CN104692829A - 一种泡沫陶瓷保温材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种泡沫陶瓷保温材料及制备方法，所述泡沫陶瓷保温材料即将泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质用真空设备注入到泡沫陶瓷过滤器中至完全填满其内部空隙后，于干燥箱中，控制温度为90-110℃下干燥所得；所述泡沫陶瓷过滤器目数300-400目/英寸，过滤精度50-80ppi，厚度40-60mm；所述泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质按重量百分比计算，其制备过程所用的原料由2-3%羧甲基纤维素钠、38.8-56.0%玻璃微珠和余量的水组成。该泡沫陶瓷保温材料具有优良的保温性能和压缩强度，尺寸精度较高，耐火性和抗热震性好，热收缩率和热膨胀系数低；生产成本低，制备工艺简单、不需特殊设备，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种泡沫陶瓷保温材料及其制备方法，属于保温材料领域。
背景技术
随着传统三大化石能源的日益枯竭，节能环保已成为越来越热的话题。目前，我国建筑能耗逐年大幅上升，已达全国能源总消耗量的45%，对国民经济的发展造成了巨大的负担。因此，建筑节能迫在眉睫。而保持建筑内部的温度，减少其热量散失，是提高建筑能源利用率的一种行之有效的方式。目前，国内80%以上的建筑使用的保温材料主要是以发泡聚苯板（EPS）、挤塑聚苯板（XPS）、喷涂聚氨酯（SPU）、聚苯颗粒等有机材料为主，由于其存在可燃这一致命缺点，近年来的国内多起大型建筑物火灾事故都与这类有机保温材料有很大关系。因此，急需一种性能更加优良的保温材料来更好的满足建筑在节能、防火、保温等方面的要求。
发明内容
本发明的目的之一是为了解决上述的保温材料防火性能好，保温性能就不好；保温性能好，阻燃性能就不好，两者难以同时满足的问题，而提供一种可同时满足防火性能和保温性能的泡沫陶瓷保温材料。
本发明的目的之二是提供上述的一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法，该泡沫陶瓷保温材料不仅满足绿色节能、环保安全的新型建筑保温材料的要求，而且原料来源广，制备工艺简单，生产周期短，可为企业提升效益。
本发明的技术原理
玻璃微珠是一种尺寸微小的空心玻璃球体，具有优异的保温绝热和防火性能，且绿色环保，在诸多领域中可充当轻质填充骨料和绝热防火保温材料。玻璃微珠能增大材料的孔隙率，降低热导率，是影响本制品保温性能的主要因素；
羧甲基纤维素钠(CMC)是一种粘结剂，可直接与水混合制成糊状胶液，起到增稠增强的作用；
泡沫陶瓷过滤器是由陶瓷构成的泡沫体，其孔隙率高达80-90%，通道曲折，比表面积大，可与流体充分接触。耐火性，抗热震性好，可显著提高制品的机械强度和尺寸精度，使制品具有稳定的质量。
本发明的技术方案
一种泡沫陶瓷保温材料，即将泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质用真空设备注入到泡沫陶瓷过滤器中至完全填满其内部空隙后，于干燥箱中，控制温度为90-110℃下干燥所得；
所述的泡沫陶瓷过滤器，目数300-400目/英寸，过滤精度50-80ppi，厚度40-60mm；
所述的泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质按重量百分比计算，其制备过程所用的原料组成及含量如下：
羧甲基纤维素钠 2-3%
玻璃微珠 38.8-56.0%；
余量为水。
上述的一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）、将羧甲基纤维素钠和水混合，得到黏稠液体；
（2）、将玻璃微珠加入到带搅拌的容器中，再将步骤（1）所得的黏稠液体加入到其中，搅拌混合均匀，即得泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质；
（3）、将步骤（2）所得的泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质用真空设备注入到泡沫陶瓷过滤器中至完全填满其内部空隙，然后控制温度为90-110℃下干燥，即得泡沫陶瓷保温材料。
上述所得的泡沫陶瓷保温材料，其导热系数为0.13-0.16W/(m·K)、压缩强度为2.84-4.63MPa、阻燃等级达A级，且所得的泡沫陶瓷保温材料表面平整，无开裂，尺寸稳定性0.4%。
