外墻隔熱保溫膩子及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種外墻隔熱保溫膩子，按重量份數(shù)計，其原料包括：空心玻璃微珠10～20份、?；⒅?0～30份、SiO2氣凝膠2～4份、白水泥40～45份、可再分散膠粉12～15份、羥丙甲基纖維素醚3～5份、觸變潤濕劑0.6～1份、聚丙烯短纖維0.5～1份、潤濕分散劑0.3～0.4份、疏水劑0.5～1份。本發(fā)明是反射、隔熱、輻射“三合一”型，不僅能夠最大限度地反射紅外光和可見光，實現(xiàn)冬季保溫隔熱、夏季降溫保冷、節(jié)省能源消耗具有明顯的疊加效率；而且具有較高的抗拉強度和抗壓強度。
【專利說明】
外墻隔熱保溫膩子及其制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及功能性建筑涂料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種外墻隔熱保溫膩子及其制備 工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國的外墻外保溫技術(shù)發(fā)展迅速，對建筑事業(yè)發(fā)揮著積極而重要的推動作 用，但是整個保溫系統(tǒng)容重較大，增加了整體建筑重量。隔熱涂料越來越多地應(yīng)用在建筑外 保溫中，可以大大降低建筑物的保溫系統(tǒng)負荷。
[0003] 空氣的熱能是經(jīng)過傳導(dǎo)、對流和輻射三種方式傳遞的，而其中輻射熱的傳遞占了 90%以上?，F(xiàn)有授權(quán)公告日為2015年1月7日、授權(quán)公告號為CN102766366B的專利文獻(對比 文件)公開了一種反射隔熱涂料，按質(zhì)量百分含量，其主要包括:硼硅酸鹽空心玻璃微珠7~ 9% ;水12~20% ;硅乳液28~35% ;金紅石鈦白粉16~20% ;碳酸鈣10~20% ;抗凍劑1.5~ 2.5% ;成膜助劑1.4~1.75%;增稠劑0.3~0.8%;分散劑0.3~0.5%;消泡劑0.15~ 0.2%;殺菌劑0.15~0.2%，所述的硼硅酸鹽空心玻璃微珠的粒徑為10~2050微米，壁厚為 1~2微米。對比文件中所述的反射隔熱涂料僅僅是利用硼硅酸鹽空心玻璃微珠，其粒徑與 這段太陽光波長度一致，在太陽光波的照射下，粒子與太陽光波產(chǎn)生共振，使粒子的電子躍 迀至高能位，產(chǎn)生光波光能的反射和衍射作用，從而隔斷熱能進入基層，取得良好的隔熱效 果。
[0004] 因此有必要研制一種外墻隔熱保溫膩子，其能夠集反射、隔熱、輻射于一體，進一 步來提高保溫隔熱性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種外墻隔熱保溫膩子，是反射、隔熱、輻射"三合一"型， 不僅能夠最大限度地反射紅外光和可見光，實現(xiàn)冬季保溫隔熱、夏季降溫保冷、節(jié)省能源消 耗具有明顯的疊加效率;而且具有較高的抗拉強度和抗壓強度。
[0006] 本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的： 一種外墻隔熱保溫膩子，按重量份數(shù)計，其原料包括:空心玻璃微珠10~20份、玻化微 珠20~30份、Si02氣凝膠2~4份、白水泥40~45份、可再分散膠粉12~15份、羥丙甲基纖維 素醚3~5份、觸變潤濕劑0.6~1份、聚丙烯短纖維0.5~1份、潤濕分散劑0.3~0.4份、疏水 劑0.5~1份。
[0007] 本發(fā)明進一步優(yōu)選為，所述空心玻璃微珠的粒度為300~500目、壁厚為直徑的8% ~10%、堆積密度為200敁.111- 3、光反射率為80%~90%。
[0008] 本發(fā)明進一步優(yōu)選為，所述空心玻璃微珠的殼內(nèi)充滿惰性氣體。
[0009] 本發(fā)明進一步優(yōu)選為，所述惰性氣體為N2、C〇2中的至少一種。
[0010]本發(fā)明進一步優(yōu)選為，所述空心玻璃微珠的密度為80~lOOKg · m-3、吸水率25%~ 40%、筒壓強度小于35 %。
