一種泡沫陶瓷保溫材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種泡沫陶瓷保溫材料及其制備方法，屬于保溫材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著傳統(tǒng)三大化石能源的日益枯竭，節(jié)能環(huán)保已成為越來越熱的話題。目前，我國建筑能耗逐年大幅上升，已達(dá)全國能源總消耗量的45%，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成了巨大的負(fù)擔(dān)。因此，建筑節(jié)能迫在眉睫。而保持建筑內(nèi)部的溫度，減少其熱量散失，是提高建筑能源利用率的一種行之有效的方式。目前，國內(nèi)80%以上的建筑使用的保溫材料主要是以發(fā)泡聚苯板(EPS)、擠塑聚苯板(XPS)、噴涂聚氨酯(SPU)、聚苯顆粒等有機(jī)材料為主，由于其存在可燃這一致命缺點，近年來的國內(nèi)多起大型建筑物火災(zāi)事故都與這類有機(jī)保溫材料有很大關(guān)系。因此，急需一種性能更加優(yōu)良的保溫材料來更好的滿足建筑在節(jié)能、防火、保溫等方面的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的之一是為了解決上述的保溫材料防火性能好，保溫性能就不好；保溫性能好，阻燃性能就不好，兩者難以同時滿足的問題，而提供一種可同時滿足防火性能和保溫性能的泡沫陶瓷保溫材料。
[0004]本發(fā)明的目的之二是提供上述的一種泡沫陶瓷保溫材料的制備方法，該泡沫陶瓷保溫材料不僅滿足綠色節(jié)能、環(huán)保安全的新型建筑保溫材料的要求，而且原料來源廣，制備工藝簡單，生產(chǎn)周期短，可為企業(yè)提升效益。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)原理
玻璃微珠是一種尺寸微小的空心玻璃球體，具有優(yōu)異的保溫絕熱和防火性能，且綠色環(huán)保，在諸多領(lǐng)域中可充當(dāng)輕質(zhì)填充骨料和絕熱防火保溫材料。玻璃微珠能增大材料的孔隙率，降低熱導(dǎo)率，是影響本制品保溫性能的主要因素；
羧甲基纖維素鈉(CMC)是一種粘結(jié)劑，可直接與水混合制成糊狀膠液，起到增稠增強(qiáng)的作用；
泡沫陶瓷過濾器是由陶瓷構(gòu)成的泡沫體，其孔隙率高達(dá)80-90%，通道曲折，比表面積大，可與流體充分接觸。耐火性，抗熱震性好，可顯著提高制品的機(jī)械強(qiáng)度和尺寸精度，使制品具有穩(wěn)定的質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案
一種泡沫陶瓷保溫材料，即將泡沫陶瓷保溫材料所用的填充介質(zhì)用真空設(shè)備注入到泡沫陶瓷過濾器中至完全填滿其內(nèi)部空隙后，于干燥箱中，控制溫度為90-110°C下干燥所得;
所述的泡沫陶瓷過濾器，目數(shù)300-400目/英寸，過濾精度50-80ppi，厚度40_60mm ；所述的泡沫陶瓷保溫材料所用的填充介質(zhì)按重量百分比計算，其制備過程所用的原料組成及含量如下: 羧甲基纖維素鈉2-3%
玻璃微珠38.8-56.0% ；
余量為水。
[0007]上述的一種泡沫陶瓷保溫材料的制備方法，具體包括如下步驟:
(1)、將羧甲基纖維素鈉和水混合，得到黏稠液體；
(2)、將玻璃微珠加入到帶攪拌的容器中，再將步驟(I)所得的黏稠液體加入到其中，攪拌混合均勻，即得泡沫陶瓷保溫材料所用的填充介質(zhì)；
(3)、將步驟(2)所得的泡沫陶瓷保溫材料所用的填充介質(zhì)用真空設(shè)備注入到泡沫陶瓷過濾器中至完全填滿其內(nèi)部空隙，然后控制溫度為90-110°C下干燥，即得泡沫陶瓷保溫材料。
[0008]上述所得的泡沫陶瓷保溫材料，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.13-0.16ff/(m.K)、壓縮強(qiáng)度為2.84-4.63MPa、阻燃等級達(dá)A級，且所得的泡沫陶瓷保溫材料表面平整，無開裂，尺寸穩(wěn)定性 0.4%ο
[0009]本發(fā)明的一種泡沫陶瓷保溫材料，由于泡沫陶瓷過濾器的使用使泡沫陶瓷保溫材料擁有較高的壓縮強(qiáng)度，尺寸精度較高，耐火性和抗熱震性好，熱收縮率和熱膨脹系數(shù)低，同時由于采用的填充介質(zhì)中的?；⒅榫哂袃?yōu)異的保溫絕熱和防火性能，因此保證了材料在強(qiáng)度和保溫性能上達(dá)到要求，進(jìn)一步，通過調(diào)整泡沫陶瓷保溫材料所用的填充介質(zhì)原料的配比，使之具有低導(dǎo)熱系數(shù)，高壓縮強(qiáng)度，干燥后不易開裂、變形等優(yōu)點。最終所得的泡沫陶瓷保溫材料符合建筑節(jié)能，減少環(huán)境污染的要求，達(dá)到國家規(guī)定的以A級不燃材料作為保溫系統(tǒng)，最多可以放寬到BI級防火材料的標(biāo)準(zhǔn)，可廣泛應(yīng)用于建筑內(nèi)外墻的保溫系統(tǒng)中。
[0010]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種泡沫陶瓷保溫材料和已有技術(shù)相比，其進(jìn)步是顯著的。所使用的無機(jī)保溫骨料?；⒅闉榭招那蚪Y(jié)構(gòu)，使得泡沫陶瓷保溫材料中存在無數(shù)微小球形閉孔，孔隙率大大增加，保溫效果更好。