本发明的一种泡沫陶瓷保温材料，由于泡沫陶瓷过滤器的使用使泡沫陶瓷保温材料拥有较高的压缩强度，尺寸精度较高，耐火性和抗热震性好，热收缩率和热膨胀系数低，同时由于采用的填充介质中的玻化微珠具有优异的保温绝热和防火性能，因此保证了材料在强度和保温性能上达到要求，进一步，通过调整泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质原料的配比，使之具有低导热系数，高压缩强度，干燥后不易开裂、变形等优点。最终所得的泡沫陶瓷保温材料符合建筑节能，减少环境污染的要求，达到国家规定的以A级不燃材料作为保温系统，最多可以放宽到B1级防火材料的标准，可广泛应用于建筑内外墙的保温系统中。
本发明的有益效果
本发明的一种泡沫陶瓷保温材料和已有技术相比，其进步是显著的。所使用的无机保温骨料玻化微珠为空心球结构，使得泡沫陶瓷保温材料中存在无数微小球形闭孔，孔隙率大大增加，保温效果更好。
进一步，本发明的一种泡沫陶瓷保温材料，由于所使用的羧甲基纤维素钠为一种有机凝胶材料，与无机凝胶材料相比，有机凝胶材料的强度更高，对热稳定，凝结时间与制备成形时间相当，因此可以使泡沫陶瓷保温材料在短时间内能获得较高强度，又不影响泡沫陶瓷保温材料的阻燃性能。
进一步，本发明的一种泡沫陶瓷保温材料，由于所使用的泡沫陶瓷其气孔率高达80%-90%，本身就为一种理想的绝热材料，玻化微珠填充于其间，其闭孔结构限制气流流动，阻碍热传导，进一步降低了材料的热导率；泡沫陶瓷强度较高，保证了泡沫陶瓷保温材料的强度，因而凝胶材料羧甲基纤维素钠的作用在于将玻化微珠固定于泡沫陶瓷的通孔中，加之泡沫陶瓷特有的三维空间网架结构能将凝固后的浆料牢牢固定于其中，不易发生剥落，因此凝胶材料羧甲基纤维素钠的用量可进一步降低，这进一步提高了材料的保温性能；泡沫陶瓷使用温度高达1600℃，抗热震性能优良，辅以凝胶材料羧甲基纤维素钠用量的减少，最终所得的泡沫陶瓷保温材料可获得极佳的阻燃性。同时泡沫陶瓷的使用也可很好的提高制品的尺寸稳定性，阻止材料内部应力产生的破坏。
进一步，本发明的泡沫陶瓷保温材料，由于制备过程使用的各原料间不会发生反应，因此所得的泡沫陶瓷保温材料经久耐用，保温性能优异，可替代绝大部分阻燃能力差的有机保温材料。
进一步，本发明的一种泡沫陶瓷保温材料满足绿色节能、环保安全的新型建筑保温材料的要求，同时由于制备所用原料来源广且价格低廉，因此生产成本较低，并且制备过程工艺简单，常温即可完成成形，安全可靠，设备要求简单，生产效率高，适合工业化生产。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
导热系数的测定方法：稳态平板法（测量依据：GB/T 10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护平板法》），仪器型号：DP-TS1温度特性实验仪，生产厂家：上海上大电子设备有限公司；
压缩强度的测定依据标准：GB/T 7314-2005《金属材料 室温压缩实验方法》，仪器型号：SUN-500型电子万能试验机，生产厂家：山西宇盛电子科技有限公司。
阻燃等级的测定方法依据标准GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》及GB/T 5424-2010《建筑材料不燃性试验方法》，仪器型号：JCSY339建筑材料不燃性试验机，生产厂家：东莞大显自动化仪器设备有限公司。
泡沫陶瓷保温材料尺寸稳定性的测定依据标准GB/T 30806-2014《建筑用绝热制品 在指定温度湿度条件下尺寸稳定性的测试方法》进行。
实施例1
一种泡沫陶瓷保温材料，即将泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质用真空设备注入到泡沫陶瓷过滤器中至完全填满其内部空隙后，于干燥箱中，控制温度为90-110℃下干燥所得；
所述的泡沫陶瓷过滤器，目数300-400目/英寸，过滤精度50-80ppi，厚度40-60mm；
所述的泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质按重量百分比计算，其制备过程所用的原料组成及含量如下：
羧甲基纤维素钠 2.1%
玻璃微珠 56.0%；
余量为水。
上述的一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）、将羧甲基纤维素钠和水混合，得到黏稠液体；
（2）、将玻璃微珠加入到带搅拌的容器中，再将步骤（1）所得的黏稠液体加入到其中，搅拌混合均匀，即得泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质；
（3）、将步骤（2）所得的泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质用真空设备注入到泡沫陶瓷过滤器中至完全填满其内部空隙后，于干燥箱中，控制温度为90-110℃下干燥5h，即得泡沫陶瓷保温材料。