[0011] 本發(fā)明進一步優(yōu)選為，所述Si〇2氣凝膠的孔隙率為80%~99%、比表面積為600~ 1000m 2 · g-\表觀密度為0.003~0.35g · m-3、孔徑為2~50nm。
[0012] 本發(fā)明進一步優(yōu)選為，所述觸變潤濕劑為由層狀硅酸鹽礦物材料制成的粉狀流變 添加劑。
[0013] 本發(fā)明進一步優(yōu)選為，所述潤濕分散劑為非離子型聚乙二醇酯類粉末潤濕分散 劑。
[0014] 本發(fā)明進一步優(yōu)選為，所述白水泥為白水泥32.5R，所述疏水劑為層狀納米級無機 材料。
[0015] 本發(fā)明的另一目的在于上述所述外墻隔熱保溫膩子的制備工藝 上述所述的外墻隔熱保溫膩子的制備工藝，包括如下步驟： (1) 將配方量的白水泥、Si02氣凝膠、可再分散膠粉、羥丙甲基纖維素醚、觸變潤濕劑、 聚丙烯短纖維、潤濕分散劑、疏水劑依次加入干粉混合機中混合均勻； (2) 加入配方量的?；⒅?、空心玻璃微珠混合5~7min，得外墻隔熱保溫膩子。
[0016] 綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果： I.本發(fā)明外墻隔熱保溫膩子是反射、隔熱、輻射"三合一"型，一方面，對提高建筑物墻 體的熱阻，最大限度地反射紅外光和可見光，實現(xiàn)冬季保溫隔熱、夏季降溫保冷、節(jié)省能源 消耗具有明顯的疊加效率;另一方面，空心玻璃微珠、?；⒅楹蚐i0 2氣凝膠對本發(fā)明的抗 拉強度和抗壓強度構(gòu)成相輔相成的作用。
[0017] II.本發(fā)明采用以白水泥32.5R為主、以可再分散膠粉為輔，在羥丙甲基纖維素醚、 觸變潤滑劑、聚丙烯短纖維、疏水劑的配合下，混配成隔熱保溫膩子的黏結(jié)劑，該黏結(jié)劑形 成有機-無機雙黏結(jié)構(gòu)體系，形成的膜在本發(fā)明外墻隔熱保溫膩子的內(nèi)部形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)，從而增強本發(fā)明的抗壓強度、抗拉強度以及保溫隔熱性能，增強其柔韌性和防水性，提 高其黏結(jié)性和施工性能，降低其內(nèi)部應(yīng)力和彈力模量以及干燥收縮性。
[0018] III.潤濕分散劑能夠改善Si02氣凝膠在本發(fā)明中的分散性和融合性，進而增強了 本發(fā)明的抗壓強度、抗拉強度以及保溫隔熱性能。
[0019] IV.本發(fā)明外墻隔熱保溫膩子中白水泥32.5R、Si02氣凝膠、可再分散膠粉、輕丙甲 基纖維素醚、觸變潤濕劑、聚丙烯短纖維、潤濕分散劑、疏水劑的添加順序同樣對本發(fā)明抗 壓強度、抗拉強度以及保溫隔熱性能具有一定的影響，通過試驗驗證本發(fā)明所述的添加順 序是最為優(yōu)選的添加順序。
【具體實施方式】
[0020] 結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0021] 本發(fā)明實施例中所涉及的所有物質(zhì)為市售。
[0022] 表1實施例1~5具體重量份數(shù)組成表

將實施例1~5按照如下步驟進行制備。
[0023] (1)將配方量的白水泥32.5R、Si02氣凝膠、可再分散膠粉、羥丙甲基纖維素醚、觸 變潤濕劑、聚丙烯短纖維、潤濕分散劑、疏水劑依次加入干粉混合機中混合均勻； (2)加入配方量的?；⒅椤⒖招牟Ａ⒅榛旌?~7min，得外墻隔熱保溫膩子。
[0024] 一、性能檢測 按照GB/T26000-2010《膨脹玻化微珠保溫隔熱砂漿》的性能要求進行檢測，結(jié)果見表2。
[0025]表2實施例1~5外墻隔熱保溫膩子的性能
二、研究空心玻璃微珠、?；⒅椤i02氣凝膠對本發(fā)明抗拉強度、抗壓強度以及保溫 隔熱性能的影響 表3對比例1~3具體重量份數(shù)組成表

將對比例1~3按照如下步驟進行制備。
[0026] (1)將配方量的白水泥32.5R、Si02氣凝膠、可再分散膠粉、羥丙甲基纖維素醚、觸 變潤濕劑、聚丙烯短纖維、潤濕分散劑、疏水劑依次加入干粉混合機中混合均勻； (2)加入配方量的?；⒅?、空心玻璃微珠混合5~7min，得外墻隔熱保溫膩子。
