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一种气凝胶纳米微孔A级不燃保温板及其制备方法与流程

花匠小妙招
2025-07-29 19:51

本发明涉及保温板，尤其涉及一种气凝胶纳米微孔a级不燃保温板及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，随着我国经济的快速发展，城市建筑在给人们带来便利的同时，也前所未有地威胁着人们的安全，此时城市建筑本身的防火性能自然的引起了人们空前的关注。而随着我国对保温墙体材料防火问题的重视和关注，具有优异防火性能的保温板越来越受到青睐。

2、目前不燃成为对保温板的基本要求，以膨胀珍珠岩为保温骨料的无机轻集料保温板因具有阻燃性能优异、物化性能稳定、生命周期长、绿色环保等优点，目前已成为墙体保温材料发展的主要方向之一。但传统保温板的骨料如膨胀珍珠岩、玻化微珠、膨胀蛭石等导热系数大，一般在0.06-0.07w/(m·k)，同时吸湿性强，质量吸水率为300%左右，这些势必对保温板的保温性能产生不利的影响；虽然发泡水泥保温板因其结构多孔特征，从而具有导热系数低、容重小的优点，但其存在干缩值较大、吸水率较高及裂缝多的缺点，目前已经难以适应我国建筑节能的发展需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种气凝胶纳米微孔a级不燃保温板及其制备方法。

2、一种气凝胶纳米微孔a级不燃保温板，其原料按质量份包括：硅酸盐水泥50-100份，粉煤灰1-5份，聚丙烯纤维1-5份，聚苯乙烯颗粒1-5份，增强石墨烯5-10份，硅溶胶5-15份，高效减水剂0.1-1份，生石灰1-3份，石膏1-3份，氯化钙1-2份，早强剂1-2份，硅酸铝粉1-3份，氧化石蜡1-2份，聚丙烯酰胺0.1-1份。

3、优选地，硅酸盐水泥强度等级为42.5。

4、优选地，高效减水剂为氨基磺酸盐减水剂和/或聚羧酸减水剂。

5、优选地，早强剂为硫酸钠、三乙醇胺、三异丙醇胺中至少一种。

6、优选地，增强石墨烯采用如下具体步骤制得：将木质素、苯酚混合，40-50℃搅拌1-2h，向其中加入六亚甲基四胺、甲醛、水，170-190℃水热反应1-2h，降温至80-90℃，向其中加入氧化石墨烯搅拌5-10h，过滤，洗涤，真空干燥，粉碎过筛，浸泡至浓度为0.1-0.5mol/l氢氧化钠溶液中，调节温度至5-15℃浸泡10-30min，过滤，洗涤呈中性，真空干燥。

7、更优选地，木质素、苯酚、六亚甲基四胺、甲醛、水、氧化石墨烯的质量比为5-10：5-15：1-2：1-3：30-60：5-10。

8、上述气凝胶纳米微孔a级不燃保温板的制备方法，包括如下步骤：

9、s1、采用盐酸调节硅溶胶ph值至5.5-6.2，搅拌状态下向其中加入无水乙醇，40-60℃保温5-10h，加入增强石墨烯，70-90℃搅拌10-20min，静置10-20h，降至室温，洗涤，真空干燥得到预制气凝胶；

10、s2、搅拌状态下向水中依次加入硅酸盐水泥、粉煤灰、聚丙烯纤维、聚苯乙烯颗粒，混合均匀，再加入预制气凝胶、高效减水剂、生石灰、石膏、氯化钙、早强剂搅拌5-15min，得到预混料；

11、s3、向预混料中加入硅酸铝粉、氧化石蜡、聚丙烯酰胺搅拌5-15min，50-60℃静置10-40min，浇筑，养护40-60h。

12、优选地，s1中，盐酸浓度为0.1-1mol/l。

13、优选地，s3中，养护为先在模具内养护，脱模后再在室内自然养护。

14、更优选地，模具内养护时间为20-30h，室内自然养护时间为20-30h。

15、有益效果：

16、本发明所得a级不燃保温板，集质轻、高强、保温、阻燃性能于一体，兼具无机膨胀珍珠岩保温板和发泡水泥保温板的优点，克服了无机膨胀珍珠岩保温板和发泡水泥保温板的各自缺点，具有较低导热系数、容重可调的优势，适于大规模推广应用。

17、本发明采用木质素与苯酚、六亚甲基四胺、甲醛复配，经水热反应，形成木质素基酚醛树脂纳米粒子，然后与氧化石墨烯反应并结合在片层结构上，进一步利用氢氧化钠腐蚀表面的纳米粒子从而得到石墨烯包裹的树脂结构。其与硅酸盐水泥复配，不仅可有效加速固化过程，而且可有效降低失水干燥产生的收缩变形，可有效减少开裂现象。

