一种轻质填充料及其制备方法、应用

技术领域

本发明涉及保温材料技术领域，具体涉及一种轻质填充料及其制备方法、应用。

背景技术

在现有的建筑幕墙结构中，特别是点挂和干挂系统中，安装构件为了便于安装，就会在保温层与装饰层之间留有一定的空腔体积，空腔体积的存在就会造成空气热对流，造成保温效果的降低，随着国家对节能减排的要求提高，一些原有的幕墙结构不符合节能指标就需要节能改造，为了不影响原有的建筑装饰，只需要对腔体进行保温材料浇筑就能达到保温节能的要求。

保温轻质填充料对于墙体的防水、增加建筑寿命也有积极的效果，迫切需要对现有和旧有的建筑保温性能进行升级改造，所以轻质填充对于建筑市场具有很大的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻质填充料，不仅能够用于填充墙体间隙实现保温，且初凝与终凝间隔时间短。

此外，本发明还提供上述轻质填充料的制备方法和应用。

本发明通过下述技术方案实现：

一种轻质填充料，以无机胶凝材料作为主要材料，并添加有无机纤维、硫酸亚铁、饱和硫酸镁溶液、二乙醇胺和发泡剂，所述无机胶凝材料包括轻烧氧化镁和和脱硫石膏。

其中，轻烧性氧化镁学名氧化镁，在空气中易潮解，为气硬性的胶结材料；脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一样，为半水硫酸钙CaSO

本发明采用轻烧氧化镁与脱硫石膏作为主要的胶凝材料，同时还有一定量的无机纤维（无机纤维的作用保证在发泡过程中不会被塌陷），饱和硫酸镁溶液、硫酸亚铁、二乙醇胺和发泡剂。主要是初期利用氧化镁和硫酸镁、脱硫石膏快速搅拌发泡，在1h内水化凝结，形成容重低的多孔材料，剩余的氧化镁继续和空气中的二氧化碳反应，进一步增加强度。其中在水化凝结过程中，脱硫石膏调节初凝和终凝时间，其中二乙醇胺起到催化剂的作用，使得在1h内终凝防止发泡填充体的塌缩，加入的无机纤维增加韧性。

进一步地，包括以下重量份组分：

轻烧氧化镁45-60份，脱硫石膏10-20份，饱和硫酸镁溶液20-30份，发泡剂2-3份，硫酸亚铁0.5-1份，无机纤维2-5份，二乙醇胺2-3份。

本发明的初凝与终凝间隔时间短缩至1h，是因为二乙醇胺与脱硫石膏的共同作用，二乙醇胺与脱硫石膏的用量会对对初凝与终凝间隔时间有影响，量越大间隔时间越短，但是，不能根据工艺需要，将初凝与终凝间隔时间短缩至1h比较合适，该时间段能够完成搅拌等工序，因此，本发明的目的为通过合理控制各个组分的用量，尤其是二乙醇胺与脱硫石膏的用量，将初凝与终凝间隔时间短缩至1h左右。

进一步地，轻质填充料还包括玻化微珠。

玻化微珠具有减轻容重的效果。

进一步地，轻烧氧化镁的活性值大于80。

轻烧氧化镁的活性值对强度和反应活性均有影响，申请人通过试验显现，轻烧氧化镁的活性值大于80，具有较好的强度和活性反应。

进一步地，无机纤维为陶瓷纤维。

陶瓷纤维相比其他陶瓷纤维更容易搅拌分散。

进一步地，陶瓷纤维的直径6.5-7.5μm。

陶瓷纤维的直径对分散具有很大的影响，将陶瓷纤维的直径设置6.5-7.5μm，即能满足强度需求，又具有很好的分散性能。

进一步地，发泡剂为德国明凌的526型发泡剂。

德国明凌的526型发泡剂可通过市售获得。

本发明的发泡剂为物理发泡，结合无机纤维和快速凝结物质（二乙醇胺与脱硫石膏），填充料具有很低的容重，最低容重可以做到120保证不塌模。

轻质填充料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将饱和硫酸镁溶液加入到搅拌容器中，在搅拌状态下加入硫酸亚铁和二乙醇胺，搅拌混合；

S2、加入轻烧氧化镁、脱硫石膏和无机纤维搅拌；

S3、加入发泡剂，搅拌。

进一步地，步骤S2中，同时加入玻化微珠。

轻质填充料在制备建筑腔体保温层中的应用，具体可用于点挂与干挂的空腔体。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明利用二乙醇胺与脱硫石膏调节初凝与终凝间隔时间，由原来的500-600min缩短到60min以下，大大提高施工效率，防止发泡体塌模。

2、本发明可以用利用泵送的方式进行施工，迅速对腔体进行填充，在一定时间内能快速固化凝结，同时能对空气中的二氧化碳进行捕捉和吸收。

3、本发明所述填充料所用的发泡剂为物理发泡，泡的孔径均匀且为闭孔结构，容重控制在120-150之间，同时保证发泡材料在6h之内不会出现塌陷造成填充空腔失败，把发泡完好的材料通过泵送的方式打入空腔中，经过24小时能进行初步的凝结，抗压强度0.2mpa。