[0011]進(jìn)一步，本發(fā)明的一種泡沫陶瓷保溫材料，由于所使用的羧甲基纖維素鈉為一種有機(jī)凝膠材料，與無機(jī)凝膠材料相比，有機(jī)凝膠材料的強(qiáng)度更高，對熱穩(wěn)定，凝結(jié)時間與制備成形時間相當(dāng)，因此可以使泡沫陶瓷保溫材料在短時間內(nèi)能獲得較高強(qiáng)度，又不影響泡沫陶瓷保溫材料的阻燃性能。
[0012]進(jìn)一步，本發(fā)明的一種泡沫陶瓷保溫材料，由于所使用的泡沫陶瓷其氣孔率高達(dá)80%-90%，本身就為一種理想的絕熱材料，玻化微珠填充于其間，其閉孔結(jié)構(gòu)限制氣流流動，阻礙熱傳導(dǎo)，進(jìn)一步降低了材料的熱導(dǎo)率；泡沫陶瓷強(qiáng)度較高，保證了泡沫陶瓷保溫材料的強(qiáng)度，因而凝膠材料羧甲基纖維素鈉的作用在于將?；⒅楣潭ㄓ谂菽沾傻耐字校谥菽沾商赜械娜S空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)能將凝固后的漿料牢牢固定于其中，不易發(fā)生剝落，因此凝膠材料羧甲基纖維素鈉的用量可進(jìn)一步降低，這進(jìn)一步提高了材料的保溫性能；泡沫陶瓷使用溫度高達(dá)1600°C，抗熱震性能優(yōu)良，輔以凝膠材料羧甲基纖維素鈉用量的減少，最終所得的泡沫陶瓷保溫材料可獲得極佳的阻燃性。同時泡沫陶瓷的使用也可很好的提高制品的尺寸穩(wěn)定性，阻止材料內(nèi)部應(yīng)力產(chǎn)生的破壞。
[0013]進(jìn)一步，本發(fā)明的泡沫陶瓷保溫材料，由于制備過程使用的各原料間不會發(fā)生反應(yīng)，因此所得的泡沫陶瓷保溫材料經(jīng)久耐用，保溫性能優(yōu)異，可替代絕大部分阻燃能力差的有機(jī)保溫材料。
[0014]進(jìn)一步，本發(fā)明的一種泡沫陶瓷保溫材料滿足綠色節(jié)能、環(huán)保安全的新型建筑保溫材料的要求，同時由于制備所用原料來源廣且價格低廉，因此生產(chǎn)成本較低，并且制備過程工藝簡單，常溫即可完成成形，安全可靠，設(shè)備要求簡單，生產(chǎn)效率高，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0015]下面通過具體實施例對本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
[0016]導(dǎo)熱系數(shù)的測定方法:穩(wěn)態(tài)平板法(測量依據(jù):GB/T 10294-2008《絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測定防護(hù)平板法》)，儀器型號=DP-TSl溫度特性實驗儀，生產(chǎn)廠家:上海上大電子設(shè)備有限公司；
壓縮強(qiáng)度的測定依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 7314-2005《金屬材料室溫壓縮實驗方法》，儀器型號:SUN-500型電子萬能試驗機(jī)，生產(chǎn)廠家:山西宇盛電子科技有限公司。
[0017]阻燃等級的測定方法依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB 8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》及GB/T 5424-2010《建筑材料不燃性試驗方法》，儀器型號JCSY339建筑材料不燃性試驗機(jī)，生產(chǎn)廠家:東莞大顯自動化儀器設(shè)備有限公司。
[0018]泡沫陶瓷保溫材料尺寸穩(wěn)定性的測定依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 30806-2014《建筑用絕熱制品在指定溫度濕度條件下尺寸穩(wěn)定性的測試方法》進(jìn)行。
[0019]實施例1
一種泡沫陶瓷保溫材料，即將泡沫陶瓷保溫材料所用的填充介質(zhì)用真空設(shè)備注入到泡沫陶瓷過濾器中至完全填滿其內(nèi)部空隙后，于干燥箱中，控制溫度為90-110°C下干燥所得;
所述的泡沫陶瓷過濾器，目數(shù)300-400目/英寸，過濾精度50-80ppi，厚度40_60mm ；所述的泡沫陶瓷保溫材料所用的填充介質(zhì)按重量百分比計算，其制備過程所用的原料組成及含量如下:
羧甲基纖維素鈉2.1%
玻璃微珠56.0% ；
余量為水。
[0020]上述的一種泡沫陶瓷保溫材料的制備方法，具體包括如下步驟:
(1)、將羧甲基纖維素鈉和水混合，得到黏稠液體；
(2)、將玻璃微珠加入到帶攪拌的容器中，再將步驟(I)所得的黏稠液體加入到其中，攪拌混合均勻，即得泡沫陶瓷保溫材料所用的填充介質(zhì)；
(3)、將步驟(2)所得的泡沫陶瓷保溫材料所用的填充介質(zhì)用真空設(shè)備注入到泡沫陶瓷過濾器中至完全填滿其內(nèi)部空隙后，于干燥箱中，控制溫度為90-110°C下干燥5h，即得泡沫陶瓷保溫材料。
[0021]上述所得的泡沫陶瓷保溫材料經(jīng)檢測，導(dǎo)熱系數(shù)為0.13W/(m*K)、壓縮強(qiáng)度為2.84MPa、阻燃等級達(dá)A級，且所得的泡沫陶瓷保溫材料表面平整，無開裂，尺寸穩(wěn)定性
0.4%。
[0022]實施例2 一種泡沫陶瓷保溫材料，即將