[0027]按照GB/T26000-2010《膨脹?；⒅楸馗魺嵘皾{》的規(guī)定對對比例1~3外墻隔 熱保溫膩子的抗拉強度、抗壓強度以及保溫隔熱性能進行檢測。
[0028]表4對比例1~3外墻隔熱保溫膩子的性能
觀察表4看出，一方面，空心玻璃微珠、玻化微珠和Si02氣凝膠對提高建筑物墻體的熱 阻，最大限度地反射紅外光和可見光，實現(xiàn)冬季保溫隔熱、夏季降溫保冷、節(jié)省能源消耗具 有明顯的疊加效率;另一方面，空心玻璃微珠、?；⒅楹蚐i0 2氣凝膠對本發(fā)明的抗拉強度 和抗壓強度構(gòu)成相輔相成的作用。
[0029]這是由于本發(fā)明外墻隔熱保溫膩子是以反射、隔熱、輻射"三合一"型，其中，Si02 氣凝膠是納米級空心結(jié)構(gòu)，空心玻璃微珠、?；⒅槭莵喖{米級空心結(jié)構(gòu)。
[0030]熱能的三種傳遞方式：固體熱傳導(dǎo)、對流熱傳導(dǎo)、輻射熱傳導(dǎo)。
[0031 ]固體熱傳導(dǎo)：以納米/亞納米級空心結(jié)構(gòu)材料為填料的膩子中，在黏結(jié)劑的作用下 相互連接聚集形成納米三維網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)，由于近無窮多納米孔的存在，固體熱傳導(dǎo)只能 沿著孔壁傳遞，近無窮多氣孔壁形成了近于"無窮長路徑"效應(yīng)，使得固體熱傳導(dǎo)率降到幾 乎最低極限。
[0032]對流熱傳導(dǎo)：Si02氣凝膠的介孔尺寸為2~50nm，孔內(nèi)的空氣分子失去了自由流動 的能力，相對地附著在氣孔壁上，此時，納米孔處于近似真空狀態(tài)，材料中的空氣對流減弱 到最小極限。由于空氣的主要成分是氮氣和氧氣，局域熱激發(fā)無法通過空氣分子跨越凝膠 表面進行對流作用，從而對熱對流傳熱產(chǎn)生隔絕作用；亞納米級封閉微孔內(nèi)的空氣分子雖 有自由流動能力，但因體積中所占比例較少，因此對流熱傳導(dǎo)也很微弱。
[0033]輻射熱傳導(dǎo)：輻射熱傳導(dǎo)是一種非接觸式的熱量傳導(dǎo)。由于隔熱填料為均勻的納 米/亞納米級氣孔，且具有極低的體積密度，使材料內(nèi)部氣孔壁數(shù)目趨于"無窮多"，而每個 氣孔壁都有遮陽板的作用，從而產(chǎn)生近于"無窮多遮陽板"效應(yīng)，使輻射傳熱下降到最低極 限。
[0034] 因此，對于增強本發(fā)明的保溫隔熱性能，空心玻璃微珠、?；⒅楹蚐i02氣凝膠三 者缺一不可。
[0035] 三、研究其它物質(zhì)對本發(fā)明抗拉強度、抗壓強度以及保溫隔熱性能的影響 表5對比例4~8具體重量份數(shù)組成表
將對比例4~9按照如下步驟進行制備。
[0036] (1)將配方量的白水泥32.5R、Si02氣凝膠、可再分散膠粉、羥丙甲基纖維素醚、觸 變潤濕劑、聚丙烯短纖維、潤濕分散劑、疏水劑依次加入干粉混合機中混合均勻； (2)加入配方量的?；⒅?、空心玻璃微珠混合5~7min，得外墻隔熱保溫膩子。
[0037] 按照GB/T26000-2010《膨脹?；⒅楸馗魺嵘皾{》的規(guī)定對對比例4~8外墻隔 熱保溫膩子的抗拉強度、抗壓強度以及保溫隔熱性能進行檢測。
[0038] 表6對比例4~8外墻隔熱保溫膩子的性能
觀察表6可以看出，羥丙甲基纖維素醚、觸變潤滑劑、聚丙烯短纖維、潤濕分散劑以及疏 水劑均對本發(fā)明的抗壓強度、抗拉強度以及保溫隔熱性能具有促進作用。一方面由于本發(fā) 明采用以白水泥32.5R為主、以可再分散膠粉為輔，在羥丙甲基纖維素醚、觸變潤滑劑、聚丙 烯短纖維、疏水劑的配合下，混配成隔熱保溫膩子的黏結(jié)劑，該黏結(jié)劑形成有機-無機雙黏 結(jié)構(gòu)體系，形成的膜在本發(fā)明外墻隔熱保溫膩子的內(nèi)部形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而增強本發(fā) 明的抗壓強度、抗拉強度以及保溫隔熱性能，增強其柔韌性和防水性，提高其黏結(jié)性和施工 性能，降低其內(nèi)部應(yīng)力和彈力模量以及干燥收縮性；另一方面潤濕分散劑能夠改善Si0 2氣 凝膠在本發(fā)明中的分散性和融合性，進而增強了本發(fā)明的抗壓強度、抗拉強度以及保溫隔 熱性能。
