本發(fā)明涉及建筑保溫材料領(lǐng)域，特別是聚氨酯-水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能減排的要求不斷提高，建筑保溫材料已經(jīng)開始得到廣泛的使用，而發(fā)泡水泥以其價(jià)格低、A級(jí)防火、與建筑砂漿相容性好等優(yōu)勢(shì)成為應(yīng)用最廣泛的保溫材料，但傳統(tǒng)的水泥發(fā)泡材料存在的質(zhì)脆、切割損耗大、保溫效果一般等諸多弊端也在限制其進(jìn)一步的推廣使用。
相比于無(wú)機(jī)水泥保溫板，聚氨酯、酚醛板、XPS及EPS等有機(jī)板具有低導(dǎo)熱系數(shù)、板材薄、節(jié)約建筑空間等優(yōu)點(diǎn)，但有機(jī)保溫板的成本偏高，建筑相容性差、對(duì)施工要求高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，外墻保溫工程中出現(xiàn)保溫層脫落多半是由有機(jī)保溫板施工缺陷所致，而且有機(jī)保溫板需要添加大量阻燃劑才能達(dá)到B1級(jí)的防火等級(jí)，即便是添加了阻燃劑的防火保溫板，在遇到明火時(shí)也容易產(chǎn)生毒性氣體，危害人身健康。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種聚氨酯水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料，該保溫材料綜合了水泥保溫板價(jià)廉、A級(jí)防火、建筑相容性好；有機(jī)保溫切割損耗低、保溫性好等優(yōu)點(diǎn)，是目前傳統(tǒng)保溫板的理想替代材料。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供了一種聚氨酯水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料，是由聚氨酯和水泥復(fù)合發(fā)泡而成有機(jī)-無(wú)機(jī)保溫材料，包括以下重量份數(shù)的原料：
水泥： 300-600份；
粉煤灰： 20-40份；
增強(qiáng)纖維： 1-5份；
偏高嶺土： 10-30份；
二氧化硅： 1-3份；
水泥助劑： 3-15份；
復(fù)合乳化劑： 5-20份；
雙氧水： 30-50份；
聚酯三元醇： 10-25份；
二苯基甲烷二異氰酸酯： 15-40份；
水： 200-400份。
在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的水泥為硅酸鹽水泥，采用32.5、42.5、32.5R、42.5R水泥中的一種或幾種。
在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的粉煤灰為一級(jí)粉煤灰或二級(jí)粉煤灰。
在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的增強(qiáng)纖維采用長(zhǎng)度在1-3cm的聚酯纖維、PP纖維、PE纖維中的一種或幾種。
在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的二氧化硅為親水性氣相二氧化硅。
在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的水泥助劑為硬脂酸鈣、三乙醇胺及氫氧化鈣的混合物，其中三者按照重量份比例為硬脂酸鈣：三乙醇胺：氫氧化鈣=5-10:0.1-0.2:1-2。
在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的復(fù)合乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、司盤-80及吐溫-80的混合物，其中各組分按照重量份比例為十二烷基苯磺酸鈉：十二烷基硫酸鈉：司盤-80：吐溫-80=1-3:2-5:5-10:5-10。
解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：還提供了一種聚氨酯水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料的制備方法，包括以下具體步驟：
步驟1：將水泥、粉煤灰、增強(qiáng)纖維、偏高嶺土、滑石粉、二氧化硅混合攪拌，然后再加入水繼續(xù)攪拌均勻得到初料；
步驟2：將步驟1得到的初料加入高速分散機(jī)，然后加入水泥助劑、復(fù)合乳化劑經(jīng)高速分散得到預(yù)混料；
