[发明专利]一种憎水型膨胀珍珠岩保温制品及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及膨胀珍珠岩保温制品，特别是一种憎水型的膨胀珍珠岩保温制品。该制品具有极佳的憎水效果，并且轻质高强，导热系数小、较好的机械性能，材料燃烧等级为A级。适用于特别是潮湿环境下的建筑保温、管道、设备等各需要保温绝热的部位。

背景技术

目前，中国是世界最大的建筑市场，每年新增建筑面积约为20亿立方米，其中95%以上是高能耗建筑，若不采取有效节能措施，到2020年中国建筑能源将占中国总能量消耗的50%，为此将带来巨大的能源损失。中国政府相继以法律及文件的形式出台了建筑节能政策，大力推动建筑节能工作，建筑节能已成为中国能源可持续发展的战略重要领域。因此建筑节能必须与社会经济、生态环境等协调发展，需要对建筑材料的保温隔热性能、实用价值、材料的稳定性和使用寿命、工艺技术的可靠性、生态环保性和可循环利用等方面进行重点研究和开发。

近年来，在中国发生多起因建筑外保温材料所引发的重大火灾事故，造成严重人员伤亡和财产损失，比如北京央视新址配楼大火，上海胶州湾教师公寓大火等。因此，国家对建筑保温材料的防火性能有了更高的要求，这使得具有不燃性（燃烧等级为A级）的无机保温材料成为研究、开发和应用的热点。

膨胀珍珠岩具有表观密度小、导热系数低、化学稳定性好、使用温度范围广，且无毒、无味、防火、吸音等特点，早在几十年前已经成为一种工业保温材料，其产品形态主要包括粒状、板状、管壳等形式。尽管也有建筑保温应用，但是由于传统珍珠岩制品所固有的缺陷，严重限制和影响其在建筑保温节能应用。传统膨胀珍珠岩在实际应用过程中存在的诸多问题包括：1）吸水率大。通常其质量吸水率高达300%~400%，这就使得膨胀珍珠岩保温制品在施工应用中吸收大量的水分，使其制品的保温性能大幅降低，同时还会造成制品表面颗粒的剥离，开裂等问题；2）强度极低。由于膨胀珍珠岩多孔结构和脆性原因，这就使得生产膨胀珍珠岩保温制品过程中，在外力的作用下（如搅拌、挤压作用等）会造成膨胀珍珠岩的破碎，从而降低其保温制品的性能，严重限制了膨胀珍珠岩的应用，制品抗压强度仅有0.1MPa。因此，降低吸水率，提高憎水性，提高制品强度，将是传统珍珠岩制品在建筑节能应用领域发展的关键。

发明内容

本发明的目的基于发明的背景现状和制品应用问题所在，将改进传统珍珠岩制品的不足和缺陷，提供一种具有憎水性能极佳，可以在潮湿环境条件中应用的建筑节能保温材料，并且具有轻质高强特性，同时导热系数较小的憎水型膨胀珍珠岩保温制品。

为了实现上述目的，本发明的憎水型膨胀珍珠岩保温绝热制品，采用市售的固含量为30%-60%的甲基硅酸钾溶液和固含量为40%-70%的聚二甲基硅氧烷混合形成复合憎水剂，并且本发明主旨是通过憎水剂的复合性作用来实现更加的憎水效果，大幅降低膨胀珍珠岩制品的吸水性。聚二甲基硅氧烷的憎水机理是：聚二甲基硅氧烷受热反应会在珍珠岩表面和内部形成一层透气不透水的薄膜。甲基硅酸钾的憎水机理是：甲基硅酸钾会与空气中的CO₂反应会在珍珠岩表面生产一层几个分子厚的不溶性防水树脂薄膜。即两种憎水剂可以一起使用，而憎水效果不会相互干扰，同时起到作用相互协同，憎水效果明显提升。

单一使用甲基硅酸钾憎水剂时，用量过多会使制品表面形成白色残留物影响制品美观；而且单一使用一种憎水剂时，其憎水率至多可达90%-92%，对于建筑保温材料来说，还是远远不够的。因此本发明采取两种憎水剂混合使用的方法既解决了单一憎水剂的憎水效果不佳问题，同时节省了原料，降低了成本。

憎水型膨胀珍珠岩保温制品的配料组成特征在于（按重量计）：膨胀珍珠岩为20%-35%，粘结剂为63%~75%，复合憎水剂1.5%-6.5%，其中甲基硅酸钾和聚二甲基硅氧烷分别是1.0%-4.5%和0.5%-2%。粘结剂是固含量为3%-15%的硅酸钠水溶液；憎水剂是固含量30%-60%的甲基硅酸钾和固含量40%-70%的聚二甲基硅氧烷；其中膨胀珍珠岩的颗粒粒径为0.1mm-5mm，堆积密度为60~100kg/m³。

憎水型膨胀珍珠岩保温制品配料的最佳组成，以重量百分比计，膨胀珍珠岩为26%-29%；硅酸钠溶液为69%-71%；甲基硅酸钾和聚二甲基硅氧烷分别是2.0%-3.5%和1.3%-1.8%。

一种憎水型膨胀珍珠岩保温制品的制备方法，其特征在于：首先将粘结剂和憎水剂进行混合得到混合溶液，其次将混合溶液喷涂在膨胀珍珠岩颗粒表面，同时送入热风干燥，再采用压机进行压制成制品，最后将制品进行烘干。