本发明涉及墙体材料
技术领域：
，具体涉及一种阻燃保温轻质墙体材料。
背景技术：
：美国“911”爆炸事件损失惨重。美国媒体分析，大楼倒塌的主要原因是钢结构的保护层未能发挥更好的隔热保护作用，在高温下丧失支撑能力。目前，美国调查报告虽然尚未公开发表，但却从反面给我们以启示：我国上海、广州、深圳以及一些大城市高层和超高层建筑陆续出现，兰州也是高层建筑林立，且多为框架结构，墙体填充材料为粉煤灰加气砌块、粘土空心砖等，在防火消防方面存在不少问题，亟需发展优良的耐火墙体材料。随着社会的快速发展，人们对能源的需求日益增长，长期对能源的过度消耗，导致了能源的极度紧缺。能源的高消耗一直是研究人员急需解决的问题，而建筑能耗在所有能耗中占有非常大的比例，传统保温材料高的导热系数已经不能满足人们解决能源问题的需要，开发一种低成本、超高效、阻燃的墙体保温材料成为当前研究的重点。技术实现要素：为了解决上述的技术问题，本发明提供一种阻燃保温轻质墙体材料及其制备方法，其目的在于，提供一种阻燃保温轻质墙体材料，通过添加一种以脲醛树脂作为载体，nh4scn和khf2为相变材料的相变储能微胶囊，将这种相变储能材料颗粒粘结在eps泡沫板上，制成的轻质相变储热墙体材料，既保持了传统eps泡沫板质量轻、隔热性能好的优点，又具有较大的蓄热能力，可以有效利用自然环境温度的变化进行储放热，从而具有很好的保温性能。本发明提供一种阻燃保温轻质墙体材料，由以下原料制备而成：粉煤灰陶粒砼或粉煤灰陶粒、脱硫石膏、硅藻土、氧化铝、相变储能微胶囊、膨润土、玻璃纤维、抗氧剂、膨胀剂、阻燃剂、粘结剂和水。作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：粉煤灰陶粒砼或粉煤灰陶粒30-40份、脱硫石膏60-90份、硅藻土20-30份、氧化铝15-20份、相变储能微胶囊15-25份、膨润土12-17份、玻璃纤维10-15份、抗氧剂2-7份、膨胀剂1-3份、阻燃剂5-10份、粘结剂2-5份和水30-60份。作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：粉煤灰陶粒砼或粉煤灰陶粒32-37份、脱硫石膏65-85份、硅藻土22-27份、氧化铝16-18份、相变储能微胶囊17-22份、膨润土14-16份、玻璃纤维12-14份、抗氧剂3-6份、膨胀剂2-3份、阻燃剂6-9份、粘结剂2-4份和水35-55份。作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：粉煤灰陶粒砼或粉煤灰陶粒35份、脱硫石膏70份、硅藻土25份、氧化铝17份、相变储能微胶囊20份、膨润土15份、玻璃纤维13份、抗氧剂4份、膨胀剂2.5份、阻燃剂7份、粘结剂3份和水40份。作为本发明进一步的改进，所述相变储能微胶囊由以下方法制备而成：将一定量的乳化剂hsma溶液加入到蒸馏水中，加入nh4scn和khf2，加热至固体完全熔融，高速剪切乳化，乳化速度12000r/min，乳化时间10min，形成水包油型乳状液，向该乳液中滴加一定量的脲醛树脂预聚物水溶液，调节体系ph值3.5-4.0，70℃恒温反应3h，反应体系冷却至室温，抽滤、洗涤、干燥得相变储能微胶囊。作为本发明进一步的改进，所述抗氧剂选自二苯胺、对苯二胺、二氢喹啉、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚和四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的一种或几种。作为本发明进一步的改进，所述膨胀剂选自明矾石膨胀剂、u型膨胀剂、csa膨胀剂、氧化钙膨胀剂和铁屑膨胀剂中的一种或几种。作为本发明进一步的改进，所述阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、红磷、mca、ma、聚磷酸铵、app、磷酸三苯酯、聚磷酸铵、水滑石和硼酸锌中的一种或几种。作为本发明进一步的改进，所述粘结剂选自淀粉、蛋白质、糊精、松香、水玻璃、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚氨酯、聚苯乙烯和聚丙烯酸酯中的一种或几种。