一种高强度外墙保温板及其制备方法与流程

本技术涉及保温板领域，尤其涉及一种高强度外墙保温板及其制备方法。

背景技术：

1、建筑节能是我国节能工作的重要环节，用于建筑外墙外保温材料品种繁多，有无机材料、有机材料、复合材料等等 ；用于梁、柱、剪力墙及非自保温砌筑材料墙体作保温处理的均为板材或砂浆类保温材料。建筑外墙外保温系统是利用保温板与保护层、固定材料构成并适用于安装外墙外表面的非承重保温构造总成。目前常用的保温板有无机保温板、有机保温板以及复合保温板等。

2、随着人们生活水平的提高以及建筑工程的要求的多样化，对于建筑外墙用的保温板及其制备材料也提出了更高的要求。除了对于保温板的防火保温性能的要求，还进一步提出了防水、耐候、耐化学腐蚀、耐紫外光照以及自清洁等需求。但现有的外墙保温板的强度虽够，但是在面对多样化的复合需求时，则无法有效满足，因此研发一种能够满足多样化复合需求的外墙保温板产品对于未来建筑市场至关重要。

3、本技术人为了解决上述问题，提供了一种高强度外墙保温板及其制备方法，本技术所制得的外墙保温板其不仅具有优异的力学性能和低热导率，还能进一步保证其优异的防水耐吸湿和耐候耐光照等性能，进而满足现有的多样化外墙保温板的需求，具有十分优异的市场使用前景。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本技术第一方面提供了一种高强度外墙保温板，其以质量份计，原料包括：水泥浆料45~60份，轻集骨料40~80份，添加料10~35份。

2、作为一种优选的方案，所述水泥浆料，轻集骨料和添加料的质量比为（50~60）：（55~70）：（15~25）。

3、作为一种优选的方案，所述水泥浆料，轻集骨料和添加料的质量比为（50~55）：（60~65）：（20~25）。

4、作为一种优选的方案，所述水泥浆料以质量百分比计，原料包括：水泥40~45%，粉煤灰10~20%，填充微粉10~20%，石膏补充余量。

5、作为一种优选的方案，所述水泥为普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、复合硅酸盐水泥中的至少一种。

6、作为一种优选的方案，所述水泥为普通硅酸盐水泥。

7、作为一种优选的方案，所述水泥为po42.5。

8、作为一种优选的方案，所述粉煤灰为含钠粉煤灰。

9、作为一种优选的方案，所述含钠粉煤灰的na含量为1~3%。

10、作为一种优选的方案，所述填充微粉为改性硬硅钙石粉和改性钙钛矿粉。

11、作为一种优选的方案，所述改性硬硅钙石粉和改性钙钛矿粉的质量比为（3~5）：（1~1.5）。

12、作为一种优选的方案，所述改性硬硅钙石粉和改性钙钛矿粉的质量比为4：1。

13、作为一种优选的方案，所述改性硬硅钙石粉的制备方法包括以下步骤：s1：取硬硅钙石粉加入反应容器中，加入去离子水进行搅拌分散；s2：升温至80~90℃，加入磷酸水溶液搅拌均匀保温2~3h，得到预处理硬硅钙石粉的悬浮液；s3：依次将金属盐，碱剂以及硅烷偶联剂加入至反应容器中混合，降温至60~70℃反应3~4h，保持反应体系ph为8~10；s4：反应完成后加入正硅酸乙酯至反应容器持续搅拌，并降温至50~55℃，400~600w超声震荡反应1~2h，反应过程后过滤洗涤烘干，即得改性硬硅钙石粉。

