本發(fā)明涉及墻體保溫材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于墻體的阻燃性保溫材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)家政策對(duì)建筑節(jié)能問題的重視，建筑外墻節(jié)能保溫行業(yè)越來越受到關(guān)注。近年來由于外墻保溫材料阻燃性能不佳導(dǎo)致的安全隱患已越來越受到重視，而目前使用的外墻保溫材料中保溫效果和防火性能多數(shù)難以兼顧。同時(shí)作為外墻建筑材料，還需要有良好的耐候性能。因此，開發(fā)既具有良好保溫效果和耐候性，又有優(yōu)良防火阻燃性能的保溫材料成為外墻保溫材料開發(fā)的重要方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種用于墻體的阻燃性保溫材料，具有較強(qiáng)的阻燃性能和保溫性能，高溫時(shí)不產(chǎn)生有害氣體，安全無污染。
本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：一種用于墻體的阻燃性保溫材料，包括以下重量份的原料：改性硫鋁酸鹽水泥20~50份、改性高嶺土20~50份、改性建材廢渣10~20份、硼泥復(fù)合阻燃劑2~8份、無機(jī)發(fā)泡劑2~6份、表面活性劑1~4份和水40~50份；
所述硼泥復(fù)合阻燃劑按重量份計(jì)包括有機(jī)蒙脫石1~4份、硅烷偶聯(lián)劑1~2份和硼泥0.5~1.5份；
所述改性建材廢渣按重量份計(jì)包括陶瓷廢渣2~6份、大理石廢渣2~6份、硼石膏2~5份、液體石蠟2~4份、油酸1~3份、三異丙醇胺1~3份、酒石酸鈉1~3份、鋁酸酯偶聯(lián)劑1~2份和醋酸溶液20~30份。
優(yōu)選地，所述改性硫鋁酸鹽水泥包括以下重量份的原料：硫鋁酸鹽水泥20~50份、碳酸氫鈉1~4份，氫氧化鎂1~5份、酒石酸1~3份、檸檬酸1~3份、草酸0.5~2份、三乙醇胺0.5~1.5份和水10~40份。
優(yōu)選地，所述改性硫鋁酸鹽水泥的制備方法為：按照配比稱取硫鋁酸鹽水泥、碳酸氫鈉和氫氧化鎂，混合均勻，加入水，并加熱攪拌，加熱溫度為50~90℃，攪拌速度為100~120r/min，攪拌時(shí)間為40~50min，加熱攪拌后滴入酸堿調(diào)節(jié)劑將ph調(diào)至中性，然后加入酒石酸、檸檬酸、草酸和三乙醇胺，繼續(xù)加熱至90~93℃，并在350~400r/min條件下攪拌30~50min，最后放入真空干燥箱中干燥，取出研磨即得改性硫鋁酸鹽水泥。
優(yōu)選地，所述改性高嶺土包括以下重量份的原料：高嶺土40~50份、鋁粉2~8份、瓊脂粉2~8份、磷酸二氫鈉1~7份、硼砂1~6份、十二烷基硫酸鈉1~4份、三羥甲基氨基甲烷1~2份和水20~30份。
優(yōu)選地，所述改性高嶺土的制備方法為：按照配比稱取高嶺土、鋁粉和硼砂，混合研磨均勻，放入煅燒爐在700~800℃條件下高溫煅燒1~2h，取出后放入水中，并加入磷酸二氫鈉、三羥甲基氨基甲烷、十二烷基硫酸鈉和瓊脂粉，在200~400r/min條件下混合攪拌20~70min，然后在300~400℃下高溫處理10~20min，冷卻后研磨，過300-400目篩，得到改性高嶺土。
優(yōu)選地，所述無機(jī)發(fā)泡劑為碳酸氫鈉或碳酸鈉。
優(yōu)選地，所述表面活性劑為吐溫-80、司盤80和二甲基硅油乳化劑中的任一種。
本發(fā)明提供一種用于墻體的阻燃性保溫材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）、制備硼泥復(fù)合阻燃劑
首先，取出硼泥，放入馬弗爐中在300~400℃下煅燒30~50min，取出冷卻后加入10~15倍重量份的水中，在300~400r/min條件下加熱攪拌30~50min，加熱溫度保持為90~100℃得到懸濁液，干燥處理得到純化后的硼泥；
