙烯保溫材料要求存放40天后才能用于施工，在實際中很難做到，所以應用EPS保溫的工程易出現(xiàn)裂縫、墻體透濕和返水現(xiàn)象。聚苯乙烯保溫材料大都采用氟利昂發(fā)泡，易造成大氣污染，遇火高溫下產(chǎn)生熔滴，易發(fā)生二次燃燒且具有極快的火焰?zhèn)鞑ニ俣取Ｒ虼斯矆鏊透邔咏ㄖ捎么祟惐夭牧媳仨氈斏?。?）復合型材料，指利用處理過的農(nóng)作物秸桿、具有保溫性能并經(jīng)無害化處理的垃圾及通過發(fā)泡等技術手段生產(chǎn)的空心材料等。復合材料的保溫隔熱效果好，它具有無機材料的很多優(yōu)點：防火阻燃、變形系數(shù)小、抗老化、性能穩(wěn)定、生態(tài)環(huán)保性好、保溫層強度高、使用壽命長、施工難度小、工程成本低等優(yōu)點，而且其原材料來源廣泛、能耗低，可節(jié)約資源，提高資源的循環(huán)再利用率。但復合材料仍然處于研制開發(fā)階段，沒有市場化。此外，正在發(fā)展起來的新型保溫材料如隔熱涂料、防輻射涂料等，這些材料有一定的保溫隔熱效果，應用上也取得了一些進展，但其性能和應用上存在局限性：一是成本較高，二是涂層老化快，使用壽命有限。綜上所述，目前市場上的節(jié)能保溫材料在使用效果上還存在著諸多欠缺，給上述材料的應用帶來了諸多限制，使得建筑物整體無法達到理想的質(zhì)量水準，同時也給建筑節(jié)能總體目標的實現(xiàn)帶來了不小的挑戰(zhàn)。技術實現(xiàn)要素：為解決上述技術問題，本發(fā)明提供添加有硅藻土的復合保溫材料，通過采用特定的原料進行組合，配合特定的生產(chǎn)工藝，使得制備而成的復合保溫材料粘結(jié)強度高、韌性足、保溫效果好，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應用前景。本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)：添加有硅藻土的復合保溫材料，由下列重量份的原料制成：珍珠巖50-55份、聚苯乙烯泡沫顆粒40-46份、氫化丁腈橡膠35-39份、硅藻土20-30份、半水石膏12-16份、甲基乙烯基硅橡膠10-15份、鄰苯二甲酸二烯丙酯8-12份、乙酸異丁酸蔗糖酯8-12份、尼泊金乙酯6-10份、十六烷基三甲基溴化銨5-8份、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯4-6份、聚丙烯纖維2-4份、聚酰亞胺纖維2-4份、粘合劑3-5份、表面活性劑3-5份、蒸餾水150份。優(yōu)選地，所述粘合劑選自磷酸二氫鋁、乙烯丙烯共聚物、脲醛樹脂中的任意一種。優(yōu)選地，所述表面活性劑選自脂肪醇聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、甲基硅油中的任意一種。所述的添加有硅藻土的復合保溫材料的制備方法，包括以下步驟：（1）按照所述重量份準確稱取各原料；（2）將珍珠巖、聚苯乙烯泡沫顆粒、硅藻土、半水石膏共同置于球磨機中進行球磨處理，隨后過250-350目篩，得初步混合料；（3）將鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙酸異丁酸蔗糖酯、尼泊金乙酯、十六烷基三甲基溴化銨、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維置于攪拌機中進行攪拌處理，攪拌速度為120-150r/min，至原料完全混和均勻后，加入初步混合料和蒸餾水，抽真空條件下以180-220r/min的速度攪拌15-20min，得中間混合料；（4）將中間混合料送入反應釜，調(diào)節(jié)反應釜內(nèi)溫度為110-120℃，再加入氫化丁腈橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、粘合劑、表面活性劑，以120-180r/min的速度攪拌15-20min，隨后將反應釜內(nèi)溫度升至150-160℃，繼續(xù)攪拌20-30min，得最終混合料；（5）將最終混合料送入模具成型機壓制成型，壓制溫度為100-110℃，壓制壓力為13-15MPa，壓制時間為3-4h，壓制后將成型材料冷卻至室溫，靜置5h，得成品材料。優(yōu)選地，所述步驟（2）中的球磨處理采用行星式球磨機，球磨機的轉(zhuǎn)速為220-280r/min，球磨時間為1-2h。優(yōu)選地，所述步驟（3）中，抽真空的真空度為0.02-0.06MPa。