基本信息
- 項目名稱：
- 一種具有高阻燃性能的保溫裝飾一體化復合板
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 我們設計開發(fā)的復合保溫板最突出的特點是阻燃、低煙、抗高溫歧變,施工簡易，可直接與墻體粘接。它具有質量輕、保溫性能好、尺寸穩(wěn)定性好等特點。同時，本產(chǎn)品還具有抗壓強度高，不易斷裂；耐候性好，使用壽命長等優(yōu)點。應用本產(chǎn)品取代目前市場上的外墻保溫板，不僅綜合成本低，而且阻燃性能、抗壓強度和施工性能都得到顯著改善。
- 詳細介紹：
- 經(jīng)檢測本產(chǎn)品屬于難燃物質(阻燃等級B1級)。應用本產(chǎn)品取代目前市場上的外墻保溫板，不僅綜合成本低，而且阻燃性能、抗壓強度和施工性能都得到顯著改善。同時，我們應用了保溫裝飾一體化技術，實現(xiàn)了產(chǎn)品預制化和標準化的工廠生產(chǎn)。與市場上同類型保溫板相比，每平方米（保溫板取50mm厚度）綜合建筑成本降低至少100元，具有極大的價格競爭優(yōu)勢，因而市場開發(fā)潛力巨大。 以下是我們產(chǎn)品和當前市場上主要保溫板材在保溫、阻燃等性能方面的對比（本產(chǎn)品檢驗數(shù)據(jù)由廣西啟利新材料科技有限公司提供）。 性能比較 產(chǎn)品 導熱系數(shù)(W/m?K) 阻燃性 抗壓強度 XPS保溫板 ≤0.028 B2級 ≥150KPa EPS保溫板 ≤0.041 B2級 ≥100KPa 膠粉聚苯顆粒保溫板 ≤0.06 B2級 ≥200KPa 聚氨酯保溫板 ≤0.024 B2級 ≥150KPa 復合保溫板(本產(chǎn)品)≤0.041 B1級 ≥200KPa 注：B1為難燃材料；B2為可燃材料。 通過對比我們發(fā)現(xiàn)，目前市面上普通的保溫板阻燃性能都不高(B2級)，存在很大的安全隱患，因而不得不通過添加阻燃劑復合改性來提高阻燃性能，而這又會進一步提高生產(chǎn)成本。 同時，當前施工采用的都是先粘接再做裝飾面，粘接時還需要用鉚釘加固，施工工藝繁瑣，施工效率低。而本課題研發(fā)的復合保溫板，由于添加了有機、無機材料，自身已達到難燃性能(B1級)，同時可以與墻體直接粘接且粘接強度高，因而，縮短了施工時間，降低了綜合成本。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 發(fā)明目的：本設計旨在保證保溫板保溫特性的前提下，增強保溫板的實用性和功能性，主要包括提高了其阻燃性能和抗壓強度，同時在保溫板表面做好裝飾層，使保溫節(jié)能和外墻裝飾成為一體，實現(xiàn)了產(chǎn)品預制化、標準化的工廠生產(chǎn)，降低了施工成本，為今后新型外墻保溫板的研發(fā)做出了有益的探索。 基本思路：首先將地質聚合物凝膠材料通過殼核技術均勻地包覆在預發(fā)好的聚苯乙烯顆粒周圍，然后確定好配比，再通過擠壓工藝成型，得到預先設計好規(guī)格的型材，在一定的條件下養(yǎng)護直至形狀保持，最后加做外層裝飾面。 創(chuàng)新點：以經(jīng)過活性激發(fā)的粉煤灰等地聚物凝膠作為膠結料，取代對環(huán)境污染大的水泥。無機材料的加入，不僅提高了板材的阻燃性，而且可以與墻體直接粘結，粘接強度高，無需鉚釘加固，簡化了施工工藝，加快了施工流程，降低了建筑成本。 粉煤灰是傳統(tǒng)意義上的工業(yè)廢棄物，而我們將它們作為加工原材料，實現(xiàn)了廢棄物的回收再利用。 技術關鍵：(1)將固體廢棄物（粉煤灰）、堿激發(fā)劑（工業(yè)硅酸鈉）和助劑（纖維、改性劑等）混合反應得到一種高性能膠凝材料。(2)將無機高分子膠凝材料通過殼核技術均勻地包覆在預發(fā)好的聚苯乙烯顆粒周圍，然后確定好配比，再通過擠壓工藝成型，得到預先設計好規(guī)格的型材，在一定的條件下養(yǎng)護直至形狀保持，即可得到完美的保溫隔熱型材。 主要技術指標：聚苯顆粒與地質聚合物材料的體積比為95：5。產(chǎn)品的導熱系數(shù)為0.04W/( m?K)左右，阻燃等級為B1級，其抗壓強度可以達到200KPa以上。
科學性、先進性
- 科學性：首先通過機械攪拌使得輕骨料（聚苯乙烯顆粒）與地質聚合物凝膠材料形成殼核結構，然后通過壓制成型使輕骨料緊密地結合在一起。這樣得到的材料既能保證保溫隔熱能力接近于水泥聚苯板，又能讓保溫材料獲得足夠的強度，同時包覆在輕骨料周圍的地質聚合物材料固化后形成了密閉的蜂巢結構，在遇到火焰時阻隔了火焰的擴散，形成了獨特的防火功能。 先進性：我們開發(fā)的復合保溫板最突出的特點是阻燃、低煙、抗高溫歧變,施工簡易，可直接與墻體粘接。它具有質量輕、保溫性能好、尺寸穩(wěn)定性好等特點。經(jīng)檢測本產(chǎn)品屬于難燃物質(阻燃等級B1級)。同時，本產(chǎn)品還具有抗壓強度高，不易斷裂；耐候性好，使用壽命長等優(yōu)點。應用本產(chǎn)品取代目前市場上的外墻保溫板，不僅綜合成本低，而且阻燃性能、抗壓強度和施工性能都得到顯著改善。同時，我們應用了保溫裝飾一體化技術，實現(xiàn)了產(chǎn)品預制化和標準化的工廠生產(chǎn)。與市場上同類型保溫板相比，每平方米（保溫板取50mm厚度）綜合建筑成本降低至少100元，具有極大的價格競爭優(yōu)勢，因而市場開發(fā)潛力巨大。
