地聚物基聚苯颗粒外墙外保温材料的制备及其性能研究

来源 :桂林理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ABC20090907
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由于国家对建筑节能要求的提高,传统的保温材料已不能满足人们需求,新型保温材料的研制迫在眉睫。而且随着可持续发展战略的提出,建筑保温材料绿色环保的制备方法具有广阔的发展前景,成为科学工作者的研究热点之一。以地聚物代替水泥,废弃的聚苯乙烯泡沫为轻骨料,制备外墙外保温材料更是备受人们的关注。  本论文以一类新型胶凝材料—地聚物为基体,利用废弃的聚苯乙烯泡沫(EPS)制备复合建筑保温材料,利用地聚物耐高温、高强度的性能提高EPS颗粒保温材料的强度及耐火性能。首先利用TG-DSC、IR、XRD、Raman、SEM等测试手段确定了青岛高岭土制备偏高岭土最佳煅烧温度及时间为600℃、6h。利用偏高岭土为原料制备了地聚物,经实验获得了地聚物最佳制备条件为:水灰比0.35,碱激发剂掺量21%,水玻璃模数1.4,养护制度为用保鲜膜包裹50℃下养护9d在自然养护19d。同时通过IR、XRD及SEM测试手段对地聚物不同时间段的水化产物进行研究,发现地聚物在反应初期,其硅氧铝骨架结构会在碱性环境下解聚,释放出[SiO4]4-、[AlO4]5-单体,随着反应的进行,其水化产物中形成新的无定型的硅氧铝骨架结构,呈层状致密堆积,且随水化时间的延长而增加。研究了提高EPS颗粒与地聚物胶凝材料的亲合力的方法,以三乙醇胺和固含量为40%的乳胶粉乳液按体积比1:1得到的混合液为复合改性剂,对EPS颗粒表面进行改性,其掺量为EPS颗粒体积的3%,EPS颗粒表面的偏高岭土包裹量为EPS颗粒质量的4倍,获得了具有壳核结构的EPS颗粒,极大的改善EPS颗粒与地聚物胶凝材料的亲合力,提高了二者界面的粘结性能。最后经实验确定保温材料制备的最佳配比为:纤维素醚掺量为偏高岭土质量的0.5%,木质纤维掺量为偏高岭土质量的0.6%,乳胶粉掺量为偏高岭土质量的3%,EPS颗粒体积掺量为80%。按此配方制备的保温材料,各项性能指标分别为:导热系数0.065/W·m-1·K-1,干表观密度308/kg·m-3,抗压强度0.29/MPa,粘结强度0.15/MPa,吸水量902.8/g·m-2,软化系数0.79,难燃性B1级。
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