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其有益效果為：（1）本發(fā)明的添加有硅藻土的復合保溫材料以珍珠巖、聚苯乙烯泡沫顆粒、氫化丁腈橡膠、硅藻土為主要成分，通過加入半水石膏、甲基乙烯基硅橡膠、鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙酸異丁酸蔗糖酯、尼泊金乙酯、十六烷基三甲基溴化銨、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維、粘合劑、表面活性劑、蒸餾水，輔以球磨、真空攪拌、升溫攪拌、壓制成型等工藝，使得制備而成的復合保溫材料粘結(jié)強度高、韌性足、保溫效果好，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應用前景。（2）本發(fā)明的添加有硅藻土的復合保溫材料原料廉價、工藝簡單，適于大規(guī)模工業(yè)化運用，實用性強。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對發(fā)明的技術方案進行詳細說明。實施例1（1）按所述重量份準確稱取珍珠巖50份、聚苯乙烯泡沫顆粒40份、氫化丁腈橡膠35份、硅藻土20份、半水石膏12份、甲基乙烯基硅橡膠10份、鄰苯二甲酸二烯丙酯8份、乙酸異丁酸蔗糖酯8份、尼泊金乙酯6份、十六烷基三甲基溴化銨5份、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯4份、聚丙烯纖維2份、聚酰亞胺纖維2份、磷酸二氫鋁3份、脂肪醇聚氧乙烯醚3份、蒸餾水150份；（2）將珍珠巖、聚苯乙烯泡沫顆粒、硅藻土、半水石膏共同置于行星式球磨機中進行球磨處理，球磨機的轉(zhuǎn)速為220r/min，球磨時間為1h，隨后過250目篩，得初步混合料；（3）將鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙酸異丁酸蔗糖酯、尼泊金乙酯、十六烷基三甲基溴化銨、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維置于攪拌機中進行攪拌處理，攪拌速度為120r/min，至原料完全混和均勻后，加入初步混合料和蒸餾水，在真空度為0.02MPa條件下以180r/min的速度攪拌15min，得中間混合料；（4）將中間混合料送入反應釜，調(diào)節(jié)反應釜內(nèi)溫度為110℃，再加入氫化丁腈橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、磷酸二氫鋁、脂肪醇聚氧乙烯醚，以120r/min的速度攪拌15min，隨后將反應釜內(nèi)溫度升至150℃，繼續(xù)攪拌20min，得最終混合料；（5）將最終混合料送入模具成型機壓制成型，壓制溫度為100℃，壓制壓力為13MPa，壓制時間為3h，壓制后將成型材料冷卻至室溫，靜置5h，得成品材料。制得的添加有硅藻土的復合保溫材料的性能測試結(jié)果如表1所示。實施例2（1）按所述重量份準確稱取珍珠巖52份、聚苯乙烯泡沫顆粒43份、氫化丁腈橡膠37份、硅藻土25份、半水石膏14份、甲基乙烯基硅橡膠13份、鄰苯二甲酸二烯丙酯10份、乙酸異丁酸蔗糖酯10份、尼泊金乙酯8份、十六烷基三甲基溴化銨6份、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯5份、聚丙烯纖維3份、聚酰亞胺纖維3份、乙烯丙烯共聚物4份、聚丙烯酰胺4份、蒸餾水150份；（2）將珍珠巖、聚苯乙烯泡沫顆粒、硅藻土、半水石膏共同置于行星式球磨機中進行球磨處理，球磨機的轉(zhuǎn)速為250r/min，球磨時間為1.5h，隨后過300目篩，得初步混合料；（3）將鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙酸異丁酸蔗糖酯、尼泊金乙酯、十六烷基三甲基溴化銨、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維置于攪拌機中進行攪拌處理，攪拌速度為135r/min，至原料完全混和均勻后，加入初步混合料和蒸餾水，在真空度為0.04MPa條件下以200r/min的速度攪拌18min，得中間混合料；（4）將中間混合料送入反應釜，調(diào)節(jié)反應釜內(nèi)溫度為115℃，再加入氫化丁腈橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、乙烯丙烯共聚物、聚丙烯酰胺，以150r/min的速度攪拌17min，隨后將反應釜內(nèi)溫度升至155℃，繼續(xù)攪拌25min，得最終混合料；（5）將最終混合料送入模具成型機壓制成型，壓制溫度為105℃，壓制壓力為14MPa，壓制時間為3.5h，壓制后將成型材料冷卻至室溫，靜置5h，得成品材料。