其次，將純化后的硼泥與有機(jī)蒙脫石按重量份混合，放入高速攪拌機(jī)，在900~1200r/min條件下攪拌混合30~40min，然后加入硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)混合攪拌10~30min，得到硼泥復(fù)合阻燃劑，備用；
（2）、制備改性建材廢渣
按照配比稱取陶瓷廢渣、大理石廢渣和硼石膏，放入馬弗爐中在700~800℃下煅燒1~2h，取出冷卻后加入醋酸溶液、三異丙醇胺和酒石酸鈉，在100~200r/min條件下攪拌20~40min得到混合物料，將混合物料干燥處理，研磨均勻，過110~120目篩，加入鋁酸酯偶聯(lián)劑、液體石蠟和油酸，在80~90r/min條件下繼續(xù)攪拌40~50min得到改性建材廢渣，備用；
（3）、高壓噴霧合成
首先，取出無機(jī)發(fā)泡劑、表面活性劑與步驟（1）得到的硼泥復(fù)合阻燃劑混合并加入水，攪拌均勻，得到混合液；
其次，取出改性硫鋁酸鹽水泥、改性高嶺土、改性建材廢渣與步驟（2）得到的改性建材廢渣混合得到基料，將基質(zhì)放入真空罐內(nèi)，關(guān)閉真空閥門，設(shè)置真空罐內(nèi)環(huán)形加熱管導(dǎo)熱油溫度為30~40℃，開啟真空泵使真空罐內(nèi)的壓力降低至-0.05~-0.075mpa，保壓25~30min，通過高壓泵霧化噴頭將混合液以霧化的方式噴入到真空罐內(nèi)，然后控制真空罐內(nèi)的壓力為-0.06~-0.085mpa，打開環(huán)形加熱管的閥門使真空罐內(nèi)的溫度升至55℃，保壓40~45min后恢復(fù)到常壓后再進(jìn)行加壓至0.25mpa，將霧化的混合溶液浸入到基料內(nèi)部及表面得到所述用于墻體的阻燃性保溫材料。
本發(fā)明的有益效果：具有較強(qiáng)的阻燃性能和保溫性能，高溫時(shí)不產(chǎn)生有害氣體，安全無污染，具體如下：
（1）、本發(fā)明中使用的材料絕大部分由無機(jī)材料組成，且對(duì)外綜合表現(xiàn)為無機(jī)特性，本發(fā)明能滿足a級(jí)阻燃材料相關(guān)要求；
（2）、本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于各種需要采取保溫措施的建筑外墻保溫部位，并可以形成嚴(yán)密無縫的完整保溫層，最大幅度的減少了散熱損失，極大的提高了熱能利用率，提升了保溫性能；
（3）、本發(fā)明中使用的硼泥是硼工業(yè)的廢棄物，對(duì)環(huán)境危害很大，然而，硼泥中含有大量的鎂元素，可用于制備氫氧化鎂阻燃劑。因此，將硼泥經(jīng)處理復(fù)配后得到的硼泥復(fù)合阻燃劑不僅在阻燃保溫材料領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景，而且具有非常大的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值；
（4）、本發(fā)明合理回收利用建材廢渣生產(chǎn)墻體保溫材料，節(jié)約資源，減少環(huán)境污染與生態(tài)破壞的隱患。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。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。
實(shí)施例1
一種用于墻體的阻燃性保溫材料，包括以下重量份的原料：
改性硫鋁酸鹽水泥20份；
改性高嶺土20份；
改性建材廢渣10份；
硼泥復(fù)合阻燃劑2份；
無機(jī)發(fā)泡劑2份；
表面活性劑1份；
水40份；
所述硼泥復(fù)合阻燃劑按重量份計(jì)包括有機(jī)蒙脫石1份、硅烷偶聯(lián)劑1份和硼泥0.5份；
所述改性建材廢渣按重量份計(jì)包括陶瓷廢渣2份、大理石廢渣2份、硼石膏2份、液體石蠟2份、油酸1份、三異丙醇胺1份、酒石酸鈉1份、鋁酸酯偶聯(lián)劑1份和醋酸溶液20份。
其中，所述改性硫鋁酸鹽水泥包括以下重量份的原料：硫鋁酸鹽水泥20份、碳酸氫鈉1份，氫氧化鎂1份、酒石酸1份、檸檬酸1份、草酸0.5份、三乙醇胺0.5份和水10份。
