CN101285334B - 外墙外隔热保温的酚醛-硅酸钙围护构件材料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种外墙外隔热保温的酚醛-硅酸钙围护构件材料。本发明公开了一种外墙外隔热保温的酚醛-硅酸钙围护构件材料，其特征在于其包含硬质酚醛泡沫层、纤维增强的硅酸钙层和粘结剂层，粘结剂层位于硬质酚醛泡沫层和硅酸钙层中间。本发明所述酚醛-硅酸钙围护构件材料是集导热系数最低、不燃、强度高、自重轻、吸音、防水等多项优势于一体的新型环保墙体材料。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种外墙外隔热保温的酚醛-硅酸钙围护构件材料。
背景技术
在全世界能源消耗中，由于建筑能耗的比例较高，一般占总能耗的30％～40％，故世界各国都将建筑节能列为节能工作的重点之一。据统计，我国目前的建筑能耗为发达国家的三倍左右，已引起政府部门的高度关注。
隔热保温材料属绝热材料，是保温、保冷材料的总称。通常依据其构成，主要分为两大类：有机材料和无机材料。保温材料是实现节能的物质基础，发展保温材料是节能降耗的重要措施。开发新型隔热保温材料不仅要符合环保(绿色)标准的要求，同时要求这种材料是具有保温隔热、防水、防火等综合性能于一体的复合材料。
近来，已涌现多种技术方案涉及建筑物围护结构的隔热保温措施，其中外墙保温和装饰系统(EIFS)是集隔热保温、隔音、装饰等效果为一体的轻质环保型非承重性外围护建筑墙体系统。
目前，普遍使用的有机类隔热保温材料中，主要有聚苯乙烯泡沫材料、聚氨脂泡沫材料等，这类材料的导热系数低，质地轻，但易燃，阻燃实施难且阻燃成本高，防火和安全隐患已成为上述有机材料的致命之处。
当前，普遍使用的无机类隔热保温材料中，主要有矿渣棉、岩棉、玻璃棉、泡沫玻璃、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩(玻化微珠)等，这类材料多为不燃物，安全系数高，但它们与有机材料相比，导热系数偏高，使用效果不够理想。
因此，有机无机复合隔热保温材料逐渐成为隔热保温材料的发展趋势。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用工业化规模制造的外墙外隔热保温的酚醛-硅酸钙围护构件材料，使用这种围护构件材料可避免目前保温工程需经过多道现场施工工序、从而易引发施工质量事故的弊端。
为此，本发明公开了一种外墙外隔热保温的酚醛-硅酸钙围护构件材料，其特征在于其包含硬质酚醛泡沫层、纤维增强的硅酸钙板层和粘结剂层，粘结剂层位于硬质酚醛泡沫层和硅酸钙层中间，
其中，所述粘结剂层中，粘结剂包含下列重量比的组分：
水 30～50％
极性水基乳液 20～50％
功能性填料 3～20％
保水增稠剂 2～5.0％
防缩流平剂 1～7％
分散剂 1～2.5％
渗透剂 0.8～2.0％
消泡剂 1～3.0％
防霉杀菌剂 0.1～1.0％。
在一实施例里，所述极性水基乳液为：乙烯-醋酸乙烯水基乳液、或环氧改性丙烯酸水基乳液。
在一实施例里，所述分散剂为：C16～C18脂肪醇聚氧乙烯(10，20)醚、脂肪醇聚氧乙烯甲基硅烷、或亚甲基双萘磺酸钠。
在一实施例里，所述渗透剂为：C12脂肪醇聚氧乙烯(3，7)醚、或烷基酚聚氧乙烯醚。
在一实施例里，所述保水增稠剂为：甲基羟丙基纤维素醚、或淀粉醚。
在一实施例里，所述功能性填料为：普硅42.5水泥、或粉煤灰。
在一实施例里，所述消泡剂为：丙烯酸共聚体-醋酸乙烯共聚体。
在一实施例里，所述防霉杀菌剂为：十二烷基二甲基苄基氯化铵。
在一实施例里，所述防缩流平剂为：高沸点芳烃、酮、酯的组合物(BYKETOL-OK)。
在一实施例里，所述纤维增强的硅酸钙层中，所用的纤维增强的材料可选用玻璃纤维、木纤维、有机合成纤维、或云母粉。
本发明所述外墙外保温的酚醛-硅酸钙围护构件材料的制备方法：
用涂胶机分别在酚醛泡沫板和硅酸钙板的单面涂敷粘连剂，对粘，经压辊滚压后，置于80℃老化箱中老化12小时，自然降温后取出，平放堆积。
