一种防火保温材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及防火材料加工技术领域，具体涉及一种防火保温材料及其制备方法。


背景技术：

2.建筑保温材料一般指导热系数(25℃)，w/(m
·
k)系数小于或等于0.2w/(m
·
k)的材料。近年来随着保温材料发展迅速。在工业和建筑中采用性能良好的保温技术与保温材料，往往能起到很好的节能减排的作用。随着科技的发展和人民生活水平的提高，对保温材料的要求也越来越高。
3.市场上的保温材料参差不齐，大体将其分为有机保温材料和无机保温材料。这两大类材料各有优势和劣势。其中有机保温材料主要为聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、软木等，而无机材料主要为混凝土等材料。一般来说有机保温材料具有轻质、保温效果好等优点，但易燃、易老化、耐久性差。一旦发生火灾，这些建筑外墙材料会很快融化，同时产生的烟雾毒性大，难以扑救，危害严重。所以选用无机保温材料具有更高的安全性。
4.现有的无机保温材料相较于有机保温材料其保温性能较差，且抗压强度较差，一定程度上限制材料的使用。


技术实现要素：

5.针对现有技术不足，本发明提供一种防火保温材料及其制备方法，采用多种无机原料复合，有效提升材料的阻燃耐火性能，同时各成分混合能够大大提升无机材料的保温性能，提升产品的使用效果。
6.为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
7.一种防火保温材料，所述防火保温材料由以下重量份的原料制成：伊利石12
‑
14份、高岭土18
‑
20份、陶土10
‑
14份、微硅粉10
‑
14份、硅酸盐水泥10
‑
12份、长石8
‑
10份、页岩5
‑
10份、蛤蜊壳12
‑
14份、漂珠6
‑
8份、聚苯乙烯1
‑
3份、球形纳米二氧化硅1
‑
5份、硅酸铝纤维4
‑
8份、管状碳纳米管1
‑
3份、片状水滑石1
‑
2份、阻燃剂4
‑
8份、防水剂1
‑
2份、去离子水40
‑
50份。
8.优选的，所述阻燃剂为聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺质量比3∶1∶1的混合物。
9.优选的，所述防水剂为有机硅乳液。
10.所述防火保温材料的制备方法包括以下步骤：
11.(1)原料粉碎：将伊利石、长石、页岩混合后置于粉碎机中研磨粉碎，得混合颗粒备用；
12.(2)混合煅烧：将上述混合颗粒加入高岭土、陶土、微硅粉混合搅拌均匀后，置于煅烧炉中煅烧1
‑
2h，后取出快速冷却，得混合料备用；
13.(3)浆料制备：将上述混合料加入去离子水、微硅粉、硅酸盐水泥、蛤蜊壳混合置于研磨机中研磨成浆料备用；
14.(4)搅拌混合：将研磨成浆料加入漂珠、聚苯乙烯、球形纳米二氧化硅、管状碳纳米管、片状水滑石置于高速搅拌机中进行高速搅拌分散，得混合浆料备用；
15.(5)加热混合：将上述混合浆料加入硅酸铝纤维、阻燃剂、防水剂置于50
‑
80℃水浴环境下搅拌混合，后持续加热蒸发至含水量低于40％，得预制料备用；
16.(6)定型干燥：将上述预制料加入模具中，加压成型，后置于真空干燥炉中进行干燥，即得防火保温材料。
17.优选的，所述步骤(1)中混合颗粒需过80
‑
100目筛。
18.优选的，所述步骤(2)中煅烧的温度为700
‑
800℃，且快速冷却的方法为置于冰水中快速冷却。
19.优选的，所述步骤(3)中研磨所得浆料过200目筛。
20.优选的，所述步骤(4)中高速搅拌的转速为1200
‑
1400r/min，且搅拌的时间为20
‑
30min。
21.优选的，所述步骤(5)中水浴搅拌的转速为400
