[发明专利]一种复合高强度保温材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于绿色建筑材料技术领域，更加具体地说，涉及一种复合高强度保温材料及其制备方法。

背景技术

泡沫混凝土是用机械的方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂组成的浆体中,经混合搅拌、浇筑成形、养护而成的一种多孔材料“泡沫混凝土中具有大量封闭的细小孔隙,具有很好的保温隔热性能,可以用作墙体保温隔热材料”泡沫混凝土中可大量使用粉煤灰、矿渣、氧化铝赤泥等工业废料做填充材料“研究开发这种材料有利于保护环境和日益减少的土地资源,符合国家产业政策,意义重大,前景广阔”(《泡沫混凝土材料与工程应用》，唐明等著，中国建筑工业出版社，2013)。泡沫混凝土的结构决定了它具有以下优点：(l)轻质,泡沫混凝土密度小,密度等级一般为300—1800kg/m³,常用泡沫混凝土密度等级一般为300—1200kg/m³“近年来,由于建筑设计的需要,密度为160kg/m3的超轻泡沫混凝土也得到了应用,并发挥了很好的作用”(2)热工性能优越,由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙,因此具有良好的热工性能,即良好的保温隔热性能,这是普通混凝土所不具备的(3)隔音耐火性能良好,泡沫混凝土属多孔材料,因此它也是一种良好的隔音材料(4)大量利用工业废渣,泡沫混凝土所利用的固体废弃物十分广泛,包含了大多数的固体废弃物(《泡沫混凝土》，张巨松等著，哈尔滨工业大学出版社，2016)。泡沫混凝土的孔隙率越高，其保温性能就越好，然而其强度就会越差，往泡沫混凝土中添加纤维能够显著提高其强度，但又会降低其孔隙率，从而降低其保温性能，所以对于泡沫混凝土来说，保温性能的提高和强度的提高成了一个突出矛盾。

发明内容

本发明的目的在于克服一些现有技术的不足，改善了现有泡沫混凝土强度低、保温隔热性能不佳的性能，提供了一种复合高强度保温材料及其制备方法，有利于显著提高泡沫混凝土材料的高强度和保温隔热性能。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种复合高强度保温材料及其制备方法，按照下述步骤进行：

步骤1，埃洛石气凝胶的制备

将80-100重量份的埃洛石加入至500-800重量份乙醇中，超声分散0.5-1h，向其中加入1-3重量份的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，在70-80℃恒温水域中搅拌0.5-1h，随后加入20-50重量份的氨基封端聚甲基乙烯基硅氧烷和0.1-0.5重量份过氧化二苯甲酰，维持真空度在3000-4000Pa下10-30min后升至常压，在搅拌下聚合反应8-24h，得到凝胶状产物，将其转移至CO₂超临界干燥装置中，以二氧化碳为介质在温度30—50摄氏度和气压7—10MPa下进行超临界干燥2-5h，即可得到埃洛石气凝胶。

在所述步骤1中，所述氨基封端聚甲基乙烯基硅氧烷为重均分子量100000-500000,乙烯基含量0.1-20wt％的氨基双封端或单封端聚甲基乙烯基硅氧烷。

在所述步骤1中，埃洛石为85—90重量份，乙醇为600—700重量份，氨基封端聚甲基乙烯基硅氧烷为30—40重量份，过氧化二苯甲酰为0.2—0.3重量份。

在所述步骤1中，维持真空度在3200-3500Pa下10-30min后自然升至常压即一个大气压，在搅拌下聚合反应10-20h，搅拌速度为每分钟100—150转。

步骤2，二氧化硅-埃洛石复合气凝胶的制备

将80-150重量份正硅酸乙酯、100-170重量份无水乙醇、80-100重量份步骤1得到的埃洛石气凝胶，在50-70℃下混合均匀后，加入0.1-1重量份12mol/L的氯化氢的水溶液(即盐酸)，室温20-25摄氏度下混合均匀后静置反应30-180min，随后保持室温20-25摄氏度下加入0.01-0.2重量份氢氧化钠固体并搅拌至完全溶解且混合均匀，将上述溶液静置2-6h后得到湿态凝胶，将湿态凝胶置于CO₂超临界高压萃取装置中，以CO₂为介质在温度35-50℃和气压7-10MPa下进行干燥3-10h,即可得到二氧化硅-埃洛石复合气凝胶。

在步骤2中，以CO₂为介质进行超临界干燥，温度为40—45℃，气压为8—9MPa。