本发明进一步保护一种上述阻燃保温轻质墙体材料的制备方法，由以下方法制备：将称量好的粉煤灰陶粒砼或粉煤灰陶粒、脱硫石膏、硅藻土、氧化铝、膨润土和玻璃纤维混合，干拌均匀成混合物，将称量好的粘结剂分出50％倒入混合物中搅拌均匀，将剩余的粘结剂倒入1/2的水中溶解，将溶解后的溶液倒入干拌混合物中充分搅拌，得到浆液；再将称量好的抗氧剂、膨胀剂、阻燃剂和相变储能微胶囊加入剩下的水中，快速搅拌10s后，迅速加入上述浆液中，将拌和物入模中振捣，振捣操作完成后得到型模，在型模表面覆盖薄膜，静置1-3d后拆模，放入养护室养护5-7d即得阻燃保温轻质墙体材料。本发明具有如下有益效果：1.本发明添加了粉煤灰陶粒砼或粉煤灰陶粒砌块集保温、抗震、抗冻、耐火等性能于一体，耐火性是普通砼的4倍多，当建筑物发生火灾时，普通混凝土耐火1小时，粉煤灰陶粒砼耐火4小时，对相同的耐火周期，陶粒砼的板材厚度比普通砼减薄20％；2.本发明添加的硅藻土因其多孔性，且含有黏土质矿物，具有较强的可塑性、黏结性、烧结性，经加工后有一定的强度和硬度，空隙率较高，具有很好的保温性能，同时可以减轻结构重量；3.本发明制备了一种以脲醛树脂作为载体，nh4scn和khf2为相变材料，将这种相变储能材料颗粒粘结在eps泡沫板上，制成的轻质相变储热墙体材料，既保持了传统eps泡沫板质量轻、隔热性能好的优点，又具有较大的蓄热能力，可以有效利用自然环境温度的变化进行储放热，从而具有很好的保温性能；4.本发明原料来源广、成本低，制备方法简单方便，原料节能环保，同时硅藻土和相变储能微胶囊的添加，有效降低墙体材料的密度，提高保温隔热等性能，具有广阔的应用前景。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本发明的保护范围。实施例1原料组成(重量份)：粉煤灰陶粒砼30份、脱硫石膏60份、硅藻土20份、氧化铝15份、相变储能微胶囊15份、膨润土12份、玻璃纤维10份、对苯二胺2份、u型膨胀剂1份、聚磷酸铵5份、糊精2份和水30份。所述相变储能微胶囊由以下方法制备而成：将2g的乳化剂hsma溶液加入到20ml蒸馏水中，加入5gnh4scn和5gkhf2，加热至固体完全熔融，高速剪切乳化，乳化速度12000r/min，乳化时间10min，形成水包油型乳状液，向该乳液中滴加25g的脲醛树脂预聚物水溶液，调节体系ph值3.5-4.0，70℃恒温反应3h，反应体系冷却至室温，抽滤、洗涤、干燥得相变储能微胶囊。一种阻燃保温轻质墙体材料的制备方法，由以下方法制备：将称量好的粉煤灰陶粒砼、脱硫石膏、硅藻土、氧化铝、膨润土和玻璃纤维混合，干拌均匀成混合物，将称量好的糊精分出50％倒入混合物中搅拌均匀，将剩余的糊精倒入1/2的水中溶解，将溶解后的溶液倒入干拌混合物中充分搅拌，得到浆液；再将称量好的对苯二胺、u型膨胀剂、聚磷酸铵和相变储能微胶囊加入剩下的水中，快速搅拌10s后，迅速加入上述浆液中，将拌和物入模中振捣，振捣操作完成后得到型模，在型模表面覆盖薄膜，静置1d后拆模，放入养护室养护5d即得阻燃保温轻质墙体材料。实施例2原料组成(重量份)：粉煤灰陶粒40份、脱硫石膏90份、硅藻土30份、氧化铝20份、相变储能微胶囊25份、膨润土17份、玻璃纤维15份、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯7份、csa膨胀剂3份、阻燃剂app10份、水玻璃5份和水60份。所述相变储能微胶囊由以下方法制备而成：将2g的乳化剂hsma溶液加入到20ml蒸馏水中，加入5gnh4scn和5gkhf2，加热至固体完全熔融，高速剪切乳化，乳化速度12000r/min，乳化时间10min，形成水包油型乳状液，向该乳液中滴加25g的脲醛树脂预聚物水溶液，调节体系ph值3.5-4.0，70℃恒温反应3h，反应体系冷却至室温，抽滤、洗涤、干燥得相变储能微胶囊。