‑
600r/min，搅拌的时间为30
‑
40min。
22.优选的，所述步骤(6)中加压成型的压力为0.55
‑
1.25mpa。
23.本发明提供一种防火保温材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
24.(1)本发明采用伊利石、高岭土、陶土、微硅粉、硅酸盐水泥、长石、页岩、蛤蜊壳等为主要无机材料通过粉碎、煅烧、制浆等步骤使各成分混合均匀的同时，有效使各原料连接更加紧密题还是能后期的隔热保温效果；
25.(2)本发明添加有漂珠、聚苯乙烯、球形纳米二氧化硅、硅酸铝纤维、管状碳纳米管、片状水滑石，有效提升各成分之间的聚合效果，同时进一步提升装置的材料的隔热效果和阻燃效果；
26.(3)本发明各成分混合后在保证良好的隔热阻燃效果的同时有效提升材料的抗压效果，提升材料的应用效果。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例1：
29.一种防火保温材料，所述防火保温材料由以下重量份的原料制成：伊利石12份、高岭土18份、陶土10份、微硅粉10份、硅酸盐水泥10份、长石8份、页岩5份、蛤蜊壳12份、漂珠6份、聚苯乙烯1份、球形纳米二氧化硅1份、硅酸铝纤维4份、管状碳纳米管1份、片状水滑石1份、阻燃剂4份、有机硅乳液1份、去离子水40份。
30.其中，所述阻燃剂为聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺质量比3∶1∶1的混合物。
31.所述防火保温材料的制备方法包括以下步骤：
32.(1)原料粉碎：将伊利石、长石、页岩混合后置于粉碎机中研磨粉碎，得混合颗粒过80目筛备用；
33.(2)混合煅烧：将上述混合颗粒加入高岭土、陶土、微硅粉混合搅拌均匀后，置于煅烧炉中在700℃温度下煅烧1h，后取出置于冰水中快速冷却，得混合料备用；
34.(3)浆料制备：将上述混合料加入去离子水、微硅粉、硅酸盐水泥、蛤蜊壳混合置于研磨机中研磨成浆料过200目筛备用；
35.(4)搅拌混合：将研磨成浆料加入漂珠、聚苯乙烯、球形纳米二氧化硅、管状碳纳米管、片状水滑石置于高速搅拌机中以1200r/min的转速进行高速搅拌分散20min，得混合浆料备用；
36.(5)加热混合：将上述混合浆料加入硅酸铝纤维、阻燃剂、防水剂置于50℃水浴环境下以400r/min的转速搅拌混合30min，后持续加热蒸发至含水量低于40％，得预制料备用；
37.(6)定型干燥：将上述预制料加入模具中，以0.55mpa的压力加压成型，后置于真空干燥炉中进行干燥，即得防火保温材料。
38.实施例2：
39.一种防火保温材料，所述防火保温材料由以下重量份的原料制成：伊利石14份、高岭土20份、陶土14份、微硅粉14份、硅酸盐水泥12份、长石10份、页岩10份、蛤蜊壳14份、漂珠8份、聚苯乙烯3份、球形纳米二氧化硅5份、硅酸铝纤维8份、管状碳纳米管3份、片状水滑石2份、阻燃剂8份、有机硅乳液2份、去离子水50份。
40.其中，所述阻燃剂为聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺质量比3∶1∶1的混合物。
41.所述防火保温材料的制备方法包括以下步骤：
42.(1)原料粉碎：将伊利石、长石、页岩混合后置于粉碎机中研磨粉碎，得混合颗粒过100目筛备用；
43.(2)混合煅烧：将上述混合颗粒加入高岭土、陶土、微硅粉混合搅拌均匀后，置于煅烧炉中在800℃温度下煅烧2h，后取出置于冰水中快速冷却，得混合料备用；
44.(3)浆料制备：将上述混合料加入去离子水、微硅粉、硅酸盐水泥、蛤蜊壳混合置于研磨机中研磨成浆料过200目筛备用；