4、本发明的轻质填充料可用于点挂与干挂的空腔体，首次设计了一种填充材料，可以提高建筑保温效果，延长建筑寿命的效果。

5、本发明所述的轻质填充料不含有毒组分，对环境友好，在墙体、屋顶和天花板都可以使用。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

一种轻质填充料，由以下重量份组分：

轻烧氧化镁50份，脱硫石膏20份，饱和硫酸镁溶液20份，发泡剂2份，硫酸亚铁1份，无机纤维3份，二乙醇胺3份。

在本实施例中，轻烧氧化镁为粉体，轻烧氧化镁的活性值为85，发泡剂选用物理发泡剂（液体），具体选用526型发泡剂。

在本实施例中，无机纤维为陶瓷纤维，陶瓷纤维的直径6.5-7.5μm。

本实施例所述轻质填充料的制备方法，包括以下步骤：

S1、把20份的硫酸镁饱和溶液加入到搅拌容器中，搅拌速度2000转/分钟，再加入1份硫酸亚铁和3份二乙醇胺，搅拌2分钟；

S2、加入50份氧化镁粉体、20份脱硫石膏与3份陶瓷纤维，再搅拌2分钟；

S3、加入2份物理发泡剂（液体），搅拌5-10分钟即可，观察搅拌容器底部没有液体表明发泡结束，在整个过程中搅拌速度不能降低，搅拌器能进行上下移动，能进行均匀的发泡，不能留有死角。