一种阻燃保温轻质墙体材料的制备方法，由以下方法制备：将称量好的粉煤灰陶粒、脱硫石膏、硅藻土、氧化铝、膨润土和玻璃纤维混合，干拌均匀成混合物，将称量好的水玻璃分出50％倒入混合物中搅拌均匀，将剩余的水玻璃倒入1/2的水中溶解，将溶解后的溶液倒入干拌混合物中充分搅拌，得到浆液；再将称量好的四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、csa膨胀剂、阻燃剂app和相变储能微胶囊加入剩下的水中，快速搅拌10s后，迅速加入上述浆液中，将拌和物入模中振捣，振捣操作完成后得到型模，在型模表面覆盖薄膜，静置3d后拆模，放入养护室养护7d即得阻燃保温轻质墙体材料。实施例3原料组成(重量份)：粉煤灰陶粒砼32份、脱硫石膏65份、硅藻土22份、氧化铝16份、相变储能微胶囊17份、膨润土14份、玻璃纤维12份、二氢喹啉3份、氧化钙膨胀剂2份、磷酸三苯酯6份、羧甲基纤维素2份和水35份。所述相变储能微胶囊由以下方法制备而成：将2g的乳化剂hsma溶液加入到20ml蒸馏水中，加入5gnh4scn和5gkhf2，加热至固体完全熔融，高速剪切乳化，乳化速度12000r/min，乳化时间10min，形成水包油型乳状液，向该乳液中滴加25g的脲醛树脂预聚物水溶液，调节体系ph值3.5-4.0，70℃恒温反应3h，反应体系冷却至室温，抽滤、洗涤、干燥得相变储能微胶囊。一种阻燃保温轻质墙体材料的制备方法，由以下方法制备：将称量好的粉煤灰陶粒砼、脱硫石膏、硅藻土、氧化铝、膨润土和玻璃纤维混合，干拌均匀成混合物，将称量好的羧甲基纤维素分出50％倒入混合物中搅拌均匀，将剩余的羧甲基纤维素倒入1/2的水中溶解，将溶解后的溶液倒入干拌混合物中充分搅拌，得到浆液；再将称量好的二氢喹啉、氧化钙膨胀剂、磷酸三苯酯和相变储能微胶囊加入剩下的水中，快速搅拌10s后，迅速加入上述浆液中，将拌和物入模中振捣，振捣操作完成后得到型模，在型模表面覆盖薄膜，静置2d后拆模，放入养护室养护6d即得阻燃保温轻质墙体材料。实施例4原料组成(重量份)：粉煤灰陶粒37份、脱硫石膏85份、硅藻土27份、氧化铝18份、相变储能微胶囊22份、膨润土16份、玻璃纤维14份、对苯二胺6份、明矾石膨胀剂3份、红磷9份、聚丙烯酸酯4份和水55份。所述相变储能微胶囊由以下方法制备而成：将2g的乳化剂hsma溶液加入到20ml蒸馏水中，加入5gnh4scn和5gkhf2，加热至固体完全熔融，高速剪切乳化，乳化速度12000r/min，乳化时间10min，形成水包油型乳状液，向该乳液中滴加25g的脲醛树脂预聚物水溶液，调节体系ph值3.5-4.0，70℃恒温反应3h，反应体系冷却至室温，抽滤、洗涤、干燥得相变储能微胶囊。一种阻燃保温轻质墙体材料的制备方法，由以下方法制备：将称量好的粉煤灰陶粒、脱硫石膏、硅藻土、氧化铝、膨润土和玻璃纤维混合，干拌均匀成混合物，将称量好的聚丙烯酸酯分出50％倒入混合物中搅拌均匀，将剩余的聚丙烯酸酯倒入1/2的水中溶解，将溶解后的溶液倒入干拌混合物中充分搅拌，得到浆液；再将称量好的对苯二胺、明矾石膨胀剂、红磷和相变储能微胶囊加入剩下的水中，快速搅拌10s后，迅速加入上述浆液中，将拌和物入模中振捣，振捣操作完成后得到型模，在型模表面覆盖薄膜，静置2d后拆模，放入养护室养护6d即得阻燃保温轻质墙体材料。实施例5原料组成(重量份)：粉煤灰陶粒砼35份、脱硫石膏70份、硅藻土25份、氧化铝17份、相变储能微胶囊20份、膨润土15份、玻璃纤维13份、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚4份、铁屑膨胀剂2.5份、氢氧化镁3份、氢氧化铝4份、聚苯乙烯3份和水40份。所述相变储能微胶囊由以下方法制备而成：将2g的乳化剂hsma溶液加入到20ml蒸馏水中，加入5gnh4scn和5gkhf2，加热至固体完全熔融，高速剪切乳化，乳化速度12000r/min，乳化时间10min，形成水包油型乳状液，向该乳液中滴加25g的脲醛树脂预聚物水溶液，调节体系ph值3.5-4.0，70℃恒温反应3h，反应体系冷却至室温，抽滤、洗涤、干燥得相变储能微胶囊。