其中，所述改性硫鋁酸鹽水泥的制備方法為：按照配比稱取硫鋁酸鹽水泥、碳酸氫鈉和氫氧化鎂，混合均勻，加入水，并加熱攪拌，加熱溫度為50℃，攪拌速度為100r/min，攪拌時(shí)間為40min，加熱攪拌后滴入酸堿調(diào)節(jié)劑將ph調(diào)至中性，然后加入酒石酸、檸檬酸、草酸和三乙醇胺，繼續(xù)加熱至90℃，并在350r/min條件下攪拌30min，最后放入真空干燥箱中干燥，取出研磨即得改性硫鋁酸鹽水泥。
其中，所述改性高嶺土包括以下重量份的原料：高嶺土40份、鋁粉2份、瓊脂粉2份、磷酸二氫鈉1份、硼砂1份、十二烷基硫酸鈉1份、三羥甲基氨基甲烷1份和水20份。
其中，所述改性高嶺土的制備方法為：按照配比稱取高嶺土、鋁粉和硼砂，混合研磨均勻，放入煅燒爐在700℃條件下高溫煅燒1h，取出后放入水中，并加入磷酸二氫鈉、三羥甲基氨基甲烷、十二烷基硫酸鈉和瓊脂粉，在200r/min條件下混合攪拌20min，然后在300℃下高溫處理10min，冷卻后研磨，過300目篩，得到改性高嶺土。
其中，所述無機(jī)發(fā)泡劑為碳酸氫鈉，所述表面活性劑為吐溫-80。
本實(shí)施例1中提供一種用于墻體的阻燃性保溫材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）、制備硼泥復(fù)合阻燃劑
首先，取出硼泥，放入馬弗爐中在300℃下煅燒30min，取出冷卻后加入10倍重量份的水中，在300r/min條件下加熱攪拌30min，加熱溫度保持為90℃得到懸濁液，干燥處理得到純化后的硼泥；
其次，將純化后的硼泥與有機(jī)蒙脫石按重量份混合，放入高速攪拌機(jī)，在900r/min條件下攪拌混合30min，然后加入硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)混合攪拌10min，得到硼泥復(fù)合阻燃劑，備用；
（2）、制備改性建材廢渣
按照配比稱取陶瓷廢渣、大理石廢渣和硼石膏，放入馬弗爐中在700℃下煅燒1h，取出冷卻后加入醋酸溶液、三異丙醇胺和酒石酸鈉，在100r/min條件下攪拌20min得到混合物料，將混合物料干燥處理，研磨均勻，過110目篩，加入鋁酸酯偶聯(lián)劑、液體石蠟和油酸，在80r/min條件下繼續(xù)攪拌40min得到改性建材廢渣，備用；
（3）、高壓噴霧合成
首先，取出無機(jī)發(fā)泡劑、表面活性劑與步驟（1）得到的硼泥復(fù)合阻燃劑混合并加入水，攪拌均勻，得到混合液；
其次，取出改性硫鋁酸鹽水泥、改性高嶺土、改性建材廢渣與步驟（2）得到的改性建材廢渣混合得到基料，將基質(zhì)放入真空罐內(nèi)，關(guān)閉真空閥門，設(shè)置真空罐內(nèi)環(huán)形加熱管導(dǎo)熱油溫度為30℃，開啟真空泵使真空罐內(nèi)的壓力降低至-0.05mpa，保壓25min，通過高壓泵霧化噴頭將混合液以霧化的方式噴入到真空罐內(nèi)，然后控制真空罐內(nèi)的壓力為-0.06mpa，打開環(huán)形加熱管的閥門使真空罐內(nèi)的溫度升至55℃，保壓40min后恢復(fù)到常壓后再進(jìn)行加壓至0.25mpa，將霧化的混合溶液浸入到基料內(nèi)部及表面得到所述用于墻體的阻燃性保溫材料。
依據(jù)db34/t1279-2010標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品性能測(cè)試，本實(shí)施例1的測(cè)試結(jié)果如下表一：
表一
燃燒性能：符合a級(jí)要求。
實(shí)施例2
一種用于墻體的阻燃性保溫材料，包括以下重量份的原料：
改性硫鋁酸鹽水泥50份；
改性高嶺土50份；
改性建材廢渣20份；
硼泥復(fù)合阻燃劑8份；
無機(jī)發(fā)泡劑6份；
表面活性劑4份；
水50份；
所述硼泥復(fù)合阻燃劑按重量份計(jì)包括有機(jī)蒙脫石4份、硅烷偶聯(lián)劑2份和硼泥1.5份；
所述改性建材廢渣按重量份計(jì)包括陶瓷廢渣6份、大理石廢渣6份、硼石膏5份、液體石蠟4份、油酸3份、三異丙醇胺3份、酒石酸鈉3份、鋁酸酯偶聯(lián)劑2份和醋酸溶液30份。
