硅酸鹽無機發(fā)泡保溫隔熱材料的制備及其改性研究.pdf

1、近年來用于建筑外墻保溫的有機發(fā)泡材料，因燃燒引起的重大火災事故不斷發(fā)生造成了嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失，使得無機發(fā)泡保溫隔熱材料日益受到人們的廣泛關注。但目前用于外墻保溫的無機發(fā)泡保溫隔熱材料，如發(fā)泡水泥、加氣混凝土等，存在容重大、易開裂、導熱系數(shù)高等問題，且制備周期長、制備工藝復雜，需進行養(yǎng)護甚至蒸壓養(yǎng)護；部分無機發(fā)泡材料具有強度低、易破碎、發(fā)泡溫度高(1000℃)等問題，如泡沫玻璃等；目前尚無綜合性能優(yōu)異且制備工藝相對簡單，可廣泛應用

2、的無機發(fā)泡保溫隔熱材料。為此本課題以硅酸鹽無機膠凝材料水玻璃與發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺(ADC)反應后的發(fā)泡漿液為主要研究對象，分析了氣泡成核的機理，溫度、時間、粘度、表面張力等物理參數(shù)對泡孔結構的影響，以及發(fā)泡溫度、升溫速率、保溫時間等加工工藝和各種不同種類的改性劑對材料結構與性能的影響，篩選出了合適的加工工藝條件和改性劑，制備出了一種質輕質、高強、保溫、防火、無污染且成本低、工藝簡單、使用方便的無機發(fā)泡保溫隔熱材料。主要工作如下：

3、　　 1.進行了發(fā)泡材料制備條件的優(yōu)化研究，通過對發(fā)泡溫度、升溫速率、保溫時間等加工工藝對發(fā)泡材料的泡孔結構和性能影響的分析，以5℃/min的升溫速率，階段式的升溫方式升溫至500℃進行煅燒發(fā)泡，經(jīng)冷卻、脫模后，制備出了一種密度為275kg/m3，抗壓強度為2.03MPa，導熱系數(shù)為0.081W/(m·K)，體積吸水率為26.37％的硅酸鹽無機發(fā)泡保溫隔熱材料。
　　 2.研究了發(fā)泡材料的發(fā)泡機理和固化過程，研究結果表明，發(fā)泡

4、過程主要為水蒸氣為氣源的物理發(fā)泡和發(fā)泡劑熱解化學發(fā)泡所組成，發(fā)泡溫度為100-350℃。壁材的固化過程主要在350-500℃，體系中的硅氧四面體由鏈狀通過縮聚反應形成了三維網(wǎng)狀結構。
　　 3.開展了水溶性高分子、礦物質粉體、硼酸對材料力學性能和隔熱性能的研究。結果表明，水溶性高分子可提高漿液的粘度，抑制氣體的過度膨脹，起到穩(wěn)泡的作用；礦物質粉體可降低了氣-液的界面張力，并會附著在氣體周圍提高氣泡膜的強度，從而改善泡孔的均勻性，