一种耐火材料及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种耐火材料及其制备方法。


背景技术：

[0002]
随着国家环保节能政策的推动和人民生活水平的提高，对建筑节能的需求也日益迫切。在建筑材料领域经常要使用到节能板材，但传统的聚苯乙烯泡沫板等有机保温材料存在严重的火灾风险，阻燃保温材料又具有防火性能不佳，在使用上存在一定的限制。基于上述缺陷，现有技术中也有采用耐火材料进行填充的夹层板来满足施工需求的，在上述结构中，由于面板通常为薄板结构，主要起装饰和封闭作用，而填充材料的选择直接决定着节能板的性能。
[0003]
现有技术中，用于夹层结构填充的耐火填充材料主要由镁盐发泡材料或者珍珠岩材料进行填充，其中，镁盐发泡材料耐火时间短，隔热性能差，受热后稳定性差，在使用一段时间后就会不能满足国家新标准以及《建筑设计防火规范》的要求，且有一定的腐蚀性，已逐渐被现有技术淘汰；而珍珠岩系列产品可用于建筑物屋面及墙体的保温、隔热；建筑材料的轻质骨料，其应用范围广，质轻且防火效果出色，但是珍珠岩原料价格较高，再加上石棉材料被明令禁止在家用领域中，使得珍珠岩耐火填充材料被二次太高，导致其使用范围受限，因此开发一种兼具成本优势和使用效果的耐火填充材料，具有现实的经济价值和社会价值。