其中，所述改性硫鋁酸鹽水泥包括以下重量份的原料：硫鋁酸鹽水泥50份、碳酸氫鈉4份，氫氧化鎂5份、酒石酸3份、檸檬酸3份、草酸2份、三乙醇胺1.5份和水40份。
其中，所述改性硫鋁酸鹽水泥的制備方法為：按照配比稱取硫鋁酸鹽水泥、碳酸氫鈉和氫氧化鎂，混合均勻，加入水，并加熱攪拌，加熱溫度為90℃，攪拌速度為120r/min，攪拌時(shí)間為50min，加熱攪拌后滴入酸堿調(diào)節(jié)劑將ph調(diào)至中性，然后加入酒石酸、檸檬酸、草酸和三乙醇胺，繼續(xù)加熱至93℃，并在400r/min條件下攪拌50min，最后放入真空干燥箱中干燥，取出研磨即得改性硫鋁酸鹽水泥。
其中，所述改性高嶺土包括以下重量份的原料：高嶺土50份、鋁粉8份、瓊脂粉8份、磷酸二氫鈉7份、硼砂6份、十二烷基硫酸鈉4份、三羥甲基氨基甲烷2份和水30份。
其中，所述改性高嶺土的制備方法為：按照配比稱取高嶺土、鋁粉和硼砂，混合研磨均勻，放入煅燒爐在800℃條件下高溫煅燒2h，取出后放入水中，并加入磷酸二氫鈉、三羥甲基氨基甲烷、十二烷基硫酸鈉和瓊脂粉，在400r/min條件下混合攪拌70min，然后在400℃下高溫處理20min，冷卻后研磨，過400目篩，得到改性高嶺土。
其中，所述無機(jī)發(fā)泡劑為碳酸鈉，所述表面活性劑為司盤80。
本實(shí)施例2中提供一種用于墻體的阻燃性保溫材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）、制備硼泥復(fù)合阻燃劑
首先，取出硼泥，放入馬弗爐中在400℃下煅燒50min，取出冷卻后加入15倍重量份的水中，在400r/min條件下加熱攪拌50min，加熱溫度保持為100℃得到懸濁液，干燥處理得到純化后的硼泥；
其次，將純化后的硼泥與有機(jī)蒙脫石按重量份混合，放入高速攪拌機(jī)，在1200r/min條件下攪拌混合40min，然后加入硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)混合攪拌30min，得到硼泥復(fù)合阻燃劑，備用；
（2）、制備改性建材廢渣
按照配比稱取陶瓷廢渣、大理石廢渣和硼石膏，放入馬弗爐中在800℃下煅燒2h，取出冷卻后加入醋酸溶液、三異丙醇胺和酒石酸鈉，在200r/min條件下攪拌40min得到混合物料，將混合物料干燥處理，研磨均勻，過120目篩，加入鋁酸酯偶聯(lián)劑、液體石蠟和油酸，在90r/min條件下繼續(xù)攪拌50min得到改性建材廢渣，備用；
（3）、高壓噴霧合成
首先，取出無機(jī)發(fā)泡劑、表面活性劑與步驟（1）得到的硼泥復(fù)合阻燃劑混合并加入水，攪拌均勻，得到混合液；
其次，取出改性硫鋁酸鹽水泥、改性高嶺土、改性建材廢渣與步驟（2）得到的改性建材廢渣混合得到基料，將基質(zhì)放入真空罐內(nèi)，關(guān)閉真空閥門，設(shè)置真空罐內(nèi)環(huán)形加熱管導(dǎo)熱油溫度為40℃，開啟真空泵使真空罐內(nèi)的壓力降低至-0.075mpa，保壓30min，通過高壓泵霧化噴頭將混合液以霧化的方式噴入到真空罐內(nèi)，然后控制真空罐內(nèi)的壓力為-0.085mpa，打開環(huán)形加熱管的閥門使真空罐內(nèi)的溫度升至55℃，保壓45min后恢復(fù)到常壓后再進(jìn)行加壓至0.25mpa，將霧化的混合溶液浸入到基料內(nèi)部及表面得到所述用于墻體的阻燃性保溫材料。
依據(jù)db34/t1279-2010標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品性能測(cè)試，本實(shí)施例2的測(cè)試結(jié)果如下表二：
表二
燃燒性能：符合a級(jí)要求。
實(shí)施例3
一種用于墻體的阻燃性保溫材料，包括以下重量份的原料：
改性硫鋁酸鹽水泥35份；
改性高嶺土35份；
改性建材廢渣15份；
硼泥復(fù)合阻燃劑5份；
無機(jī)發(fā)泡劑4份；
表面活性劑2.5份；
水45份；
所述硼泥復(fù)合阻燃劑按重量份計(jì)包括有機(jī)蒙脫石2.5份、硅烷偶聯(lián)劑1.5份和硼泥1份；