[0039] 此外，本發(fā)明外墻隔熱保溫膩子中白水泥32.5R、Si02氣凝膠、可再分散膠粉、羥丙 甲基纖維素醚、觸變潤濕劑、聚丙烯短纖維、潤濕分散劑、疏水劑的添加順序同樣對本發(fā)明 抗壓強度、抗拉強度以及保溫隔熱性能具有一定的影響，通過試驗驗證本發(fā)明所述的添加 順序是最為優(yōu)選的添加順序。
[0040]本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人 員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。
【主權(quán)項】
1. 一種外墻隔熱保溫膩子，其特征在于，按重量份數(shù)計，其原料包括:空心玻璃微珠10 ~20份、?；⒅?0~30份、Si〇2氣凝膠2~4份、白水泥40~45份、可再分散膠粉12~15份、 羥丙甲基纖維素醚3~5份、觸變潤濕劑0.6~1份、聚丙烯短纖維0.5~1份、潤濕分散劑0.3 ~0.4份、疏水劑0.5~1份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外墻隔熱保溫膩子，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒度為 300~500目、壁厚為直徑的8%~10%、堆積密度為200Kg · m-3、光反射率為80%~90%。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的外墻隔熱保溫膩子，其特征在于，所述空心玻璃微珠的殼內(nèi)充 滿惰性氣體。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的外墻隔熱保溫膩子，其特征在于，所述惰性氣體為N2、C02中的 至少一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外墻隔熱保溫膩子，其特征在于，所述空心玻璃微珠的密度為 80~lOOKg · m-3、吸水率25%~40%、筒壓強度小于35%。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外墻隔熱保溫膩子，其特征在于，所述Si02氣凝膠的孔隙率為 80%~99%、比表面積為600~1000m 2 · g-1、表觀密度為0.003~0.35g · m-3、孔徑為2~ 50nm〇7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外墻隔熱保溫膩子，其特征在于，所述觸變潤濕劑為由層狀硅 酸鹽礦物材料制成的粉狀流變添加劑。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外墻隔熱保溫膩子，其特征在于，所述潤濕分散劑為非離子型 聚乙二醇酯類粉末潤濕分散劑。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外墻隔熱保溫膩子，其特征在于，所述白水泥為白水泥32.5R， 所述疏水劑為層狀納米級無機材料。10. 根據(jù)權(quán)利要求1~9中任意一項所述的外墻隔熱保溫膩子的制備工藝，其特征在于， 包括如下步驟： (1) 將配方量的白水泥、Si02氣凝膠、可再分散膠粉、羥丙甲基纖維素醚、觸變潤濕劑、聚 丙烯短纖維、潤濕分散劑、疏水劑依次加入干粉混合機中混合均勻； (2) 加入配方量的?；⒅?、空心玻璃微珠混合5~7min，得外墻隔熱保溫膩子。
【文檔編號】C09D5/34GK106046904SQ201610365982
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】田玉軍, 程學(xué)軍
【申請人】北京秀潔新興建材有限責(zé)任公司