14、作为一种优选的方案，所述磷酸水溶液的浓度为10~20wt%。

15、作为一种优选的方案，所述硬硅钙石粉和磷酸水溶液的质量比为（1~1.5）：（2~3）。

16、作为一种优选的方案，所述硬硅钙石粉，金属盐和硅烷偶联剂的质量比为（1~1.5）：（0.5~1）：（0.1~0.2）。

17、作为一种优选的方案，所述金属盐为氯化镁和氯化铝，两者的质量比为（1~2）：（1~2）。

18、作为一种优选的方案，所述正硅酸乙酯的加入量为s3反应溶液体系质量的5~10%。

19、本技术中通过改性后的硬硅钙石粉的加入能够大幅提高外墙保温板的保温性能，并且进一步地提高其耐候、力学和耐化学腐蚀性能。改性后的硬硅钙石粉，其生成的羟基磷酸钙能够与后续加入的正硅酸乙酯以及金属盐等物质在其表面共同形成粗糙且稳定的包括壳层，进而在表面形成的金属氧化物的交联结构层，该结构层的存在不仅能够大幅增加硬硅钙石粉的接触热阻，且形成多表面孔隙和粗糙表面降低了气体对流传热的效果；另一方面，改性后的硬硅钙石粉结构存在的多羟基粗糙多孔表面，能够在使用时在表面形成微薄的水合层，该水合层的存在使得外部活性分子或腐蚀物质与保温板的接触更加困难，从而将其隔绝在表面水合层之外进而大幅提高了耐候和耐腐蚀性能；最后，改性后的硬硅钙石粉其表面多羟基基团在内部能够与改性的钙钛矿粉形成良好的氢键连接作用，进而在外力作用时性能良好的内部连接位点，进而有效提高力学性能。

20、作为一种优选的方案，所述改性钙钛矿粉的制备方法包括以下步骤：s1：将钙钛矿粉加入配制有戊二酸酐和硅烷偶联剂的dmf溶液中，升温至60~70℃加热搅拌3~5小时，完成后过滤洗涤得到预处理钙钛矿粉；s2：将乙酸锌和2-甲基咪唑分别溶于甲醇溶剂制备溶液，将乙酸锌溶液与预处理钙钛矿粉进行混合，混合均匀后升温至80~85℃在60~120r/min转速搅拌状态下滴加2-甲基咪唑溶液，滴加时间为1~1.5h，滴加完成后加入三乙胺，之后将温度降至60~75℃并保温反应3~4h；s3：反应完成后离心过滤，收集固体产物，之后甲醇多次洗涤后烘干即得。

21、作为一种优选的方案，所述钙钛矿粉的平均粒径为400~600nm。

22、作为一种优选的方案，所述钙钛矿粉，戊二酸酐和硅烷偶联剂的质量比为（1~2）：（1~2）：（0.3~0.5）。

23、作为一种优选的方案，所述预处理钙钛矿粉，乙酸锌，2-甲基咪唑和三乙胺的质量比为（1.5~2）：（0.1~0.5）：（0.5~1.5）：（0.01~0.05）。

24、作为一种优选的方案，所述改性钙钛矿粉的平均粒径为500~800nm。

25、作为一种优选的方案，所述石膏为脱硫石膏或高强石膏。

26、本技术中，加入的改性钙钛矿粉能够大幅提高外墙保温板的耐紫外以及防水耐吸湿性能。加入后的钙钛矿粉能够与形成的锌框架结构通过配位结合进行粘合，在该复合结构生成之后，钙钛矿和锌框架结构的禁带距离将有效缩小，且形成的电子流通通路能够在外墙保温板光照作用引导载流子和电子空穴分别在钙钛矿和锌框架结构上的聚集，从而在长时间的保温板使用过程中保持极高的表面光能接收容量，在长期的紫外光照过程中消耗更多的能量，从而避免了保温板的氧化黄变、变质损耗的现象；另一方面，其形成的低表面能团聚微球结构能够在保温板体系内部作用大幅增加外部渗入水分子在保温板内部的游离阻力和游离路径，从而避免了因为表面水合层形成而导致的水分过度渗透现象，进而大幅增强了保温板的防水耐吸湿性能。

