[发明专利]一种柔性复合硅酸盐保温材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性复合硅酸盐保温材料及制备方法，属于无机保温材料技术领域。

背景技术

我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的能源消耗。在能耗中，热损耗占有相当的比重，因此近年来保温绝热材料发展迅速，在化工、石油、电力、冶金、交通、国防、建筑等行业的需求量越来越大。保温绝热材料按照构成一般可分为有机保温材料和无机保温材料，有机保温材料如聚苯乙烯，聚氨酯等虽然导热系数低，但其容易燃烧，致其应用受到了限制。

目前的无机保温材料多处于单一结构如岩棉、玻璃纤维、陶瓷纤维等材料。但是这些传统的硅酸盐保温材料由于其成型材料的内部空间不封闭，容易产生对流散热，导致保温效果不理想，而且还存在使用周期较短，易开裂、对人体危害较大等缺陷。如中国专利CN1781867所述的复合物硅酸盐保温材料成分中含有石棉，长期接触会严重威胁人类的健康。

随着社会的发展和人类环保意识的不断提高，对硅酸盐保温材料提出了更高的要求，除了满足导热系数低外，还需要粘接力更强，容易施工，耐急冷急热性能好，不发生开裂，无毒无尘无污染。现有的无机硅酸盐保温材料在许多领域还不能达到应用要求，急需开发新型的复合硅酸盐无机保温材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不含石棉的柔性复合硅酸盐保温材料及制备方法。

技术方案：

一种柔性复合硅酸盐保温材料，其组成为：无机纤维2.1-7份、海泡石粉3.2-8份、表面活性剂0.4-0.9份、硫酸钙晶须0.1-1份、二氧化硅0.05-0.2份、复合粘结剂0.8-5.2份、柔性剂0.3-1份和不高于500份的水；所述份为重量份。

所述水的含量与柔性复合硅酸盐保温材料的干燥程度相关；在柔性复合硅酸盐保温材料干燥之前，水的含量为100-500份。

采用上述原料配比制备而成的柔性复合硅酸盐保温材料（以下简称产品），具备以下优良性能：

不含石棉，不污染环境；

密度小于110kg/m³，从而使产品具备轻质性能；

导热系数小于0.05W/(m·K)，从而使产品具备优良保温性能；

压缩回弹率（表征材料弹性的一个技术指标，回弹率越高越好）大于75%，使产品具备可弯曲、柔性好、施工方便的性能；

热稳定性好，具有较高的耐热性性能。

上述组分中，海泡石是一种纤维状的含水硅酸镁轻质多孔材料，具有隔热、保温、热稳定性好等性能，本发明采用的无机纤维（水镁石纤维、岩棉、硅酸铝棉、玻璃纤维）作为一类软体保温材料，可增强保温材料的柔软性和弹性，同时又起到绝热和骨架作用。硫酸钙晶须是具有均匀的横截面、完整的外形、完善的内部结构的纤维状（须状）单晶体，是集增强纤维和超细无机填料二者的优势于一体新型无机材料，具有优异的补强增韧剂、保温、隔热、绝缘等性能。二氧化硅为无机纳米材料，起到降低材料导热系数的作用。

上述柔性复合硅酸盐保温材料，优选的，无机纤维选自水镁石纤维、玻璃纤维、岩棉和硅酸铝棉中的一种或两种以上。

上述柔性复合硅酸盐保温材料，优选的，表面活性剂为琥珀酸二辛酯磺酸钠或/和十二烷基磺酸钠。加入活性剂的目的是为了加快材料的润湿性能，使材料混合均匀。

上述柔性复合硅酸盐保温材料，优选的，柔性剂为丙烯酸丁酯与丙烯酸钠的共聚物。所述丙烯酸丁酯与丙烯酸钠的共聚物是由丙烯酸丁酯与丙烯酸钠通过自由基溶液聚合得到的。相较于不添加柔性剂，添加该柔性剂所制备的产品，各项性能（保温性能、轻质性能和回弹性能）均明显改善。

上述柔性复合硅酸盐保温材料，优选的，复合粘结剂由复配粘结剂和氧化锌按照5-30:1的重量配比组成；复配粘结剂由固含量为60wt%的丙烯酸酯乳液和磷酸二氢铝按照重量配比为10：2-6组成。

本发明还给出了综合性能较好的柔性复合硅酸盐保温材料的具体方案：

由水镁石纤维2.1份、硅酸铝棉1.4份、海泡石粉8份、琥珀酸二辛酯磺酸钠0.5份、硫酸钙晶须0.1份、二氧化硅0.1份、氧化锌0.3份、丙烯酸丁酯与丙烯酸钠共聚物0.3份、复配粘结剂1.5份和水250份制备而成；

所述复合粘结剂由丙烯酸酯乳液和磷酸二氢铝以按照10：2的重量比复配而成。

上述柔性复合硅酸盐保温材料的制备方法，包括下述步骤：

    （1）按比例将无机纤维、海泡石粉、表面活性剂、硫酸钙晶须、二氧化硅和水混合，静置8-12小时；