技术实现要素：

[0004]
本发明所解决的技术问题在于提供一种耐火材料及其制备方法，以解决上述技术背景中的缺陷。
[0005]
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种耐火材料，包括以下质量份的原料：水泥：30~50份；填料：15~20份；改性聚苯乙烯泡沫颗粒：10~15份；改性聚苯颗粒：3~5份；增强纤维：3~5份；二氧化硅溶胶：1~3份；发泡剂：0.5~2份；减水剂：0.5~0.8份；其中，所述改性聚苯乙烯泡沫颗粒以及改性聚苯颗粒分别利用聚苯乙烯泡沫颗粒以及聚苯颗粒作为原料，将再分散性乳胶粉、三乙醇胺、羟丙基甲基纤维素按照质量比8:1:2的比例加入溶剂中配置成乳液，控制乳液中比例混合物加入的质量比为20~35%，将乳液均匀喷洒在颗粒物表面，并在喷洒过程中不断翻动搅拌，使颗粒表面均匀润湿，然后以润湿的颗粒物为核，加入重钙粉末、铁氧体粉末与可膨胀石墨的20:3:1的混合物粉末中滚混后得到表面蓬松的改性颗粒，将改性颗粒热风干燥后分别制得改性聚苯乙烯泡沫颗粒以及改性聚苯颗粒；所述二氧化硅溶胶为以氨水和硫酸为催化剂，无水乙醇为溶剂，正硅酸乙酯为前驱体，通过酸/碱两步催化反应制得。
[0006]
作为进一步限定，所述水泥为硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥中的一种或两种的
混合，水泥等级为42.5或者42.5以上。
[0007]
作为进一步限定，所述填料为氢氧化镁、氢氧化铝、高岭土、回收陶瓷粉末、回收玻璃粉末中的一种或组合。
[0008]
作为进一步限定，所述水泥与所述填料经过粉末处理后过筛，并保证最大粒径不超过30μm。
[0009]
作为进一步限定，所述改性聚苯乙烯泡沫颗粒中作为原料的聚苯乙烯泡沫颗粒的颗粒粒径为3~5mm，而所述改性聚苯颗粒中作为原料的聚苯颗粒的粒径为0.5~2.5mm。
[0010]
作为进一步限定，所述增强纤维包括无碱玻璃纤维与混合物纤维的组合，其中，所述无碱玻璃纤维的质量占比为60~100%，所述混合物纤维为尼龙纤维、聚丙烯纤维、花岗岩纤维、钢纤维中的一种或者组合。
[0011]
作为进一步限定，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠、碳酸氢钠、二氯四氟乙烷、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或者组合。
[0012]
一种耐火材料的制备方法，具体包括以下操作步骤：s1利用混凝土搅拌机作为搅拌设备，将填料、水泥按照比例关系加入混凝土搅拌机中进行干料搅拌，搅拌时间为2~3min后加水制浆，控制水灰比为0.5~0.6，进行充分搅拌后得到浆料；s2向步骤s1中制得的浆料中加入增强纤维以及二氧化硅溶胶，搅拌20~30min，然后加入改性聚苯乙烯泡沫颗粒以及改性聚苯颗粒继续搅拌2~3min得到前驱体；s3，向前驱体中加入发泡剂以及减水剂，加入泡沫发生器中生成的泡沫，继续搅拌3~5min即得到可直接使用的耐火材料。
[0013]
作为进一步限定，耐火材料在注浆填充或者模压成型后需要进行养护，养护时控制养护室内温度为18~25℃，相对空气湿度为≥95％，养护时长为7~9d。
[0014]
有益效果：本发明的方法成型后的防火材料可作为金属防盗安全门、金属进户门、金属防火门内填充材料蜂窝纸、硅酸钙板夹硅酸铝棉的替代品，也可用于作为填充材料填充于带夹层的节能板的夹层空间中或者防火门的夹层空间中来有效提高防火节能板以及防火门的防火性能，使其保持在防火等级a级以上，其通过对聚苯乙烯泡沫颗粒和聚苯颗粒进行改性和比例混合，配合发泡剂的表面活性作用，引入大量均匀封/闭的微细气泡，从而有效降低成型后的防火节能板或者防火门的密度，进而使得防火节能板和防火门具有较轻质量的前提下保持较佳的绝热保温、吸声隔音、节能显著的性能，可大大拓宽防火材料的应用领域，以满足不同使用功能的要求。
具体实施方式
[0015]
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0016]
在实施例一中，耐火材料包括以下组份的原料：水泥：35份；填料：20份；改性聚苯乙烯泡沫颗粒：10份；改性聚苯颗粒：5份；增强纤维：5份；二氧化硅溶胶：1份；发泡剂：1份；减水剂：0.8份。
[0017]
其中：改性聚苯乙烯泡沫颗粒以颗粒粒径为3~5mm聚苯乙烯泡沫颗粒作为原料，将再分散性乳胶粉、三乙醇胺、羟丙基甲基纤维素按照质量比8:1:2的比例加入溶剂中配置成
乳液，控制乳液中比例混合物加入的质量比为20%，将乳液均匀喷洒在颗粒物表面，并在喷洒过程中不断翻动搅拌，使颗粒表面均匀润湿，然后以润湿的颗粒物为核，加入重钙粉末、铁氧体粉末与可膨胀石墨的20:3:1的混合物粉末中滚混后得到表面蓬松的改性颗粒，将改性颗粒热风干燥后得到颗粒粒径为改性聚苯乙烯泡沫颗粒。