一种阻燃保温轻质墙体材料的制备方法，由以下方法制备：将称量好的粉煤灰陶粒砼、脱硫石膏、硅藻土、氧化铝、膨润土和玻璃纤维混合，干拌均匀成混合物，将称量好的聚苯乙烯分出50％倒入混合物中搅拌均匀，将剩余的聚苯乙烯倒入1/2的水中溶解，将溶解后的溶液倒入干拌混合物中充分搅拌，得到浆液；再将称量好的双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、铁屑膨胀剂、氢氧化镁、氢氧化铝和相变储能微胶囊加入剩下的水中，快速搅拌10s后，迅速加入上述浆液中，将拌和物入模中振捣，振捣操作完成后得到型模，在型模表面覆盖薄膜，静置2d后拆模，放入养护室养护6d即得阻燃保温轻质墙体材料。对比例1按照中国发明专利(公告号cn104150844b)“一种防火保温硅酸盐墙体材料及其制备方法”的方法制备防火保温硅酸盐墙体材料按以下原料重量份数配比制成：硅酸盐水泥30份、骨料15份、白水泥30份、石膏15份、天然蛭石10份、海菜粉12份、高铝水泥15份、碳酸钙10份、聚乙烯醇1份、木质素磺酸钙1份、高效减水剂2份、水35份。制备方法是将硅酸盐水泥、白水泥、石膏、天然蛭石、海菜粉、高铝水泥、碳酸钙、木质素磺酸钙粉碎至400目，边搅拌边喷淋水，转速为800转/分钟；加入骨料、聚乙烯醇、高效减水剂充分混合，经22mpa高压压制成型，在温度为85℃条件下静置2小时；最后蒸压养护，蒸汽温度为182.5℃，压力范围控制在9atm，时间为5小时，即可获得防火保温硅酸盐墙体材料。测试例1性能测试将本发明实施例1-5和对比例1制备的墙体材料进行性能测试，结果见表1。表1性能测试结果表组别干表观密度(kg/m3)导热系数(w/m﹒k)抗压强度(mpa)阻燃级别实施例11070.131.87v-0实施例21050.131.87v-0实施例31030.121.89v-0实施例41030.121.88v-0实施例51020.111.89v-0对比例13760.441.12v-1由上表可知，本发明实施例制备的阻燃保温轻质墙体材料与对比例1相比，具有更好的综合性能：干表观密度更低(102-107kg/m3)，墙体材料更轻质；导热系数低(0.11-0.13w/m﹒k)，墙体材料的保温、隔热性能更优；抗压强度高(1.87-1.89mpa)，力学性能好；阻燃级别高(v-0)，具有很好的阻燃性能。与现有技术相比，本发明制备的阻燃保温轻质墙体材料添加了粉煤灰陶粒砼或粉煤灰陶粒砌块集保温、抗震、抗冻、耐火等性能于一体，耐火性是普通砼的4倍多，当建筑物发生火灾时，普通混凝土耐火1小时，粉煤灰陶粒砼耐火4小时，对相同的耐火周期，陶粒砼的板材厚度比普通砼减薄20％；本发明添加的硅藻土因其多孔性，且含有黏土质矿物，具有较强的可塑性、黏结性、烧结性，经加工后有一定的强度和硬度，空隙率较高，具有很好的保温性能，同时可以减轻结构重量；本发明制备了一种以脲醛树脂作为载体，nh4scn和khf2为相变材料，将这种相变储能材料颗粒粘结在eps泡沫板上，制成的轻质相变储热墙体材料，既保持了传统eps泡沫板质量轻、隔热性能好的优点，又具有较大的蓄热能力，可以有效利用自然环境温度的变化进行储放热，从而具有很好的保温性能；本发明原料来源广、成本低，制备方法简单方便，原料节能环保，同时硅藻土和相变储能微胶囊的添加，有效降低墙体材料的密度，提高保温隔热等性能，具有广阔的应用前景。本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。当前第1页1 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技术特征：1.一种阻燃保温轻质墙体材料，其特征在于，由以下原料制备而成：粉煤灰陶粒砼或粉煤灰陶粒、脱硫石膏、硅藻土、氧化铝、相变储能微胶囊、膨润土、玻璃纤维、抗氧剂、膨胀剂、阻燃剂、粘结剂和水。
2.根据权利要求1所述一种阻燃保温轻质墙体材料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：粉煤灰陶粒砼或粉煤灰陶粒30-40份、脱硫石膏60-90份、硅藻土20-30份、氧化铝15-20份、相变储能微胶囊15-25份、膨润土12-17份、玻璃纤维10-15份、抗氧剂2-7份、膨胀剂1-3份、阻燃剂5-10份、粘结剂2-5份和水30-60份。