酚醛树脂及其制品的研究，发现它们具有突出的难燃、低烟、低毒性能，所开发出的酚醛泡沫制品具有优异的节能保温功能和优异的阻燃性能。
硬质酚醛泡沫材料性能：
绝热
酚醛泡沫由于导热系数低(0.018～0.032W/mk)，相比传统的保温材料如矿棉、岩棉、玻璃棉(0.043～0.052W/mk)及膨胀珍珠岩(0.065～0.083W/mk)，其节能保温性能高约一倍，酚醛泡沫导热系数与聚氨酯(PU)泡沫相当，优于聚苯乙烯(PS)泡沫(0.035～0.044W/mk)，人们公认其节能保温性能居于所有保温材料之首，而被称为“保温王”。
隔音
与其他绝热材料相比，酚醛泡沫同时具有隔音功能。
难燃
酚醛泡沫是一种新型难燃、低烟材料，其最突出的特性是难燃，它的氧指数可达50以上，在焊枪1600℃的火焰下不燃烧、不熔融、不变形、无滴落，在众多绝热泡沫材料中，一枝独秀，引入注目。近年来，聚氨脂、聚苯乙烯泡沫在国外建筑市场的应用已受到很大限制。
低烟低毒
聚氨酯泡沫的最大烟密度为74％，而酚醛泡沫的最大烟密度仅为5％。酚醛泡沫在高温分解时，只产生氢、碳和氧的构成物，除少量二氧化碳外，没有任何有毒气体产生。
使用温度范围广
酚醛泡沫在低温(-196℃)下不发生冷缩、冷脆，其机械强度基本不变，在高温(130℃)时连续受力的情况下，还可保持室温强度的90％，所以在-196℃至130℃的温度范围内可长期使用，其短时间的耐热温度达200℃。
耐腐蚀老化
酚醛泡沫除不耐强碱外，能耐所有无机酸、有机酸、有机溶剂和盐类的侵蚀。
防水防湿
酚醛泡沫可具有良好的闭孔结构，吸水率低，防水蒸汽渗透能力强，在保冷时不会出现结露。
硬质酚醛泡沫性能符合《绝热用硬质酚醛泡沫制品》国家标准(GB/T20974-2000)的规定。
硅酸钙板是一种以性能稳定而著称于世的新型建筑板材，由美国OCDG公司发明，并在发达国家使用和发展，已被征实是一种耐久可靠的建筑板材，日本和美国是使用这种板材最普遍的国家。
生产硅钙板的原料来源广泛，可有效利用各种废弃材料。硅质材料可用石英砂、硅藻土、粉煤灰、砂尘、瓷土等，钙质材料可用生石灰粉、石灰膏、消石灰粉、电石泥等，增强材料可用玻璃纤维、云母粉、木纤维素、有机合成纤维等，是一种新型环保型轻质建材。
硅酸钙板制造时的高温蒸压过程使硅和钙发生化学反应，生成大量“托贝莫来石”晶体，这种晶体的物理化学性质极为稳定，使它具有质轻、防火(不燃性A级材料)、隔热、隔音、耐腐蚀、防虫鼠咬、抗冲击、易加工(可锯、可刨、可钉)、易装饰等特性，是一种强度高、性能极为稳定的多功能建筑板材。
纤维增强的硅酸钙板材性能符合《纤维增强的硅酸钙板材》行业标准(JB/T564-2000)的规定。
本发明所述的酚醛—硅酸钙围护构件材料可直接用于建筑物外墙外保温的围护构件，建筑物的外墙体可以是混凝土剪刀墙，也可以是砖混结构墙体。
施工方法：
1.湿粘法
外墙体找平清理
用聚合物改性特种粘接砂浆以满贴法将酚醛-硅酸钙围护构件材料直接粘到墙体上(硅酸钙板材置于外侧)。
板材结合点用膨胀锚栓打入外墙墙体，将酚醛-硅酸钙围护构件材料与外墙基体联为一体。
放置24小时后，将酚醛-硅酸钙围护构件材料的外侧面接缝处用柔性防水腻子找平，然后进行墙体外饰面粉刷或面砖粘结施工。
2.干挂法
外墙体找平清理
将干挂金属支架用膨胀锚栓固定于墙体
用螺栓把酚醛-硅酸钙围护构件材料固定于干挂金属支架上
将酚醛酚醛-硅酸钙围护构件材料的外侧面接缝处用柔性防水腻子找平，然后进行墙体外饰面粉刷或面砖粘结施工。
本发明所述酚醛-硅酸钙围护构件材料是集导热系数最低、不燃、强度高、自重轻、吸音、防水等多项优势于一体的新型环保墙体材料。
具体实施方式
以下结合具体实施例，进一步阐明本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。比例和百分比基于重量，除非特别说明。
本发明所用原料均为市售来源。
实施例1一种复合隔热保温材料的粘结剂
粘结剂配制(1000克)：
去离子水 460(克)