[0018]
改性聚苯颗粒以颗粒粒径为1.5~2.5聚苯颗粒料作为原料，将再分散性乳胶粉、三乙醇胺、羟丙基甲基纤维素按照质量比8:1:2的比例加入溶剂中配置成乳液，控制乳液中比例混合物加入的质量比为35%，将乳液均匀喷洒在颗粒物表面，并在喷洒过程中不断翻动搅拌，使颗粒表面均匀润湿，然后以润湿的颗粒物为核，加入重钙粉末、铁氧体粉末与可膨胀石墨的20:3:1的混合物粉末中滚混后得到表面蓬松的改性颗粒，将改性颗粒热风干燥后得到改性聚苯乙烯泡沫颗粒。
[0019]
二氧化硅溶胶为以氨水和硫酸为催化剂，无水乙醇为溶剂，正硅酸乙酯为前驱体，通过酸/碱两步催化反应制得；水泥为标号等级为42.5的普通硅酸盐水泥；填料为氢氧化镁、回收玻璃粉末的质量比2:1的比例混合物；增强纤维包括80wt%的无碱玻璃纤维、20wt%的尼龙纤维以及10wt%的钢纤维；发泡剂为十二烷基硫酸钠。
[0020]
耐火材料按照以下方式制备：首先将作为原料的水泥和填料分别经过研磨处理、过筛，并保证水泥、填料粉末的最大粒径不超过30μm。
[0021]
利用混凝土搅拌机作为搅拌设备，将填料、水泥按照比例关系加入混凝土搅拌机中进行干料搅拌，搅拌时间为2min后加水制浆，控制水灰比为0.6，进行充分搅拌后得到浆料；然后向上述浆料中增强纤维以及二氧化硅溶胶，搅拌30min，再加入改性聚苯乙烯泡沫颗粒以及改性聚苯颗粒继续搅拌3min得到前驱体；向前驱体中加入发泡剂以及减水剂，加入泡沫发生器中生成的泡沫，继续搅拌2min即得到可直接使用的耐火材料。
[0022]
为了直接体现本实施例制备的该耐火材料的性能，直接用该填充材料作为原料直接模压成型制成砌块；在20℃、相对空气湿度95%的条件下养护7d后成型；成型后的砌块密度为317kg/m
3
，抗压强度为2.2mpa，导热系数为0.09w/m
·
k。
[0023]
实施例二中建筑用节能板材按照以下方式制备：水泥：40份；填料：18份；改性聚苯乙烯泡沫颗粒：12份；改性聚苯颗粒：4份；增强纤维：4份；二氧化硅溶胶：2份；发泡剂：1份；减水剂：0.6份。
[0024]
其中：改性聚苯乙烯泡沫颗粒以颗粒粒径为3.5~4.5mm的聚苯乙烯泡沫颗粒作为原料，将再分散性乳胶粉、三乙醇胺、羟丙基甲基纤维素按照质量比8:1:2的比例加入溶剂中配置成乳液，控制乳液中比例混合物加入的质量比为30%，将乳液均匀喷洒在颗粒物表面，并在喷洒过程中不断翻动搅拌，使颗粒表面均匀润湿，然后以润湿的颗粒物为核，加入重钙粉末、铁氧体粉末与可膨胀石墨的20:3:1的混合物粉末中滚混后得到表面蓬松的改性颗粒，将改性颗粒热风干燥后得到颗粒粒径为改性聚苯乙烯泡沫颗粒。
[0025]
改性聚苯颗粒以颗粒粒径为1.5~2.5聚苯颗粒料作为原料，将再分散性乳胶粉、三乙醇胺、羟丙基甲基纤维素按照质量比8:1:2的比例加入溶剂中配置成乳液，控制乳液中比例混合物加入的质量比为30%，将乳液均匀喷洒在颗粒物表面，并在喷洒过程中不断翻动搅拌，使颗粒表面均匀润湿，然后以润湿的颗粒物为核，加入重钙粉末、铁氧体粉末与可膨胀石墨的20:3:1的混合物粉末中滚混后得到表面蓬松的改性颗粒，将改性颗粒热风干燥后得
到改性聚苯乙烯泡沫颗粒。
[0026]
二氧化硅溶胶为以氨水和硫酸为催化剂，无水乙醇为溶剂，正硅酸乙酯为前驱体，通过酸/碱两步催化反应制得；水泥为标号等级为42.5的硫铝酸盐水泥；填料为高岭土、回收陶瓷粉末、回收玻璃粉末的质量比2:1:1的比例混合物；增强纤维包括70wt%的无碱玻璃纤维、15wt%的尼龙纤维、10wt%聚丙烯纤维以及5wt%的钢纤维；发泡剂为碳酸氢钠与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的质量比3:1的比例混合物。
[0027]
耐火材料按照以下方式制备：首先将作为原料的水泥和填料分别经过研磨处理、过筛，并保证水泥、填料粉末的最大粒径不超过30μm。
[0028]
利用混凝土搅拌机作为搅拌设备，将填料、水泥按照比例关系加入混凝土搅拌机中进行干料搅拌，搅拌时间为3min后加水制浆，控制水灰比为0.55，进行充分搅拌后得到浆料；然后向上述浆料中增强纤维以及二氧化硅溶胶，搅拌25min，再加入改性聚苯乙烯泡沫颗粒以及改性聚苯颗粒继续搅拌3min得到前驱体；向前驱体中加入发泡剂以及减水剂，加入泡沫发生器中生成的泡沫，继续搅拌2min即得到可直接使用的耐火材料。
[0029]
为了直接体现本实施例制备的该耐火材料的性能，直接用该填充材料作为原料直接模压成型制成砌块；在24℃、相对空气湿度95.5%的条件下养护7d后成型。成型后的砌块密度为287kg/m
3
，抗压强度为1.9mpa，导热系数为0.1w/m
·
k。
[0030]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

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