一种STP超薄绝热保温板的芯材及其制备方法.pdf

本发明涉及一种STP超薄绝热保温板的芯材及其制备方法，属于建筑材料领域。本发明的绝热保温板的芯材由重量份为5~50的二氧化硅气凝胶、重量份为5~20的玻璃纤维、重量份为0~15的悬浮剂、重量份为0~25的无机胶粘剂和重量份为50~140的水制成，上述原料经溶解、分散、上浆、挤压、成型、脱水、烘干、切割而成的STP超薄绝热保温板用芯材。本发明的绝热保温板的芯材抗压强度高、导热系数小、密度小；同时本申请的制备方法步骤简短、安全、无毒、生产成本低。

权利要求书
1.  一种STP超薄绝热保温板的芯材，其特征在于：该芯材由二氧化硅气凝胶、玻璃纤维、悬浮剂、无机胶粘剂等经湿法成型制备而成。

2.  根据权利要求1所述的STP超薄绝热保温板的芯材，其特征在于所述的二氧化硅气凝胶为具有空心结构的片状或颗粒状，其中孔隙尺寸为5~200nm。

3.  根据权利要求1所述的STP超薄绝热保温板的芯材，其特征在于：所述玻璃纤维的直径为1~8um，长度为3~15mm。

4.  根据权利要求1所述的STP超薄绝热保温板的芯材，其特征在于：所述悬浮剂为羧基纤维素醚、丙基纤维素醚、乙基纤维素醚和淀粉醚，其中各组分的重量比为羧基纤维素醚︰丙基纤维素醚︰乙基纤维素醚︰淀粉醚=3︰3︰3︰1。

5.  根据权利要求1所述的STP超薄绝热保温板的芯材，其特征在于：所述无机胶粘剂为硅溶胶或铝溶胶。

6.  根据权利要求1所述的STP超薄绝热保温板的芯材，其特征在于：所述原料中二氧化硅气凝胶、玻璃纤维、悬浮剂和无机胶粘剂的重量份为二氧化硅气凝胶：5~50、玻璃纤维：5~20、悬浮剂：0~15、无机胶粘剂：0~25。

7.  根据权利要求1或6所述的STP超薄绝热保温板的芯材，其特征在于所述的二氧化硅气凝胶分布于玻璃纤维间隙中，其中二氧化硅气凝胶占原料总重量的5～50％。

8.  权利要求1所述的一种STP超薄绝热保温板的芯材的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
(1)在分散机转速为100~2500r/s，将悬浮剂慢慢加入水中，充分搅拌30min以上，使悬浮剂完全溶于水中；
(2)将玻璃纤维缓慢的分散在溶解好的步骤(1)的悬浮剂溶液中，使玻璃纤维均匀混合；
(3)将二氧化硅气凝胶缓慢的分散在上述玻璃纤维的混合溶液中，使二氧化硅气凝胶均匀混合；
(4)将无机胶粘剂缓慢的加入到上述二氧化硅气凝胶的混合溶液中，使无机胶粘剂混合均匀得混合溶液；
(5)将上述混合溶液经上浆、挤压、成型、脱水、烘干、切割而成的STP超薄绝热保温板用芯材。