45.(4)搅拌混合：将研磨成浆料加入漂珠、聚苯乙烯、球形纳米二氧化硅、管状碳纳米管、片状水滑石置于高速搅拌机中以1400r/min的转速进行高速搅拌分散30min，得混合浆料备用；
46.(5)加热混合：将上述混合浆料加入硅酸铝纤维、阻燃剂、防水剂置于80℃水浴环境下以600r/min的转速搅拌混合40min，后持续加热蒸发至含水量低于40％，得预制料备用；
47.(6)定型干燥：将上述预制料加入模具中，以1.25mpa的压力加压成型，后置于真空干燥炉中进行干燥，即得防火保温材料。
48.实施例3：
49.一种防火保温材料，所述防火保温材料由以下重量份的原料制成：伊利石13份、高岭土19份、陶土12份、微硅粉12份、硅酸盐水泥11份、长石9份、页岩7份、蛤蜊壳13份、漂珠7份、聚苯乙烯2份、球形纳米二氧化硅3份、硅酸铝纤维6份、管状碳纳米管2份、片状水滑石1.5份、阻燃剂6份、有机硅乳液1.5份、去离子水45份。
50.其中，所述阻燃剂为聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺质量比3∶1∶1的混合物。
51.所述防火保温材料的制备方法包括以下步骤：
52.(1)原料粉碎：将伊利石、长石、页岩混合后置于粉碎机中研磨粉碎，得混合颗粒过100目筛备用；
53.(2)混合煅烧：将上述混合颗粒加入高岭土、陶土、微硅粉混合搅拌均匀后，置于煅烧炉中在750℃温度下煅烧1.5h，后取出置于冰水中快速冷却，得混合料备用；
54.(3)浆料制备：将上述混合料加入去离子水、微硅粉、硅酸盐水泥、蛤蜊壳混合置于研磨机中研磨成浆料过200目筛备用；
55.(4)搅拌混合：将研磨成浆料加入漂珠、聚苯乙烯、球形纳米二氧化硅、管状碳纳米管、片状水滑石置于高速搅拌机中以1300r/min的转速进行高速搅拌分散25min，得混合浆料备用；
56.(5)加热混合：将上述混合浆料加入硅酸铝纤维、阻燃剂、防水剂置于65℃水浴环境下以500r/min的转速搅拌混合35min，后持续加热蒸发至含水量低于40％，得预制料备用；
57.(6)定型干燥：将上述预制料加入模具中，以1mpa的压力加压成型，后置于真空干燥炉中进行干燥，即得防火保温材料。
58.对比例1：
59.一种防火保温材料，所述防火保温材料由以下重量份的原料制成：伊利石13份、高岭土19份、陶土12份、微硅粉12份、硅酸盐水泥11份、长石9份、页岩7份、、漂珠7份、聚苯乙烯2份、硅酸铝纤维6份、阻燃剂6份、有机硅乳液1.5份、去离子水45份。
60.其中，所述阻燃剂为聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺质量比3∶1∶1的混合物。
61.所述防火保温材料的制备方法包括以下步骤：
62.(1)原料粉碎：将伊利石、长石、页岩混合后置于粉碎机中研磨粉碎，得混合颗粒过100目筛备用；
63.(2)混合煅烧：将上述混合颗粒加入高岭土、陶土、微硅粉混合搅拌均匀后，置于煅烧炉中在750℃温度下煅烧1.5h，后取出置于冰水中快速冷却，得混合料备用；
64.(3)浆料制备：将上述混合料加入去离子水、微硅粉、硅酸盐水泥混合置于研磨机中研磨成浆料过200目筛备用；
65.(4)搅拌混合：将研磨成浆料加入漂珠、聚苯乙烯置于高速搅拌机中以1300r/min的转速进行高速搅拌分散25min，得混合浆料备用；
66.(5)加热混合：将上述混合浆料加入硅酸铝纤维、阻燃剂、防水剂置于65℃水浴环境下以500r/min的转速搅拌混合35min，后持续加热蒸发至含水量低于40％，得预制料备用；
67.(6)定型干燥：将上述预制料加入模具中，以1mpa的压力加压成型，后置于真空干燥炉中进行干燥，即得防火保温材料。