步驟3：將步驟2得到的預(yù)混料通入特制發(fā)泡機(jī)中，加入雙氧水、聚酯三元醇、二苯基甲烷二異氰酸酯混合發(fā)泡，灌入模具中成型制得聚氨酯-水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料。
在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的步驟2中高速分散機(jī)包括單軸分散機(jī)和雙軸分散機(jī)。
在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的步驟2中加入分散機(jī)中高速分散的具體參數(shù)為：?jiǎn)屋S分散機(jī)500-800r/min，時(shí)間為15-20min；雙軸分散機(jī)300-500r/min，時(shí)間為10-15min。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的聚氨酯水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料及其制備方法，通過聚氨酯-水泥復(fù)合發(fā)泡的方法制備有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合保溫板，聚氨酯與發(fā)泡水泥同時(shí)發(fā)泡，通過復(fù)合乳化劑提高二者之間的相容性，聚氨酯作為分散相在發(fā)泡水泥中均勻分散后，自身無(wú)需添加阻燃劑即可達(dá)到A級(jí)防火，且聚氨酯可以提高發(fā)泡水泥的韌性與強(qiáng)度，提高內(nèi)部孔洞的閉孔率與保溫效果，有利于發(fā)泡水泥快速定型，縮短脫模時(shí)間，考慮到傳統(tǒng)發(fā)泡水泥保溫板使用中損耗大，本發(fā)明的聚氨酯-水泥復(fù)合發(fā)泡板在成本上與傳統(tǒng)發(fā)泡板持平甚至更低。
具體實(shí)施方式
下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明實(shí)施例包括：
一種聚氨酯水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料，是由聚氨酯和水泥復(fù)合發(fā)泡而成有機(jī)-無(wú)機(jī)保溫材料，包括以下重量份數(shù)的原料：
水泥： 300-600份；
粉煤灰： 20-40份；
增強(qiáng)纖維： 1-5份；
偏高嶺土： 10-30份；
二氧化硅： 1-3份；
水泥助劑： 3-15份；
復(fù)合乳化劑： 5-20份；
雙氧水： 30-50份；
聚酯三元醇： 10-25份；
二苯基甲烷二異氰酸酯： 15-40份；
水： 200-400份。
上述中，所述的水泥為硅酸鹽水泥，采用32.5、42.5、32.5R、42.5R水泥中的一種或幾種；所述的粉煤灰為一級(jí)粉煤灰或二級(jí)粉煤灰；所述的增強(qiáng)纖維采用長(zhǎng)度在1-3cm的聚酯纖維、PP纖維、PE纖維中的一種或幾種；所述的二氧化硅為親水性氣相二氧化硅；所述的水泥助劑為硬脂酸鈣、三乙醇胺及氫氧化鈣的混合物，其中三者按照重量份比例為硬脂酸鈣：三乙醇胺：氫氧化鈣=5-10:0.1-0.2:1-2；所述的復(fù)合乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、司盤-80及吐溫-80的混合物，其中各組分按照重量份比例為十二烷基苯磺酸鈉：十二烷基硫酸鈉：司盤-80：吐溫-80=1-3:2-5:5-10:5-10。
本發(fā)明還提供了一種聚氨酯水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料的制備方法，包括以下具體步驟：
步驟1：將水泥、粉煤灰、增強(qiáng)纖維、偏高嶺土、滑石粉、二氧化硅混合攪拌，然后再加入水繼續(xù)攪拌均勻得到初料；
步驟2：將步驟1得到的初料加入高速分散機(jī)，然后加入水泥助劑、復(fù)合乳化劑經(jīng)高速分散得到預(yù)混料；
步驟3：將步驟2得到的預(yù)混料通入特制發(fā)泡機(jī)中，加入雙氧水、聚酯三元醇、二苯基甲烷二異氰酸酯混合發(fā)泡，灌入模具中成型制得聚氨酯-水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料。
上述中，所述的步驟2中高速分散機(jī)包括單軸分散機(jī)和雙軸分散機(jī)，其中，加入分散機(jī)中高速分散的具體參數(shù)為：?jiǎn)屋S分散機(jī)500-800r/min，時(shí)間為15-20min；雙軸分散機(jī)300-500r/min，時(shí)間為10-15min。