制得的添加有硅藻土的復合保溫材料的性能測試結(jié)果如表1所示。實施例3（1）按所述重量份準確稱取珍珠巖55份、聚苯乙烯泡沫顆粒46份、氫化丁腈橡膠39份、硅藻土30份、半水石膏16份、甲基乙烯基硅橡膠15份、鄰苯二甲酸二烯丙酯12份、乙酸異丁酸蔗糖酯12份、尼泊金乙酯10份、十六烷基三甲基溴化銨8份、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯6份、聚丙烯纖維4份、聚酰亞胺纖維4份、脲醛樹脂5份、甲基硅油5份、蒸餾水150份；（2）將珍珠巖、聚苯乙烯泡沫顆粒、硅藻土、半水石膏共同置于行星式球磨機中進行球磨處理，球磨機的轉(zhuǎn)速為280r/min，球磨時間為2h，隨后過350目篩，得初步混合料；（3）將鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙酸異丁酸蔗糖酯、尼泊金乙酯、十六烷基三甲基溴化銨、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維置于攪拌機中進行攪拌處理，攪拌速度為150r/min，至原料完全混和均勻后，加入初步混合料和蒸餾水，在真空度為0.06MPa條件下以220r/min的速度攪拌20min，得中間混合料；（4）將中間混合料送入反應釜，調(diào)節(jié)反應釜內(nèi)溫度為120℃，再加入氫化丁腈橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、脲醛樹脂、甲基硅油，以180r/min的速度攪拌20min，隨后將反應釜內(nèi)溫度升至160℃，繼續(xù)攪拌30min，得最終混合料；（5）將最終混合料送入模具成型機壓制成型，壓制溫度為110℃，壓制壓力為15MPa，壓制時間為4h，壓制后將成型材料冷卻至室溫，靜置5h，得成品材料。制得的添加有硅藻土的復合保溫材料的性能測試結(jié)果如表1所示。實施例4（1）按所述重量份準確稱取珍珠巖50份、聚苯乙烯泡沫顆粒46份、氫化丁腈橡膠35份、硅藻土30份、半水石膏12份、甲基乙烯基硅橡膠15份、鄰苯二甲酸二烯丙酯8份、乙酸異丁酸蔗糖酯12份、尼泊金乙酯6份、十六烷基三甲基溴化銨8份、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯4份、聚丙烯纖維4份、聚酰亞胺纖維2份、磷酸二氫鋁5份、甲基硅油3份、蒸餾水150份；（2）將珍珠巖、聚苯乙烯泡沫顆粒、硅藻土、半水石膏共同置于行星式球磨機中進行球磨處理，球磨機的轉(zhuǎn)速為280r/min，球磨時間為1h，隨后過350目篩，得初步混合料；（3）將鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙酸異丁酸蔗糖酯、尼泊金乙酯、十六烷基三甲基溴化銨、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維置于攪拌機中進行攪拌處理，攪拌速度為120r/min，至原料完全混和均勻后，加入初步混合料和蒸餾水，在真空度為0.06MPa條件下以180r/min的速度攪拌20min，得中間混合料；（4）將中間混合料送入反應釜，調(diào)節(jié)反應釜內(nèi)溫度為110℃，再加入氫化丁腈橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、磷酸二氫鋁、甲基硅油，以180r/min的速度攪拌15min，隨后將反應釜內(nèi)溫度升至160℃，繼續(xù)攪拌20min，得最終混合料；（5）將最終混合料送入模具成型機壓制成型，壓制溫度為110℃，壓制壓力為13MPa，壓制時間為4h，壓制后將成型材料冷卻至室溫，靜置5h，得成品材料。制得的添加有硅藻土的復合保溫材料的性能測試結(jié)果如表1所示。