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(zāi)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(guān)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(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhì)輕質(zhì)、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(jié)構(gòu)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(jié)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(yīng)形成了三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
　　 3.開展了水溶性高分子、礦物質(zhì)粉體、硼酸對材料力學性能和隔熱性能的研究。結(jié)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(zhì)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，