一种防火隔音保温板的制备方法与流程

本发明涉及化工合成，更具体地说，它涉及一种防火隔音保温板的制备方法。

背景技术：

1、建筑用防火隔音保温板对建筑节能与安全具有重要作用。现有技术中，防火隔音保温板多以地聚物为无机胶凝基体，将二氧化硅气凝胶微球等超低导热组分掺入其中以降低板材导热系数，并利用地聚物基体的无机特性实现防火功能。

2、现有技术通常采用钠基碱激发剂激发偏高岭土等铝硅酸盐前驱体，制备地聚物基体，并将未经疏水改性的二氧化硅气凝胶微球直接分散于碱性浆料中。

3、上述现有技术存在两方面耦合劣化问题。其一，二氧化硅气凝胶微球的纳米多孔骨架在碱性浆料的高离子强度环境中发生碱侵蚀，导致孔结构坍塌，二氧化硅气凝胶微球丧失超低导热特性。其二，钠基地聚物体系中游离钠离子在湿热环境下随水分向板材表面迁移并析出碳酸盐晶体，晶体生长产生的结晶压破坏基体孔壁结构，同时碱析出物持续侵蚀二氧化硅气凝胶微球表面，两种失效相互促进，导致板材在服役过程中保温隔音性能持续劣化。

技术实现思路

1、本发明提供一种防火隔音保温板的制备方法，解决相关技术中保温板防火性能、隔音性能与保温性能难以协同提升，且材料疏水耐久性不足的技术问题。

2、本发明公开了一种防火隔音保温板的制备方法，包括以下步骤：

3、采用溶胶凝胶法和超临界二氧化碳干燥制备二氧化硅气凝胶微球，用甲基三甲氧基硅烷对其疏水改性；将偏高岭土、矿渣微粉、活性氧化铝微粉和硅灰干混得到地聚物前驱体粉料；

4、将氢氧化钾和钾水玻璃配制成钾基碱激发剂溶液；将所述地聚物前驱体粉料与所述钾基碱激发剂溶液混合得到钾基地聚物浆料；

5、向所述钾基地聚物浆料中加入纳米氧化锌悬浮液混合后，依次加入疏水改性二氧化硅气凝胶微球、硅酸铝短纤维、过氧化氢水溶液和十二烷基硫酸钠，搅拌得到发泡复合浆料；

6、将所述发泡复合浆料浇注发泡成型，养护干燥后表面涂覆有机硅丙烯酸共聚乳液形成疏水封闭层，得到防火隔音保温板。

7、进一步地，所述二氧化硅气凝胶微球的孔隙率为90%至95%，比表面积为600至900m2/g，平均孔径为8至20nm；所述超临界二氧化碳干燥的条件为温度40至50℃、压力10至14mpa、干燥时间4至8h。

8、进一步地，所述疏水改性采用甲基三甲氧基硅烷的正己烷溶液作为改性液，甲基三甲氧基硅烷的质量分数为3%至8%，改性反应温度为25至35℃，反应时间为2至4h；改性后所述疏水改性二氧化硅气凝胶微球的水接触角为140°至155°。

9、进一步地，所述地聚物前驱体粉料包括偏高岭土50至70重量份、矿渣微粉15至25重量份、活性氧化铝微粉5至12重量份和硅灰8至15重量份；所述活性氧化铝微粉为γ相氧化铝，比表面积为150至280m2/g。

10、进一步地，所述钾基碱激发剂溶液由氢氧化钾4至8重量份溶解于去离子水18至28重量份中，冷却至室温后加入模数为1.4至2.0的钾水玻璃15至25重量份混合制得；所述钾水玻璃的固含量为30%至45%。

11、进一步地，所述纳米氧化锌的一次粒径为20至50nm，比表面积为30至60m2/g；所述纳米氧化锌悬浮液由纳米氧化锌1至3重量份分散于去离子水4至12重量份中，经超声分散10至20min制得。

12、进一步地，所述发泡复合浆料中，疏水改性二氧化硅气凝胶微球的用量为15至25重量份，硅酸铝短纤维的用量为3至6重量份，质量分数30%的过氧化氢水溶液的用量为0.3至1.0重量份，十二烷基硫酸钠的用量为0.2至0.6重量份；所述地聚物前驱体粉料与所述钾基碱激发剂溶液的质量比为1.5:1至2.5:1。