下面采用實(shí)施例的方式對(duì)本發(fā)明的聚氨酯-水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料及其制備方法作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。
一、實(shí)施例1：
各組分原料重量份數(shù)比如下：
32.5硅酸鹽水： 300份；
一級(jí)粉煤灰： 20份；
2cmPP纖維： 1份；
100目偏高嶺土： 10份；
二氧化硅： 1份；
水泥助劑： 3份；
復(fù)合乳化劑： 5份；
雙氧水： 30份；
聚酯三元醇： 10份；
二苯基甲烷二異氰酸酯： 15份；
水： 200份；
上述中，水泥助劑中硬脂酸鈣：三乙醇胺：氫氧化鈣=5:0.1:1。
其中，復(fù)合乳化劑中十二烷基苯磺酸鈉：十二烷基硫酸鈉：司盤-80：吐溫-80=1:2:5:5。具體制備如下：
步驟1：將硅酸鹽水泥、粉煤灰、增強(qiáng)纖維、偏高嶺土、滑石粉、二氧化硅混合攪拌，然后再加入水繼續(xù)攪拌均勻得到初料；
步驟2：將步驟1得到的初料加入單軸高速分散機(jī)，然后加入水泥助劑、復(fù)合乳化劑經(jīng)500r/min高速分散20min后得到預(yù)混料；
步驟3：將步驟2得到的預(yù)混料通入特制發(fā)泡機(jī)中，加入雙氧水、聚酯三元醇、二苯基甲烷二異氰酸酯混合發(fā)泡，灌入模具中成型制得聚氨酯-水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料。
二、實(shí)施例2：
各組分原料重量份數(shù)比如下：
42.5硅酸鹽水： 400份；
一級(jí)粉煤灰： 30份；
1cmPE纖維： 3份；
100目偏高嶺土： 20份；
二氧化硅： 2份；
水泥助劑： 5份；
復(fù)合乳化劑： 10份；
雙氧水： 35份；
聚酯三元醇： 15份；
二苯基甲烷二異氰酸酯： 25份；
水： 250份。
上述中，水泥助劑中硬脂酸鈣：三乙醇胺：氫氧化鈣=6:0.1:1.5。
其中，復(fù)合乳化劑中十二烷基苯磺酸鈉：十二烷基硫酸鈉：司盤-80：吐溫-80=2:2:5:5。具體制備如下：
步驟1：將硅酸鹽水泥、粉煤灰、增強(qiáng)纖維、偏高嶺土、滑石粉、二氧化硅混合攪拌，然后再加入水繼續(xù)攪拌均勻得到初料；
步驟2：將步驟1得到的初料加入單軸高速分散機(jī)，然后加入水泥助劑、復(fù)合乳化劑經(jīng)800r/min高速分散15min后得到預(yù)混料；
步驟3：將步驟2得到的預(yù)混料通入特制發(fā)泡機(jī)中，加入雙氧水、聚酯三元醇、二苯基甲烷二異氰酸酯混合發(fā)泡，灌入模具中成型制得聚氨酯-水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料。
三、實(shí)施例3：
原料按照重量份數(shù)比包含以下組分原料：
32.5R硅酸鹽水： 500份；
一級(jí)粉煤灰： 30份；
2cmPP纖維： 4份；
100目偏高嶺土： 25份；
二氧化硅： 3份；
水泥助劑： 10份；
復(fù)合乳化劑： 15份；
雙氧水： 40份；
聚酯三元醇： 20份；
二苯基甲烷二異氰酸酯： 40份；
水： 300份。
上述中，水泥助劑中硬脂酸鈣：三乙醇胺：氫氧化鈣=8:0.2:2。
其中，復(fù)合乳化劑中十二烷基苯磺酸鈉：十二烷基硫酸鈉：司盤-80：吐溫-80=1:2:5:5。具體制備如下：
步驟1：將硅酸鹽水泥、粉煤灰、增強(qiáng)纖維、偏高嶺土、滑石粉、二氧化硅混合攪拌，然后再加入水繼續(xù)攪拌均勻得到初料；
步驟2：將步驟1得到的初料加入雙軸高速分散機(jī)，然后加入水泥助劑、復(fù)合乳化劑經(jīng)300r/min高速分散15min后得到預(yù)混料；
步驟3：將步驟2得到的預(yù)混料通入特制發(fā)泡機(jī)中，加入雙氧水、聚酯三元醇、二苯基甲烷二異氰酸酯混合發(fā)泡，灌入模具中成型制得聚氨酯-水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料。
四、實(shí)施例4：
原料按照重量份數(shù)比包含以下組分原料：
32.5硅酸鹽水： 500份；
二級(jí)粉煤灰： 35份；
3cm聚酯纖維： 4份；
200目偏高嶺土： 20份；
二氧化硅： 2份；
水泥助劑： 12份；
復(fù)合乳化劑： 15份；
雙氧水： 40份；
聚酯三元醇： 20份；
二苯基甲烷二異氰酸酯： 35份；
水： 350份。
上述中，水泥助劑中硬脂酸鈣：三乙醇胺：氫氧化鈣=7:0.15:1.5。