18、本发明在酸性条件下使硅溶胶形成凝胶，经乙醇置换后其网络结构上活性羟基可与增强石墨烯表面羧基等活性官能团进行反应，不仅大大提高了骨架的网络化程度和抗压强度，而且有效降低保温板整体导热系数，保温效果好。

19、本发明制作工艺简单，在降低容重、替代部分水泥的同时，有助于提升产品的整体抗压强度，不易发生开裂；同时提高了机械性能和耐久性，保温性能优异，拓展了市面上保温板的使用范围，尤为适用于建筑外围护结构保温系统。

20、本发明所得保温板能够达到gb8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》中a级标准，其导热系数达到0.024-0.031w/(m·k)，使用效果更好，适应性更强。

技术特征：

1.一种气凝胶纳米微孔a级不燃保温板，其特征在于，其原料按质量份包括：硅酸盐水泥50-100份，粉煤灰1-5份，聚丙烯纤维1-5份，聚苯乙烯颗粒1-5份，增强石墨烯5-10份，硅溶胶5-15份，高效减水剂0.1-1份，生石灰1-3份，石膏1-3份，氯化钙1-2份，早强剂1-2份，硅酸铝粉1-3份，氧化石蜡1-2份，聚丙烯酰胺0.1-1份。

2.根据权利要求1所述气凝胶纳米微孔a级不燃保温板，其特征在于，硅酸盐水泥强度等级为42.5。

3.根据权利要求1所述气凝胶纳米微孔a级不燃保温板，其特征在于，高效减水剂为氨基磺酸盐减水剂和/或聚羧酸减水剂。

4.根据权利要求1所述气凝胶纳米微孔a级不燃保温板，其特征在于，早强剂为硫酸钠、三乙醇胺、三异丙醇胺中至少一种。

5.根据权利要求1所述气凝胶纳米微孔a级不燃保温板，其特征在于，增强石墨烯采用如下具体步骤制得：将木质素、苯酚混合，40-50℃搅拌1-2h，向其中加入六亚甲基四胺、甲醛、水，170-190℃水热反应1-2h，降温至80-90℃，向其中加入氧化石墨烯搅拌5-10h，过滤，洗涤，真空干燥，粉碎过筛，浸泡至浓度为0.1-0.5mol/l氢氧化钠溶液中，调节温度至5-15℃浸泡10-30min，过滤，洗涤呈中性，真空干燥。

6.根据权利要求5所述气凝胶纳米微孔a级不燃保温板，其特征在于，木质素、苯酚、六亚甲基四胺、甲醛、水、氧化石墨烯的质量比为5-10：5-15：1-2：1-3：30-60：5-10。

7.一种如权利要求1-6任一项所述气凝胶纳米微孔a级不燃保温板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述气凝胶纳米微孔a级不燃保温板的制备方法，其特征在于，s1中，采用盐酸调节硅溶胶ph值至5.5-6.2；优选地，盐酸浓度为0.1-1mol/l。

9.根据权利要求7所述气凝胶纳米微孔a级不燃保温板的制备方法，其特征在于，s3中，养护为先在模具内养护，脱模后再在室内自然养护。

10.根据权利要求9所述气凝胶纳米微孔a级不燃保温板的制备方法，其特征在于，模具内养护时间为20-30h，室内自然养护时间为20-30h。

技术总结
本发明涉及保温板技术领域，具体公开了一种气凝胶纳米微孔A级不燃保温板，其原料按质量份包括：硅酸盐水泥50‑100份，粉煤灰1‑5份，聚丙烯纤维1‑5份，聚苯乙烯颗粒1‑5份，增强石墨烯5‑10份，硅溶胶5‑15份，高效减水剂0.1‑1份，生石灰1‑3份，石膏1‑3份，氯化钙1‑2份，早强剂1‑2份，硅酸铝粉1‑3份，氧化石蜡1‑2份，聚丙烯酰胺0.1‑1份。本发明还公开了上述气凝胶纳米微孔A级不燃保温板的制备方法。本发明所得A级不燃保温板，集质轻、高强、保温、阻燃性能于一体，克服了无机膨胀珍珠岩保温板和发泡水泥保温板的各自缺点，具有较低导热系数、容重可调的优势，适于大规模推广应用。

技术研发人员：李会峰,裴振昭
受保护的技术使用者：河北天明七星装配式建筑科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/29