上述所得的泡沫陶瓷保温材料经检测，导热系数为0.13W/(m·K)、压缩强度为2.84MPa、阻燃等级达A级，且所得的泡沫陶瓷保温材料表面平整，无开裂，尺寸稳定性0.4%。
实施例2
一种泡沫陶瓷保温材料，即将泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质用真空设备注入到泡沫陶瓷过滤器中至完全填满其内部空隙后，于干燥箱中，控制温度为90-110℃下干燥所得；
所述的泡沫陶瓷过滤器，目数300-400目/英寸，过滤精度50-80ppi，厚度40-60mm；
所述的泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质按重量百分比计算，其制备过程所用的原料组成及含量如下：
羧甲基纤维素钠 2.7%
玻璃微珠 43.2%；
余量为水。
上述的一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）、将羧甲基纤维素钠和水混合，得到黏稠液体；
（2）、将玻璃微珠加入到带搅拌的容器中，再将步骤（1）所得的黏稠液体加入到其中，搅拌混合均匀，即得泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质；
（3）、将步骤（2）所得的泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质用真空设备注入到泡沫陶瓷过滤器中至完全填满其内部空隙后，于干燥箱中，控制温度为90-110℃下干燥5h，即得泡沫陶瓷保温材料。
上述所得的泡沫陶瓷保温材料经检测，导热系数为0.14W/(m·K)、压缩强度为3.46MPa、阻燃等级达A级，且所得的泡沫陶瓷保温材料表面平整，无开裂，尺寸稳定性0.4%。
实施例3
一种泡沫陶瓷保温材料，即将泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质用真空设备注入到泡沫陶瓷过滤器中至完全填满其内部空隙后，于干燥箱中，控制温度为90-110℃下干燥所得；
所述的泡沫陶瓷过滤器，目数300-400目/英寸，过滤精度50-80ppi，厚度40-60mm；
所述的泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质按重量百分比计算，其制备过程所用的原料组成及含量如下：
羧甲基纤维素钠 2.9%
玻璃微珠 38.8%；
余量为水。
上述的一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）、将羧甲基纤维素钠和水混合，得到黏稠液体；
（2）、将玻璃微珠加入到带搅拌的容器中，再将步骤（1）所得的黏稠液体加入到其中，搅拌混合均匀，即得泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质；
（3）、将步骤（2）所得的泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质用真空设备注入到泡沫陶瓷过滤器中至完全填满其内部空隙后，于干燥箱中，控制温度为90-110℃下干燥5h，即得泡沫陶瓷保温材料。
上述所得的泡沫陶瓷保温材料经检测，导热系数为0.15W/(m·K)、压缩强度为3.58MPa、阻燃等级达A级，且所得的泡沫陶瓷保温材料表面平整，无开裂，尺寸稳定性0.4%。
实施例4
一种泡沫陶瓷保温材料，即将泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质用真空设备注入到泡沫陶瓷过滤器中至完全填满其内部空隙后，于干燥箱中，控制温度为90-110℃下干燥所得；
所述的泡沫陶瓷过滤器，目数300-400目/英寸，过滤精度50-80ppi，厚度40-60mm；
所述的泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质按重量百分比计算，其制备过程所用的原料组成及含量如下：
羧甲基纤维素钠 2.4%
玻璃微珠 48.8%；
余量为水。
上述的一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）、将羧甲基纤维素钠和水混合，得到黏稠液体；
（2）、将玻璃微珠加入到带搅拌的容器中，再将步骤（1）所得的黏稠液体加入到其中，搅拌混合均匀，即得泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质；
（3）、将步骤（2）所得的泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质用真空设备注入到泡沫陶瓷过滤器中至完全填满其内部空隙后，于干燥箱中，控制温度为90-110℃下干燥，即得泡沫陶瓷保温材料。