68.对比例2：
69.一种防火保温材料，所述防火保温材料由以下重量份的原料制成：伊利石13份、高岭土19份、陶土12份、微硅粉12份、硅酸盐水泥11份、长石9份、页岩7份、蛤蜊壳13份、漂珠7份、聚苯乙烯2份、球形纳米二氧化硅3份、硅酸铝纤维6份、管状碳纳米管2份、片状水滑石1.5份、阻燃剂6份、有机硅乳液1.5份、去离子水45份。
70.其中，所述阻燃剂为聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺质量比3∶1∶1的混合物。
71.所述防火保温材料的制备方法包括以下步骤：
72.(1)原料粉碎：将伊利石、长石、页岩混合后置于粉碎机中研磨粉碎，得混合颗粒过100目筛备用；
73.(2)混合：将上述混合颗粒加入高岭土、陶土、微硅粉混合搅拌均匀后，得混合料备用；
74.(3)浆料制备：将上述混合料加入去离子水、微硅粉、硅酸盐水泥、蛤蜊壳混合置于研磨机中研磨成浆料过200目筛备用；
75.(4)搅拌混合：将研磨成浆料加入漂珠、聚苯乙烯、球形纳米二氧化硅、管状碳纳米管、片状水滑石置于高速搅拌机中以1300r/min的转速进行高速搅拌分散25min，得混合浆料备用；
76.(5)加热混合：将上述混合浆料加入硅酸铝纤维、阻燃剂、防水剂置于65℃水浴环境下以500r/min的转速搅拌混合35min，后持续加热蒸发至含水量低于40％，得预制料备用；
77.(6)定型干燥：将上述预制料加入模具中，以1mpa的压力加压成型，后置于真空干燥炉中进行干燥，即得防火保温材料。
78.对比例3：
79.一种防火保温材料，所述防火保温材料由以下重量份的原料制成：伊利石13份、高岭土19份、陶土12份、微硅粉12份、硅酸盐水泥11份、长石9份、页岩7份、蛤蜊壳13份、球形纳米二氧化硅3份、硅酸铝纤维6份、管状碳纳米管2份、片状水滑石1.5份、阻燃剂6份、有机硅乳液1.5份、去离子水45份。
80.其中，所述阻燃剂为聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺质量比3∶1∶1的混合物。
81.所述防火保温材料的制备方法包括以下步骤：
82.(1)原料粉碎：将伊利石、长石、页岩混合后置于粉碎机中研磨粉碎，得混合颗粒过100目筛备用；
83.(2)混合煅烧：将上述混合颗粒加入高岭土、陶土、微硅粉混合搅拌均匀后，置于煅烧炉中在750℃温度下煅烧1.5h，后取出置于冰水中快速冷却，得混合料备用；
84.(3)浆料制备：将上述混合料加入去离子水、微硅粉、硅酸盐水泥、蛤蜊壳混合置于研磨机中研磨成浆料过200目筛备用；
85.(4)搅拌混合：将研磨成浆料加入球形纳米二氧化硅、管状碳纳米管、片状水滑石置于高速搅拌机中以1300r/min的转速进行高速搅拌分散25min，得混合浆料备用；
86.(5)加热混合：将上述混合浆料加入硅酸铝纤维、阻燃剂、防水剂置于65℃水浴环境下以500r/min的转速搅拌混合35min，后持续加热蒸发至含水量低于40％，得预制料备用；
87.(6)定型干燥：将上述预制料加入模具中，以1mpa的压力加压成型，后置于真空干燥炉中进行干燥，即得防火保温材料。
88.检测：
89.检测上述实施例1
‑
3和对比例1
‑
3所制得的防火保温材料的各项性能，具体结果如下表所示：
[0090][0091]
由上表可知，本发明所制备的材料具有优良的隔热阻燃效果，同时抗压强度高，便于加工使用。
[0092]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0093]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。