獲獎情況及鑒定結果
- 該作品于2010年6月5日在華南理工大學舉行的“和氏璧化工”高校環(huán)?？萍紕?chuàng)意設計大賽中榮獲銀獎。此次競賽是由中華環(huán)?；饡V東省環(huán)保廳、廣東省環(huán)境科學委員會、廣東省青年志愿者協(xié)會、廣州市青年志愿者協(xié)會、華南理工大學主辦，華南理工大學化學與化工學院承辦。
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品；圖片；錄像；樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明：采用粘接砂漿將保溫材料貼、掛在外墻上，然后涂抹抗裂砂漿，壓入玻璃纖維網(wǎng)格布形成保護層即可。 技術優(yōu)勢：防火阻燃性能高；施工安裝方便；一次施工即可解決保溫裝飾兩項功能要求，降低了綜合成本。 適用范圍：保溫板廣泛應用于工業(yè)和民用建筑，主要是屋蓋和外墻，是現(xiàn)代建筑物必不可少的材料。 推廣前景：國務院對節(jié)能減排工作的要求是：2009年底施工階段執(zhí)行強制保溫的比例提高到90%以上，部分大城市強制實施65%的節(jié)能標準。此外，正在逐步推廣的供熱體制改革，也將促使居民積極購買節(jié)能型住宅。 市場分析：今后十年，我國仍將繼續(xù)保持較大的房屋建筑建設規(guī)模，每年建成的房屋將達16～20億平方米。如此巨大的建筑工程量，必將帶動建筑保溫材料市場的迅猛發(fā)展。 效益預測：經(jīng)核算，本產(chǎn)品的標準板每平米原料價格為12.96元，生產(chǎn)加工、裝飾、施工成本約為50元，市場售價可按90元計算，則每平米凈利潤為：27.04元；年產(chǎn)100萬平米產(chǎn)值為：9000萬；年凈利潤為：2740萬
同類課題研究水平概述
- 目前市場上外墻保溫材料大致分為有機材料和無機材料兩種，其中，有機材料的市場占有率達到了80%，是市場主流的保溫材料。但是有機材料的缺點在于可燃。而無機材料包括巖礦棉、陶土板、硅酸鈣等材料，是完全不燃的保溫材料，但卻由于厚重、施工難度高、保溫性能低等，性價比沒有有機材料高，所以市場應用并不廣泛。有機材料主要有：EPS外墻保溫板、XPS外墻保溫板和膠粉聚苯顆粒保溫板。 EPS膨脹聚苯板薄抹灰外保溫系統(tǒng)在歐洲及美國已沿用了近三十年，此項技術已形成體系，粘結層、保溫層可配套使用。但也存在著自身的不足，如粘接強度不高，承重能力較低，外貼面磚時需要進行加強處理。同時，EPS保溫板及聚苯粉顆粒的使用壽命僅為二十年左右。 XPS擠塑聚苯板是以聚苯乙烯樹脂為原料加上其他的原輔料與聚合物，通過加熱混合，同時注入催化劑，然后擠塑壓出成型而制造的硬質泡沫塑料板。與EPS保溫板相比有著較低的導熱系數(shù)和良好的抗?jié)裥?，但透氣性能差，如果板兩側的溫差較大，濕度高很容易結露。并且該保溫板近幾年才嘗試性使用，國內尚無國家標準；歐美、韓國等保溫技術先進國家尚未推廣使用。 膠粉聚苯顆粒保溫系統(tǒng)的防火性能突出，滿足高層建筑防火要求；整體性好，抗裂性能優(yōu)異；系統(tǒng)耐候性能突出。但相比于EPS，導熱系數(shù)偏高，若要滿足北方節(jié)能65%的要求，系統(tǒng)厚度偏大；保溫層分層施工，操作程序偏多，不利于工程質量控制；保溫層形成過程含濕量不確定，干燥周期相對較長。 綜上所述，無論是XPS，還是EPS，抑或膠粉聚苯顆粒保溫系統(tǒng)都具有自身難以克服的缺點和不足。同時，EPS、XPS作為一種熱塑性有機高分子保溫材料，真正的最大缺陷是其防火性能低，并已成為引發(fā)城市建筑火災的主要火源之一。更可怕的是一旦著火，火勢會迅速蔓延，難以控制，伴隨產(chǎn)生大量濃煙，保溫板收縮、熔化，產(chǎn)生滴落物。這些滴落物通常具有引燃性，又會使其它地方燃燒。所以，大量應用由EPS、XPS制成的聚苯乙烯保溫板也給我們的社會生活帶來了極大的安全隱患。 而且，現(xiàn)有的幾種外保溫系統(tǒng)在材料性能、產(chǎn)品構造、施工工藝等方面也存在著一定的不足，如保溫層工序繁多，層間處理要求高，防火性能低等，極大地降低了墻體的安全性和使用壽命。單靠對現(xiàn)有保溫體系進行某些修改很難全面提升各方面的功效，因而，開發(fā)一種阻燃性能高、施工工藝簡單的保溫系統(tǒng)以取代現(xiàn)有保溫系統(tǒng)勢在必行。