其中，復(fù)合乳化劑中十二烷基苯磺酸鈉：十二烷基硫酸鈉：司盤-80：吐溫-80=2:4:7:7。具體制備如下：
步驟1：將硅酸鹽水泥、粉煤灰、增強(qiáng)纖維、偏高嶺土、滑石粉、二氧化硅混合攪拌，然后再加入水繼續(xù)攪拌均勻得到初料；
步驟2：將步驟1得到的初料加入雙軸高速分散機(jī)，然后加入水泥助劑、復(fù)合乳化劑經(jīng)400r/min高速分散13min后得到預(yù)混料；
步驟3：將步驟2得到的預(yù)混料通入特制發(fā)泡機(jī)中，加入雙氧水、聚酯三元醇、二苯基甲烷二異氰酸酯混合發(fā)泡，灌入模具中成型制得聚氨酯-水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料。
五、實(shí)施例5：
原料按照重量份數(shù)比包含以下組分原料：
42.5R硅酸鹽水： 500份；
二級(jí)粉煤灰： 40份；
3cmPE纖維： 4份；
200目偏高嶺土： 25份；
二氧化硅： 2份；
水泥助劑： 10份；
復(fù)合乳化劑： 15份；
雙氧水： 45份；
聚酯三元醇： 20份；
二苯基甲烷二異氰酸酯： 40份；
水： 300份。
上述中，水泥助劑中硬脂酸鈣：三乙醇胺：氫氧化鈣=8:0.18:1.5。
其中，復(fù)合乳化劑中十二烷基苯磺酸鈉：十二烷基硫酸鈉：司盤-80：吐溫-80=2:4:8:8。具體制備如下：
步驟1：將硅酸鹽水泥、粉煤灰、增強(qiáng)纖維、偏高嶺土、滑石粉、二氧化硅混合攪拌，然后再加入水繼續(xù)攪拌均勻得到初料；
步驟2：將步驟1得到的初料加入雙軸高速分散機(jī)，然后加入水泥助劑、復(fù)合乳化劑經(jīng)500r/min高速分散10min后得到預(yù)混料；
步驟3：將步驟2得到的預(yù)混料通入特制發(fā)泡機(jī)中，加入雙氧水、聚酯三元醇、二苯基甲烷二異氰酸酯混合發(fā)泡，灌入模具中成型制得聚氨酯-水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料。
六、實(shí)施例6：
原料按照重量份數(shù)比包含以下組分原料：
42.5硅酸鹽水： 600份；
一級(jí)粉煤灰： 40份；
2cmPP纖維： 5份；
100目偏高嶺土： 20份；
二氧化硅： 3份；
水泥助劑： 15份；
復(fù)合乳化劑： 20份；
雙氧水： 50份；
聚酯三元醇： 25份；
二苯基甲烷二異氰酸酯： 40份；
水： 400份。
上述中，水泥助劑中硬脂酸鈣：三乙醇胺：氫氧化鈣=10:0.15:1。
其中復(fù)合乳化劑中十二烷基苯磺酸鈉：十二烷基硫酸鈉：司盤-80：吐溫-80=2:5:10:10。具體制備如下
步驟1：將硅酸鹽水泥、粉煤灰、增強(qiáng)纖維、偏高嶺土、滑石粉、二氧化硅混合攪拌，然后再加入水繼續(xù)攪拌均勻得到初料；
步驟2：將步驟1得到的初料加入雙軸高速分散機(jī)，然后加入水泥助劑、復(fù)合乳化劑經(jīng)500r/min高速分散10min后得到預(yù)混料；
步驟3：將步驟2得到的預(yù)混料通入特制發(fā)泡機(jī)中，加入雙氧水、聚酯三元醇、二苯基甲烷二異氰酸酯混合發(fā)泡，灌入模具中成型制得聚氨酯-水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料。
綜上所述，本發(fā)明的聚氨酯水泥復(fù)合發(fā)泡保溫材料及其制備方法，通過聚氨酯-水泥復(fù)合發(fā)泡的方法制備有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合保溫板，聚氨酯與發(fā)泡水泥同時(shí)發(fā)泡，通過復(fù)合乳化劑提高二者之間的相容性，聚氨酯作為分散相在發(fā)泡水泥中均勻分散后，自身無(wú)需添加阻燃劑即可達(dá)到A級(jí)防火，且聚氨酯可以提高發(fā)泡水泥的韌性與強(qiáng)度，提高內(nèi)部孔洞的閉孔率與保溫效果，有利于發(fā)泡水泥快速定型，縮短脫模時(shí)間，考慮到傳統(tǒng)發(fā)泡水泥保溫板使用中損耗大，本發(fā)明的聚氨酯-水泥復(fù)合發(fā)泡板在成本上與傳統(tǒng)發(fā)泡板持平甚至更低。
以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)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(shuō)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(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。