9.  根据权利要求8所述的一种STP超薄绝热保温板的芯材的制备方法，其特征在于：所述烘干温度为120~300℃。

说明书一种STP超薄绝热保温板的芯材及其制备方法

技术领域
本发明涉及一种建筑材料，具体是一种STP超薄绝热保温板的芯材及其制备方法。
背景技术
建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要工作内容之一。目前建筑领域中，外围护结构的热损耗较大，同时外围护结构中墙体又占了很大比重。因此，对外墙保温技术的进步，已成为建筑节能领域一项重要技术。
现有的外墙保温系统一般是在浇筑后的混凝土墙体表面粘接超薄真空绝热板，虽然保温效果良好；但是超薄真空绝热板在施工时容易被损坏而漏气，且漏气后的超薄真空绝热板的芯材在自身重力作用下，或是在负风压的作用下被破坏，使保温性能降低，芯材密度大，一般在300～400kg/m3，材料成本高，能耗较高，这样根本不能达到节能保温的目的。
保温板中芯材的主要作用是作为支撑骨架，而是芯材本身具有一定的热阻，可以起到一定的保温效果。芯材的好坏一定程度上决定了STP板的使用寿命，比较理想的真空隔热板芯材要表面多孔，分布均匀，这样的芯材抽真空时比较容易，抽完真空以后内部真空度高，日后也不会有空气溢出，使用寿命会大大增加。
因此，为了改善这种芯材结构和保温效果，发明人通过长期性研究，最终研发出一种具有低密度和高强度的芯材。
发明内容
本发明旨在提供一种STP超薄绝热保温板的芯材及其制备方法，以解决普通STP超薄绝热保温板的芯材密度大、成本高，同时不能达到保温节能的问题。
本发明的技术目的是通过以下方案加以实现的：
本发明一种STP超薄绝热保温板用湿法成型的芯材的制备方法，通过将二氧化硅气凝胶：5～50、玻璃纤维：5～20、悬浮剂：0～15、无机胶粘剂：0～25溶解、分散制成浆料；各物料按照所述比例经过精确计量，先将水投入混合搅拌机中搅拌，然后再缓慢投入悬浮剂，待悬浮剂混合分散均匀后，缓慢投入玻璃纤维，待玻璃纤维混合分散均匀后，依次投入二氧化硅气凝胶、无机胶粘剂，在混合搅拌机中搅拌混合制成所述的浆料；然后用该浆料经纤维板生产设备上浆、挤压、脱水，在温度为200℃，长60m的烘道中，以1.5m/s的速度烘干，并通过PLC逻辑自动控制系统，根据工艺要求，设定参数，切割可根据设定自动调整产品规格，最终成为符合要求的芯材板。
所述的二氧化硅气凝胶为片状、颗粒状，具有空心结构，孔隙尺寸为5～200nm的可流动性粉未 。
所述的玻璃纤维为直径：1-8um，长度为3～15mm。
所述的悬浮剂为羧基纤维素醚、丙基纤维素醚、乙基纤维素醚、淀粉醚，添加比例为3︰3︰3︰1。用于调节浆料在制备过程的可操作性及二氧化硅气凝胶、玻璃纤维的悬浮性、分散性。
所述的无机胶粘剂为硅溶胶、铝溶胶。用于调节芯材成型后的物理性能，及可操作性。
所述的二氧化硅气凝胶分布于玻璃纤维间隙中，二氧化硅气凝胶占产品总重量5～50％，可有效的保证芯材在真空条件下的低导热性，低密度。
本发明还提供了STP超薄绝热保温板用湿法成型的芯材的制备方法，其特征在于包括以下顺序的操作步骤：
(1)分散机以转速为1000~2500r/s运作下，将悬浮剂慢慢加入水溶液中，充分搅拌30min以上，使悬浮剂完全溶于水中；
(2)然后将玻璃纤维缓慢分散在溶解好的悬浮剂溶液中，使玻璃纤维均匀混合；
(3)然后将二氧化硅气凝胶缓慢分散在上述玻璃纤维的混合溶液中，使二氧化硅气凝胶均匀混合；
(4)然后将无机胶粘剂缓慢加入到上述二氧化硅气凝胶的混合溶液中，使无机胶粘剂混合均匀得混合溶液；
(5)将上述混合溶液经上浆、挤压、成型、脱水、烘干、切割处理得STP超薄绝热保温板用芯材。