上述所得的泡沫陶瓷保温材料经检测，导热系数为0.16W/(m·K)、压缩强度为4.63MPa、阻燃等级达A级，且所得的泡沫陶瓷保温材料表面平整，无开裂，尺寸稳定性0.4%。
综上所述，本发明的泡沫陶瓷保温材料，其导热系数为0.13-0.16W/(m·K)、压缩强度为2.84-4.63MPa、阻燃等级达A级，且所得的泡沫陶瓷保温材料表面平整，无开裂，尺寸稳定性0.4%，因此该泡沫陶瓷保温材料具有优良的保温性能和较高的压缩强度，耐火性和抗热震性好，且制备所用原料来源广且价格低廉，因此生产成本较低，制备过程工艺简单、无需特殊设备，生产效率高，适合工业化生产。
以上所述仅是本发明的实施方式的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种泡沫陶瓷保温材料，其特征在于所述的泡沫陶瓷保温材料即将泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质用真空设备注入到泡沫陶瓷过滤器中至完全填满其内部空隙后，于干燥箱中，控制温度为90-110℃下干燥所得；
所述的泡沫陶瓷过滤器，目数300-400目/英寸，过滤精度50-80ppi，厚度40-60mm；
所述的泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质按重量百分比计算，其制备过程所用的原料组成及含量如下：
羧甲基纤维素钠 2-3%
玻璃微珠 38.8-56.0%；
余量为水；
其制备过程具体包括如下步骤：
（1）、将羧甲基纤维素钠和水混合，得到黏稠液体；
（2）、将玻璃微珠加入到带搅拌的容器中，再将上述所得的黏稠液体加入其中，搅拌混合均匀，即得泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质。
2.如权利要求1所述的一种泡沫陶瓷保温材料，其特征在于所述泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质按重量百分比计算，其制备过程所用的原料组成及含量如下：
羧甲基纤维素钠 2.1-2.9%
玻璃微珠 38.8-56.0%；
余量为水。
3.如权利要求2所述的一种泡沫陶瓷保温材料，其特征在于所述泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质按重量百分比计算，其制备过程所用的原料组成及含量如下：
羧甲基纤维素钠 2.1%
玻璃微珠 56.0%；
余量为水。
4.如权利要求2所述的一种泡沫陶瓷保温材料，其特征在于所述泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质按重量百分比计算，其制备过程所用的原料组成及含量如下：
羧甲基纤维素钠 2.7%
玻璃微珠 43.2%；
余量为水。
5.如权利要求2所述的一种泡沫陶瓷保温材料，其特征在于所述泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质按重量百分比计算，其制备过程所用的原料组成及含量如下：
羧甲基纤维素钠 2.9%
玻璃微珠 38.8%；
余量为水。
6.如权利要求2所述的一种泡沫陶瓷保温材料，其特征在于所述泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质按重量百分比计算，其制备过程所用的原料组成及含量如下：
羧甲基纤维素钠 2.4%
玻璃微珠 48.8%；
余量为水。
7.如权利要求1-6任一所述的泡沫陶瓷保温材料的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：
（1）、将羧甲基纤维素钠和水混合，得到黏稠液体；
（2）、将玻璃微珠加入到带搅拌的容器中，再将步骤（1）所得的黏稠液体加入到其中，搅拌混合均匀，即得泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质；
（3）、将步骤（2）所得的泡沫陶瓷保温材料所用的填充介质用真空设备注入到 泡沫陶瓷过滤器中至完全填满其内部空隙，然后控制温度为90-110℃下干燥，即得泡沫陶瓷保温材料。
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| CN103951457A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-07-30 | 淄博鲁友耐火材料有限公司 | 泡沫陶瓷墙体保温材料及其制备方法 |
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