把搅拌好的发泡材料在底部放入一个喇叭型的吸口，利用泵送的方式把发泡材料灌注在腔体中，泵的压力不低于12米。

本实施例制备的材料性能如下：初凝与终凝间隔时间为0.42小时，防火等级为A1级，容重为158，24小时抗压强度为0.22mpa。

实施例2：

本实施例基于实施例1，与实施例1的区别在于：

还含有玻化微珠，具体配方如下：

一种轻质填充料，由以下重量份组分：

轻烧氧化镁50份，脱硫石膏20份，饱和硫酸镁溶液20份，发泡剂2份，硫酸亚铁1份，无机纤维3份，二乙醇胺3份，玻化微珠10份。

本实施例所述轻质填充料的制备方法，包括以下步骤：

S1、把20份的硫酸镁饱和溶液加入到搅拌容器中，搅拌速度2000转/分钟，再加入1份硫酸亚铁和3份二乙醇胺，搅拌2分钟；

S2、加入50份氧化镁粉体、20份脱硫石膏与3份陶瓷纤维和10份玻化微珠，再搅拌2分钟；

S3、加入2份物理发泡剂（液体），搅拌5-10分钟即可。

把搅拌好的发泡材料在底部放入一个喇叭型的吸口，利用泵送的方式把发泡材料灌注在腔体中，泵的压力不低于12米。

本实施例制备的材料性能如下：初凝与终凝间隔时间为0.41小时，防火等级为A1级，容重为136，24小时抗压强度为0.21mpa。

实施例3：

本实施例基于实施例1，与实施例1的区别在于：

各个组分之间的配比不同，具体配方如下：

一种轻质填充料，由以下重量份组分：

轻烧氧化镁60份，脱硫石膏15份，饱和硫酸镁溶液30份，发泡剂3份，硫酸亚铁1份，无机纤维5份，二乙醇胺3份。

本实施例所述轻质填充料的制备方法，包括以下步骤：

S1、把30份的硫酸镁饱和溶液加入到搅拌容器中，搅拌速度2000转/分钟，再加入1份硫酸亚铁和3份二乙醇胺，搅拌2分钟；

S2、加入60份氧化镁粉体、15份脱硫石膏与5份陶瓷纤维，再搅拌2分钟；

S3、加入3份物理发泡剂（液体），搅拌5-10分钟即可，

把搅拌好的发泡材料在底部放入一个喇叭型的吸口，利用泵送的方式把发泡材料灌注在腔体中，泵的压力不低于12米。

本实施例制备的材料性能如下：初凝与终凝间隔时间为0.57小时，防火等级为A1级，容重为168，24小时抗压强度为0.26mpa。

实施例4：

本实施例基于实施例1，与实施例1的区别在于：

各个组分之间的配比不同，具体配方如下：

一种轻质填充料，由以下重量份组分：

轻烧氧化镁45份，脱硫石膏10份，饱和硫酸镁溶液20份，发泡剂2份，硫酸亚铁0.5份，无机纤维2份，二乙醇胺2份。

本实施例所述轻质填充料的制备方法，包括以下步骤：

S1、把20份的硫酸镁饱和溶液加入到搅拌容器中，搅拌速度2000转/分钟，再加入0.5份硫酸亚铁和2份二乙醇胺，搅拌2分钟；

S2、加入45份氧化镁粉体、10份脱硫石膏与2份陶瓷纤维，再搅拌2分钟；

S3、加入2份物理发泡剂（液体），搅拌5-10分钟即可，

把搅拌好的发泡材料在底部放入一个喇叭型的吸口，利用泵送的方式把发泡材料灌注在腔体中，泵的压力不低于12米。

本实施例制备的材料性能如下：初凝与终凝间隔时间为0.78小时，防火等级为A1级，容重为143，24小时抗压强度为0.20mpa。

对比例1：

本对比例基于实施例1，与实施例1的区别在于：

各个组分之间的配比不同，具体配方如下：

一种轻质填充料，由以下重量份组分：

轻烧氧化镁50份，脱硫石膏5份，饱和硫酸镁溶液20份，发泡剂2份，硫酸亚铁1份，无机纤维3份，二乙醇胺1份。

本实施例所述轻质填充料的制备方法，包括以下步骤：

S1、把20份的硫酸镁饱和溶液加入到搅拌容器中，搅拌速度2000转/分钟，再加入1份硫酸亚铁和1份二乙醇胺，搅拌2分钟；

S2、加入50份氧化镁粉体、5份脱硫石膏与3份陶瓷纤维，再搅拌2分钟；

S3、加入2份物理发泡剂（液体），搅拌5-10分钟即可，

把搅拌好的发泡材料在底部放入一个喇叭型的吸口，利用泵送的方式把发泡材料灌注在腔体中，泵的压力不低于12米。

本对比例制备的材料性能如下：初凝与终凝间隔时间为3.1小时，防火等级为A1级，容重为135，24小时抗压强度为0.16mpa。

对比例2：

本对比例基于实施例1，与实施例1的区别在于：

各个组分之间的配比不同，具体配方如下：

一种轻质填充料，由以下重量份组分：

轻烧氧化镁50份，脱硫石膏25份，饱和硫酸镁溶液20份，发泡剂2份，硫酸亚铁1份，无机纤维3份，二乙醇胺3份。

本实施例所述轻质填充料的制备方法，包括以下步骤：

S1、把20份的硫酸镁饱和溶液加入到搅拌容器中，搅拌速度2000转/分钟，再加入1份硫酸亚铁和3份二乙醇胺，搅拌2分钟；

S2、加入50份氧化镁粉体、25份脱硫石膏与3份陶瓷纤维，再搅拌2分钟；

S3、加入2份物理发泡剂（液体），搅拌5-10分钟即可，

把搅拌好的发泡材料在底部放入一个喇叭型的吸口，利用泵送的方式把发泡材料灌注在腔体中，泵的压力不低于12米。

本对比例制备的材料性能如下：初凝与终凝间隔时间为0.62小时，防火等级为A1级，容重为137，24小时抗压强度为0.22mpa。

对比例3：

本对比例基于实施例1，与实施例1的区别在于：

不含脱硫石膏，采用等量轻烧氧化镁替换，具体配方如下：

一种轻质填充料，由以下重量份组分：

轻烧氧化镁70份，饱和硫酸镁溶液20份，发泡剂2份，硫酸亚铁1份，无机纤维3份，二乙醇胺3份。

本实施例所述轻质填充料的制备方法，包括以下步骤：

S1、把20份的硫酸镁饱和溶液加入到搅拌容器中，搅拌速度2000转/分钟，再加入1份硫酸亚铁和3份二乙醇胺，搅拌2分钟；

S2、加入70份氧化镁粉体与3份陶瓷纤维，再搅拌2分钟；

S3、加入2份物理发泡剂（液体），搅拌5-10分钟即可，

把搅拌好的发泡材料在底部放入一个喇叭型的吸口，利用泵送的方式把发泡材料灌注在腔体中，泵的压力不低于12米。

本对比例制备的材料性能如下：初凝与终凝间隔时间为2.8小时，防火等级为A1级，容重为163，24小时抗压强度为0.28mpa。

对比例4：

本对比例基于实施例1，与实施例1的区别在于：

不含二乙醇胺，具体配方如下：

一种轻质填充料，由以下重量份组分：

轻烧氧化镁50份，脱硫石膏20份，饱和硫酸镁溶液20份，发泡剂2份，硫酸亚铁1份，无机纤维3份。

本实施例所述轻质填充料的制备方法，包括以下步骤：

S1、把20份的硫酸镁饱和溶液加入到搅拌容器中，搅拌速度2000转/分钟，再加入1份硫酸亚铁，搅拌2分钟；

S2、加入50份氧化镁粉体、20份脱硫石膏与3份陶瓷纤维，再搅拌2分钟；

S3、加入2份物理发泡剂（液体），搅拌5-10分钟即可。

把搅拌好的发泡材料在底部放入一个喇叭型的吸口，利用泵送的方式把发泡材料灌注在腔体中，泵的压力不低于12米。

本对比例制备的材料性能如下：初凝与终凝间隔时间为4.4小时，防火等级为A1级，容重为142，24小时抗压强度为0.13mpa。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。