具体的，将上述物料按照所述比例经过精确计量，先将水投入混合搅拌机中搅拌，然后再缓慢投入悬浮剂，待悬浮剂混合分散均匀后，缓慢投入玻璃纤维，待玻璃纤维混合分散均匀后，依次投入二氧化硅气凝胶、无机胶粘剂，在混合搅拌机中搅拌混合制成所述的浆料；然后用该浆料经纤维板生产设备上浆、挤压到要求的厚度、脱水，在温度为600℃的，长60m的烘道中，以1.5m/s的速度烘干，并通过PLC逻辑自动控制系统，根据工艺要求，设定参数，切割可根据设定自动调整产品规格，最终成为符合要求的芯材板。
按以上配方及工艺生产的STP超薄绝热保温板按照Q/02KRH 006-2012 STP超薄绝热保温板企业标准、GB/T 10295-2008 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法、GB/T 5486-2008无机硬质绝热制品试验方法测得抗压强度≥0.45MPa、导热系数≤0.004W/(m·k)，密度≤160 kg/m3，符合有关标准的要求。作为外墙外保温系统产品，在确保STP超薄绝热保温板导热系数的同时，降低了产品自身的重量，降低了产品的生产成本，使产品真正做到了节能降耗。
通过芯材自身的热阻隔来减少热传导所带来或带走的温度。芯材所选用的无机纤维本身就有一定的热阻。STP超薄绝热板适用于以混凝土和砌体结构为基层的新建居住建筑与公共建筑的外墙外保温工程和既有民用建筑的外墙外保温改造工程。
具体实施方式
本发明一种STP超薄绝热保温板用湿法成型的芯材的制备方法。
本发明的绝热保温板由二氧化硅气凝胶、玻璃纤维、悬浮剂、无机胶粘剂制成。
本发明的绝热保温板通过将二氧化硅气凝胶、玻璃纤维、悬浮剂、无机胶粘剂加入水分后经搅拌机中搅拌溶解、搅拌分散制成浆料。
具体地，各物料按照所述比例经过精确计量，先将水投入分散机内，然后再缓慢投入悬浮剂，待悬浮剂混合分散均匀后，缓慢投入玻璃纤维，待玻璃纤维混合分散均匀后，依次投入二氧化硅气凝胶、无机胶粘剂，在混合搅拌机中搅拌混合制成所述的浆料；然后用该浆料经纤维板生产设备上浆、挤压、脱水，在温度为200℃，长为50~100m的烘道中，以1.5m/s的速度烘干，并通过PLC逻辑自动控制系统，根据工艺要求，设定参数，切割可根据设定自动调整产品规格，最终成为符合要求的芯材板。
上述二氧化硅气凝胶、玻璃纤维、悬浮剂、无机胶粘剂的各组分重量份比为：二氧化硅气凝胶：5~50、玻璃纤维：5~20、悬浮剂：0~15、无机胶粘剂：0~25。
上述的二氧化硅气凝胶为片状或颗粒状，二氧化硅气凝胶具有空心结构、孔隙尺寸为5～200nm的可流动性粉未。
上述的玻璃纤维为直径：1~8um，长度为3~15mm。
所述的悬浮剂为羧基纤维素醚、丙基纤维素醚、乙基纤维素醚、淀粉醚，添加比例为3︰3︰3︰1。用于调节浆料在制备过程的可操作性及二氧化硅气凝胶、玻璃纤维的悬浮性、分散性。
所述的无机胶粘剂为硅溶胶或铝溶胶，这样可以用于调节芯材成型后的物理性能，以及后续的可操作性。
上述的二氧化硅气凝胶分布于玻璃纤维间隙中，二氧化硅气凝胶占产品总重量5~50％，这样可有效地保证芯材在真空条件下的低导热性和低密度。
实施例1
将100重量份的水加入至分散机中，然后在转速为2000r/s，将10重量份的悬浮剂(悬浮剂由羧基纤维素醚、丙基纤维素醚、乙基纤维素醚、淀粉醚，按照各组分重量比为3︰3︰3︰1进行配比)缓慢加入水溶液中，充分搅拌35分钟，使悬浮剂完全溶于水中得悬浮剂溶液；然后在其中缓慢投入15重量份的玻璃纤维，搅拌均匀，然后将42重量份的二氧化硅气凝胶缓慢的分散在上述玻璃纤维的混合溶液中，使二氧化硅气凝胶均匀混合；最后将21重量份的无机胶粘剂缓慢的加入到上述二氧化硅气凝胶的混合溶液中，使无机胶粘剂均匀混合。最后经上述混合液液经上浆、挤压、成型、脱水、烘干、切割而成的STP超薄绝热保温板用芯材。 其中烘干的温度为200℃、烘干烘道为60m，以1.5m/s的速度进行烘干，最后经过切割成长为35cm、宽为20cm的芯材。