13、进一步地，所述浇注发泡成型步骤中，在模具底部预铺耐碱玻璃纤维网格布，网孔尺寸为4mm×4mm至6mm×6mm；发泡温度为45至60℃，静置发泡并初凝时间为3至5h；所述养护干燥包括在温度70至85℃、相对湿度70%至90%条件下养护48至96h，脱模后在105至120℃下干燥至含水率低于3%。

14、进一步地，所述有机硅丙烯酸共聚乳液的固含量为40%至55%，涂覆量为8至15重量份，干膜厚度为80至150μm；涂覆前将板体表面打磨至算术平均粗糙度为5至15μm。

15、本发明公开了一种防火隔音保温板，由上述制备方法制备得到。

16、本发明的有益效果在于：

17、本发明通过对二氧化硅气凝胶微球进行甲基三甲氧基硅烷疏水改性，在纳米孔道内壁形成共价键合的疏水单分子层，阻止碱性溶液经毛细作用渗入纳米孔道，从而避免碱侵蚀引起的骨架溶解和孔结构坍塌，使疏水改性二氧化硅气凝胶微球在板材服役过程中保持超低导热特性；采用钾基碱激发剂替代传统钠基碱激发剂，利用钾离子离子半径较大、易被铝硅酸盐四面体网络骨架结构空腔捕获固定的特点，降低游离碱金属离子含量，从源头减少泛碱驱动力；引入活性氧化铝微粉提供额外铝源，促进高交联度网络骨架形成，增强对碱金属离子的束缚能力；引入纳米氧化锌在碱性环境中原位生成层状锌酸盐，填充孔壁微缺陷并阻断离子迁移通道。

18、解决了现有技术中二氧化硅气凝胶微球碱侵蚀与泛碱耦合劣化导致板材保温隔音性能持续下降的技术问题，取得了在湿热服役环境中维持板材防火、隔音和保温功能稳定性的技术效果。

1.一种防火隔音保温板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶微球的孔隙率为90%至95%，比表面积为600至900m2/g，平均孔径为8至20nm；所述超临界二氧化碳干燥的条件为温度40至50℃、压力10至14mpa、干燥时间4至8h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述疏水改性采用甲基三甲氧基硅烷的正己烷溶液作为改性液，甲基三甲氧基硅烷的质量分数为3%至8%，改性反应温度为25至35℃，反应时间为2至4h；改性后所述疏水改性二氧化硅气凝胶微球的水接触角为140°至155°。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述地聚物前驱体粉料包括偏高岭土50至70重量份、矿渣微粉15至25重量份、活性氧化铝微粉5至12重量份和硅灰8至15重量份；所述活性氧化铝微粉为γ相氧化铝，比表面积为150至280m2/g。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钾基碱激发剂溶液由氢氧化钾4至8重量份溶解于去离子水18至28重量份中，冷却至室温后加入模数为1.4至2.0的钾水玻璃15至25重量份混合制得；所述钾水玻璃的固含量为30%至45%。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米氧化锌的一次粒径为20至50nm，比表面积为30至60m2/g；所述纳米氧化锌悬浮液由纳米氧化锌1至3重量份分散于去离子水4至12重量份中，经超声分散10至20min制得。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述发泡复合浆料中，疏水改性二氧化硅气凝胶微球的用量为15至25重量份，硅酸铝短纤维的用量为3至6重量份，质量分数30%的过氧化氢水溶液的用量为0.3至1.0重量份，十二烷基硫酸钠的用量为0.2至0.6重量份；所述地聚物前驱体粉料与所述钾基碱激发剂溶液的质量比为1.5:1至2.5:1。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浇注发泡成型步骤中，在模具底部预铺耐碱玻璃纤维网格布，网孔尺寸为4mm×4mm至6mm×6mm；发泡温度为45至60℃，静置发泡并初凝时间为3至5h；所述养护干燥包括在温度70至85℃、相对湿度70%至90%条件下养护48至96h，脱模后在105至120℃下干燥至含水率低于3%。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机硅丙烯酸共聚乳液的固含量为40%至55%，涂覆量为8至15重量份，干膜厚度为80至150μm；涂覆前将板体表面打磨至算术平均粗糙度为5至15μm。

10.一种由权利要求1至9任意一项所述的制备方法制备的防火隔音保温板。