所述改性建材廢渣按重量份計(jì)包括陶瓷廢渣4份、大理石廢渣4份、硼石膏3.5份、液體石蠟3份、油酸2份、三異丙醇胺2份、酒石酸鈉2份、鋁酸酯偶聯(lián)劑1.5份和醋酸溶液25份。
其中，所述改性硫鋁酸鹽水泥包括以下重量份的原料：硫鋁酸鹽水泥35份、碳酸氫鈉2.5份，氫氧化鎂3份、酒石酸2份、檸檬酸2份、草酸1.2份、三乙醇胺1份和水25份。
其中，所述改性硫鋁酸鹽水泥的制備方法為：按照配比稱取硫鋁酸鹽水泥、碳酸氫鈉和氫氧化鎂，混合均勻，加入水，并加熱攪拌，加熱溫度為70℃，攪拌速度為110r/min，攪拌時(shí)間為45min，加熱攪拌后滴入酸堿調(diào)節(jié)劑將ph調(diào)至中性，然后加入酒石酸、檸檬酸、草酸和三乙醇胺，繼續(xù)加熱至91℃，并在375r/min條件下攪拌40min，最后放入真空干燥箱中干燥，取出研磨即得改性硫鋁酸鹽水泥。
其中，所述改性高嶺土包括以下重量份的原料：高嶺土45份、鋁粉5份、瓊脂粉5份、磷酸二氫鈉4份、硼砂3.5份、十二烷基硫酸鈉2.5份、三羥甲基氨基甲烷1.5份和水25份。
其中，所述改性高嶺土的制備方法為：按照配比稱取高嶺土、鋁粉和硼砂，混合研磨均勻，放入煅燒爐在750℃條件下高溫煅燒1.5h，取出后放入水中，并加入磷酸二氫鈉、三羥甲基氨基甲烷、十二烷基硫酸鈉和瓊脂粉，在300r/min條件下混合攪拌45min，然后在350℃下高溫處理15min，冷卻后研磨，過350目篩，得到改性高嶺土。
其中，所述無機(jī)發(fā)泡劑為碳酸鈉，所述表面活性劑為二甲基硅油乳化劑。
本實(shí)施例3中提供一種用于墻體的阻燃性保溫材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）、制備硼泥復(fù)合阻燃劑
首先，取出硼泥，放入馬弗爐中在350℃下煅燒40min，取出冷卻后加入12.5倍重量份的水中，在350r/min條件下加熱攪拌40min，加熱溫度保持為95℃得到懸濁液，干燥處理得到純化后的硼泥；
其次，將純化后的硼泥與有機(jī)蒙脫石按重量份混合，放入高速攪拌機(jī)，在1050r/min條件下攪拌混合35min，然后加入硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)混合攪拌20min，得到硼泥復(fù)合阻燃劑，備用；
（2）、制備改性建材廢渣
按照配比稱取陶瓷廢渣、大理石廢渣和硼石膏，放入馬弗爐中在750℃下煅燒1.5h，取出冷卻后加入醋酸溶液、三異丙醇胺和酒石酸鈉，在150r/min條件下攪拌30min得到混合物料，將混合物料干燥處理，研磨均勻，過115目篩，加入鋁酸酯偶聯(lián)劑、液體石蠟和油酸，在85r/min條件下繼續(xù)攪拌45min得到改性建材廢渣，備用；
（3）、高壓噴霧合成
首先，取出無機(jī)發(fā)泡劑、表面活性劑與步驟（1）得到的硼泥復(fù)合阻燃劑混合并加入水，攪拌均勻，得到混合液；
其次，取出改性硫鋁酸鹽水泥、改性高嶺土、改性建材廢渣與步驟（2）得到的改性建材廢渣混合得到基料，將基質(zhì)放入真空罐內(nèi)，關(guān)閉真空閥門，設(shè)置真空罐內(nèi)環(huán)形加熱管導(dǎo)熱油溫度為35℃，開啟真空泵使真空罐內(nèi)的壓力降低至-0.06mpa，保壓27min，通過高壓泵霧化噴頭將混合液以霧化的方式噴入到真空罐內(nèi)，然后控制真空罐內(nèi)的壓力為-0.07mpa，打開環(huán)形加熱管的閥門使真空罐內(nèi)的溫度升至55℃，保壓42min后恢復(fù)到常壓后再進(jìn)行加壓至0.25mpa，將霧化的混合溶液浸入到基料內(nèi)部及表面得到所述用于墻體的阻燃性保溫材料。
依據(jù)db34/t1279-2010標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品性能測(cè)試，本實(shí)施例3的測(cè)試結(jié)果如下表三：
表三
燃燒性能：符合a級(jí)要求。
參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。