按以上配方及工艺生产的STP超薄绝热保温板按照Q/02KRH 006-2012 STP超薄绝热保温板企业标准、GB/T 10295-2008 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法、GB/T 5486-2008无机硬质绝热制品试验方法测得抗压强度为：0.52MPa、导热系数为0.0035W/(m·k)、密度为149 kg/m3，符合标准要求。
实施例2
将90重量份的水加入至分散机中，然后在转速为1800r/s，将8重量份的悬浮剂(悬浮剂由羧基纤维素醚、丙基纤维素醚、乙基纤维素醚、淀粉醚，按照各组分重量比为3︰3︰3︰1进行配比)慢慢加入水溶液中，充分搅拌27分钟，使悬浮剂完全溶于水中得悬浮剂溶液；然后在其中缓慢投入11重量份的玻璃纤维，搅拌均匀，然后将37重量份的二氧化硅气凝胶缓慢的分散在上述玻璃纤维的混合溶液中，使二氧化硅气凝胶均匀混合；最后将16重量份的无机胶粘剂缓慢的加入到上述二氧化硅气凝胶的混合溶液中，使无机胶粘剂均匀混合。最后经上述混合液液经上浆、挤压、成型、脱水、烘干、切割而成的STP超薄绝热保温板用芯材。其中烘干的温度为180℃、烘干烘道为80m，以1.5m/s的速度进行烘干，最后经过切割成长为50cm、宽为30cm的芯材。
按以上配方及工艺生产的STP超薄绝热保温板按照Q/02KRH 006-2012 STP超薄绝热保温板企业标准、GB/T 10295-2008 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法、GB/T 5486-2008无机硬质绝热制品试验方法测得抗压强度为：0.46MPa、导热系数为0.0038W/(m·k)、密度为152 kg/m3，符合关标准要求。
实施例3
将110重量份的水加入至分散机中，然后在转速为2500r/s，将6重量份的悬浮剂(悬浮剂由羧基纤维素醚、丙基纤维素醚、乙基纤维素醚、淀粉醚，按照各组分重量比为3︰3︰3︰1进行配比)慢慢加入水溶液中，充分搅拌25分钟，使悬浮剂完全溶于水中得悬浮剂溶液；然后在其中缓慢投入15重量份的玻璃纤维，搅拌均匀，然后将44重量份的二氧化硅气凝胶缓慢的分散在上述玻璃纤维的混合溶液中，使二氧化硅气凝胶均匀混合；最后将19重量份的无机胶粘剂缓慢的加入到上述二氧化硅气凝胶的混合溶液中，使无机胶粘剂均匀混合。最后经上述混合液液经上浆、挤压、成型、脱水、烘干、切割而成的STP超薄绝热保温板用芯材。其中烘干的温度为250℃、烘干烘道为80m，以1.5m/s的速度进行烘干，最后经过切割成长为40cm、宽为30cm的芯材。
按以上配方及工艺生产的STP超薄绝热保温板按照Q/02KRH 006-2012 STP超薄绝热保温板企业标准、GB/T 10295-2008 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法、GB/T 5486-2008  无机硬质绝热制品试验方法测得抗压强度为：0.41MPa、导热系数为0.0029W/(m·k)、密度为159 kg/m3，完全符合标准要求。
上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明的构思和保护范围进行限定，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。