對比例1（1）按所述重量份準確稱取珍珠巖52份、聚苯乙烯泡沫顆粒43份、氫化丁腈橡膠37份、硅藻土25份、半水石膏14份、甲基乙烯基硅橡膠13份、鄰苯二甲酸二烯丙酯10份、乙酸異丁酸蔗糖酯10份、十六烷基三甲基溴化銨6份、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯5份、聚丙烯纖維3份、乙烯丙烯共聚物4份、聚丙烯酰胺4份、蒸餾水150份；（2）將珍珠巖、聚苯乙烯泡沫顆粒、硅藻土、半水石膏共同置于行星式球磨機中進行球磨處理，球磨機的轉(zhuǎn)速為250r/min，球磨時間為1.5h，隨后過300目篩，得初步混合料；（3）將鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙酸異丁酸蔗糖酯、十六烷基三甲基溴化銨、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯、聚丙烯纖維置于攪拌機中進行攪拌處理，攪拌速度為135r/min，至原料完全混和均勻后，加入初步混合料和蒸餾水，在真空度為0.04MPa條件下以200r/min的速度攪拌18min，得中間混合料；（4）將中間混合料送入反應釜，調(diào)節(jié)反應釜內(nèi)溫度為115℃，再加入氫化丁腈橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、乙烯丙烯共聚物、聚丙烯酰胺，以150r/min的速度攪拌17min，隨后將反應釜內(nèi)溫度升至155℃，繼續(xù)攪拌25min，得最終混合料；（5）將最終混合料送入模具成型機壓制成型，壓制溫度為105℃，壓制壓力為14MPa，壓制時間為3.5h，壓制后將成型材料冷卻至室溫，靜置5h，得成品材料。制得的添加有硅藻土的復合保溫材料的性能測試結(jié)果如表1所示。對比例2（1）按所述重量份準確稱取珍珠巖50份、聚苯乙烯泡沫顆粒46份、硅藻土30份、半水石膏12份、甲基乙烯基硅橡膠15份、鄰苯二甲酸二烯丙酯8份、乙酸異丁酸蔗糖酯12份、尼泊金乙酯6份、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯4份、聚丙烯纖維4份、聚酰亞胺纖維2份、磷酸二氫鋁5份、甲基硅油3份、蒸餾水150份；（2）將珍珠巖、聚苯乙烯泡沫顆粒、硅藻土、半水石膏共同置于行星式球磨機中進行球磨處理，球磨機的轉(zhuǎn)速為280r/min，球磨時間為1h，隨后過350目篩，得初步混合料；（3）將鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙酸異丁酸蔗糖酯、尼泊金乙酯、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維置于攪拌機中進行攪拌處理，攪拌速度為120r/min，至原料完全混和均勻后，加入初步混合料和蒸餾水，在真空度為0.06MPa條件下以180r/min的速度攪拌20min，得中間混合料；（4）將中間混合料送入反應釜，調(diào)節(jié)反應釜內(nèi)溫度為110℃，再加入甲基乙烯基硅橡膠、磷酸二氫鋁、甲基硅油，以180r/min的速度攪拌15min，隨后將反應釜內(nèi)溫度升至160℃，繼續(xù)攪拌20min，得最終混合料；（5）將最終混合料送入模具成型機壓制成型，壓制溫度為110℃，壓制壓力為13MPa，壓制時間為4h，壓制后將成型材料冷卻至室溫，靜置5h，得成品材料。制得的添加有硅藻土的復合保溫材料的性能測試結(jié)果如表1所示。將實施例1-4和對比例1-2的添加有硅藻土的復合保溫材料分別進行粘結(jié)強度、彎曲強度、導熱系數(shù)這幾項性能測試。表1　粘結(jié)強度（KPa）彎曲強度（MPa）導熱系數(shù)（W/m·K）實施例110610.20.032實施例211011.50.028實施例310911.30.029實施例410510.70.031對比例1879.40.037對比例2929.10.040本發(fā)明的添加有硅藻土的復合保溫材料以珍珠巖、聚苯乙烯泡沫顆粒、氫化丁腈橡膠、硅藻土為主要成分，通過加入半水石膏、甲基乙烯基硅橡膠、鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙酸異丁酸蔗糖酯、尼泊金乙酯、十六烷基三甲基溴化銨、鄰羥甲基苯甲酸內(nèi)酯、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維、粘合劑、表面活性劑、蒸餾水，輔以球磨、真空攪拌、升溫攪拌、壓制成型等工藝，使得制備而成的復合保溫材料粘結(jié)強度高、韌性足、保溫效果好，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應用前景。本發(fā)明的添加有硅藻土的復合保溫材料原料廉價、工藝簡單，適于大規(guī)模工業(yè)化運用，實用性強。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的
技術領域：
，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。當前第1頁1 2 3