3.根据权利要求2所述一种阻燃保温轻质墙体材料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：粉煤灰陶粒砼或粉煤灰陶粒32-37份、脱硫石膏65-85份、硅藻土22-27份、氧化铝16-18份、相变储能微胶囊17-22份、膨润土14-16份、玻璃纤维12-14份、抗氧剂3-6份、膨胀剂2-3份、阻燃剂6-9份、粘结剂2-4份和水35-55份。
4.根据权利要求3所述一种阻燃保温轻质墙体材料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：粉煤灰陶粒砼或粉煤灰陶粒35份、脱硫石膏70份、硅藻土25份、氧化铝17份、相变储能微胶囊20份、膨润土15份、玻璃纤维13份、抗氧剂4份、膨胀剂2.5份、阻燃剂7份、粘结剂3份和水40份。
5.根据权利要求1所述一种阻燃保温轻质墙体材料，其特征在于，所述相变储能微胶囊由以下方法制备而成：将一定量的乳化剂hsma溶液加入到蒸馏水中，加入nh4scn和khf2，加热至固体完全熔融，高速剪切乳化，乳化速度12000r/min，乳化时间10min，形成水包油型乳状液，向该乳液中滴加一定量的脲醛树脂预聚物水溶液，调节体系ph值3.5-4.0，70℃恒温反应3h，反应体系冷却至室温，抽滤、洗涤、干燥得相变储能微胶囊。
6.根据权利要求1所述一种阻燃保温轻质墙体材料，其特征在于，所述抗氧剂选自二苯胺、对苯二胺、二氢喹啉、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚和四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述一种阻燃保温轻质墙体材料，其特征在于，所述膨胀剂选自明矾石膨胀剂、u型膨胀剂、csa膨胀剂、氧化钙膨胀剂和铁屑膨胀剂中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述一种阻燃保温轻质墙体材料，其特征在于，所述阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、红磷、mca、ma、聚磷酸铵、app、磷酸三苯酯、聚磷酸铵、水滑石和硼酸锌中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述一种阻燃保温轻质墙体材料，其特征在于，所述粘结剂选自淀粉、蛋白质、糊精、松香、水玻璃、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚氨酯、聚苯乙烯和聚丙烯酸酯中的一种或几种。
10.根据权利要求1-9任一权利要求所述一种阻燃保温轻质墙体材料的制备方法，其特征在于，由以下方法制备：将称量好的粉煤灰陶粒砼或粉煤灰陶粒、脱硫石膏、硅藻土、氧化铝、膨润土和玻璃纤维混合，干拌均匀成混合物，将称量好的粘结剂分出50％倒入混合物中搅拌均匀，将剩余的粘结剂倒入1/2的水中溶解，将溶解后的溶液倒入干拌混合物中充分搅拌，得到浆液；再将称量好的抗氧剂、膨胀剂、阻燃剂和相变储能微胶囊加入剩下的水中，快速搅拌10s后，迅速加入上述浆液中，将拌和物入模中振捣，振捣操作完成后得到型模，在型模表面覆盖薄膜，静置1-3d后拆模，放入养护室养护5-7d即得阻燃保温轻质墙体材料。
技术总结本发明提出了一种阻燃保温轻质墙体材料，由以下原料按重量份制备而成：粉煤灰陶粒砼或粉煤灰陶粒30‑40份、脱硫石膏60‑90份、硅藻土20‑30份、氧化铝15‑20份、相变储能微胶囊15‑25份、膨润土12‑17份、玻璃纤维10‑15份、抗氧剂2‑7份、膨胀剂1‑3份、阻燃剂5‑10份、粘结剂2‑5份和水30‑60份。本发明原料来源广、成本低，制备方法简单方便，原料节能环保，同时硅藻土和相变储能微胶囊的添加，有效降低墙体材料的密度，提高保温隔热等性能，具有广阔的应用前景。
技术研发人员：张崇昌;杨庆寿
受保护的技术使用者：怀化雁荡山新型墙体材料有限公司
技术研发日：2018.12.03
技术公布日：2020.06.09