27、作为一种优选的方案，所述轻集骨料以质量百分比计，原料包括：空心玻璃化微珠80~90%，稻壳粉10~20%。

28、作为一种优选的方案，所述玻璃化微珠和稻壳粉的质量比为85：15。

29、作为一种优选的方案，所述空心玻璃化微珠的平均粒径为100~250μm。

30、作为一种优选的方案，所述空心玻璃化微珠的平均粒径为120~180μm。

31、作为一种优选的方案，所述添加料以质量百分比计，原料包括：高分子聚合物25~35%，硬脂酸0.5~1.5%，增塑剂10~15%，防老剂0.1~1%，助剂2~6%，橡胶料补充余量。

32、作为一种优选的方案，所述高分子聚合物为乙烯-醋酸乙烯共聚物。

33、作为一种优选的方案，所述增塑剂为石蜡油、甘油、硬脂酸锌、邻苯二甲酸酯类中的至少一种。

34、作为一种优选的方案，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。

35、作为一种优选的方案，所述防老剂为防老剂2246、防老剂mbt、防老剂4020、防老剂1098中的至少一种。

36、作为一种优选的方案，所述防老剂为防老剂2246。

37、作为一种优选的方案，所述助剂为二亚硝基五亚甲基四胺和二丁基二硫代氨基甲酸锌，两者的质量比为2：1。

38、作为一种优选的方案，所述橡胶料为氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丁基橡胶中的至少一种。

39、作为一种优选的方案，所述橡胶料为氯丁橡胶。

40、本技术第二方面提供了一种上述高强度外墙保温板的制备方法，制备方法包括以下步骤：s1：将水泥浆料，轻集骨料以及添加料混合搅拌均匀，得到混合料；s2：将混合料加入至浆料搅拌机中和适宜水混合搅拌0.5~1h后，注入保温板磨具中升温并压延成型，固化3~5h后烘干水分含量≤1wt%后即得。

41、本技术具有的有益效果：

42、1、本技术中提供的一种高强度外墙保温板，其不仅具有优异的力学性能和低热导率，还能进一步保证其优异的防水耐吸湿和耐候耐光照等性能，进而满足现有的多样化外墙保温板的需求，具有十分优异的市场使用前景。

43、2、本技术中提供的一种高强度外墙保温板，通过改性后的硬硅钙石粉的加入能够大幅提高外墙保温板的保温性能，并且进一步地提高其耐候、力学和耐化学腐蚀性能；改性后的硬硅钙石粉，其生成的羟基磷酸钙能够与后续加入的正硅酸乙酯以及金属盐等物质在其表面共同形成粗糙且稳定的包括壳层，进而在表面形成的金属氧化物的交联结构层，该结构层的存在不仅能够大幅增加硬硅钙石粉的接触热阻，且形成多表面孔隙和粗糙表面降低了气体对流传热的效果；另一方面，改性后的硬硅钙石粉结构存在的多羟基粗糙多孔表面，能够在使用时在表面形成微薄的水合层，该水合层的存在使得外部活性分子或腐蚀物质与保温板的接触更加困难。

44、3、本技术中提供的一种高强度外墙保温板，其加入的改性钙钛矿粉能够大幅提高外墙保温板的耐紫外以及防水耐吸湿性能；加入后的钙钛矿粉能够与形成的锌框架结构通过配位结合进行粘合，在该复合结构生成之后，钙钛矿和锌框架结构的禁带距离将有效缩小，且形成的电子流通通路能够在外墙保温板光照作用引导载流子和电子空穴分别在钙钛矿和锌框架结构上的聚集，从而在长时间的保温板使用过程中保持极高的表面光能接收容量，在长期的紫外光照过程中消耗更多的能量，从而避免了保温板的氧化黄变、变质损耗的现象；另一方面，其形成的低表面能团聚微球结构能够在保温板体系内部作用大幅增加外部渗入水分子在保温板内部的游离阻力和游离路径。

45、4、本技术中提供的一种高强度外墙保温板，其所需原料简单易得，制备方法操作简便，不存在明显腐蚀制备仪器的化学反应，因此在后续的大规模化生产中，能够有效控制原料成本和设备维护成本，具有十分优异的市场应用前景。