乙烯-醋酸乙烯水基乳液 360(克)
普硅42.5水泥 80(克)
甲基羟丙基纤维素醚 25(克)
高沸点芳烃、酮、酯的组合物(BYKETOL-OK) 20(克)
亚甲基双萘磺酸钠 18(克)
烷基酚聚氧乙烯醚 16(克)
丙烯酸共聚体-醋酸乙烯共聚体(BYK-040) 15(克)
十二烷基二甲基苄基氯化铵 6(克)
制备过程：
加入计量亚甲基双萘磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚，使溶于去离子水中，搅拌均匀；
加入计量甲基羟丙基纤维素醚，搅拌均匀；
加入计量乙烯-醋酸乙烯水基乳液，搅拌均匀；
加入计量普硅42.5水泥，搅拌均匀；
最后加入计量BYKETOL-OK、十二烷基二甲基苄基氯化铵、BYK-040，搅拌均匀，即成品。
实施例2一种复合隔热保温材料的粘结剂
粘结剂配方(1000克)：
中性自来水 406(克)
环氧改性丙烯酸水基乳液 420(克)
粉煤灰 30(克)
淀粉醚 55(克)
高沸点芳烃、酮、酯的组合物(BYKETOL-OK) 18(克)
C12脂肪醇聚氧乙烯(3，7)醚 15(克)
C16～C18脂肪醇聚氧乙烯(10，20)醚 22(克)
丙烯酸共聚体-醋酸乙烯共聚体(BYK-040) 28(克)
十二烷基苄基氯化铵 6(克)
制备过程：
加入计量C12脂肪醇聚氧乙烯(3，7)醚、C16～C18脂肪醇聚氧乙烯(10，20)醚，使溶于中性自来水中，搅拌均匀；
加入计量淀粉醚，搅拌均匀；
加入计量环氧改性丙烯酸水基乳液，搅拌均匀；
加入计量粉煤灰，搅拌均匀；
最后加入计量BYKETOL-OK、十二烷基二甲基苄基氯化铵、BYK-040，搅拌均匀，即成品。
实施例3一种复合隔热保温材料的粘结剂
粘结剂配制(1000克)：
去离子水 500(克)
乙烯-醋酸乙烯水基乳液 200(克)
普硅42.5水泥 180(克)
甲基羟丙基纤维素醚 30(克)
高沸点芳烃、酮、酯的组合物(BYKETOL-OK) 10(克)
亚甲基双萘磺酸钠 25(克)
烷基酚聚氧乙烯醚 25(克)
丙烯酸共聚体-醋酸乙烯共聚体(BYK-040) 20(克)
十二烷基二甲基苄基氯化铵 10(克)
制备过程：
加入计量亚甲基双萘磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚，使溶于去离子水中，搅拌均匀；
加入计量甲基羟丙基纤维素醚，搅拌均匀；
加入计量乙烯-醋酸乙烯水基乳液，搅拌均匀；
加入计量普硅42.5水泥，搅拌均匀；
最后加入计量BYKETOL-OK、十二烷基二甲基苄基氯化铵、BYK-040，搅拌均匀，即成品。
实施例4一种复合隔热保温材料的粘结剂
粘结剂配方(1000克)：
中性自来水 300(克)
环氧改性丙烯酸水基乳液 500(克)
普硅42.5水泥 100(克)
淀粉醚 25(克)
高沸点芳烃、酮、酯的组合物(BYKETOL-OK) 30(克)
C12脂肪醇聚氧乙烯(3，7)醚 15(克)
C16～C18脂肪醇聚氧乙烯(10，20)醚 8(克)
丙烯酸共聚体-醋酸乙烯共聚体(BYK-040) 20(克)
十二烷基苄基氯化铵 2(克)
制备过程：
加入计量C12脂肪醇聚氧乙烯(3，7)醚、C16～C18脂肪醇聚氧乙烯(10，20)醚，使溶于中性自来水中，搅拌均匀；
加入计量淀粉醚，搅拌均匀；
加入计量环氧改性丙烯酸水基乳液，搅拌均匀；
加入计量普硅42.5水泥，搅拌均匀；
最后加入计量BYKETOL-OK、十二烷基二甲基苄基氯化铵、BYK-040，搅拌均匀，即成品。
实施例5一种酚醛-硅酸钙围护构件材料
a)硬质酚醛泡沫层：容重(kg/m3)：60，厚度(mm)：20
b)硅酸钙板：密度(g/cm3)：1.0，厚度(mm)：8
粘接：用涂胶机分别在酚醛泡沫板和硅酸钙板的单面涂敷实施例1所制备的粘连剂，对粘，经压辊滚压后，置于80℃老化箱中老化12小时，自然降温后取出，平放堆积。
酚醛泡沫—硅酸钙围护构件材料基本性能
粘结强度(MPa)≥0.5
抗折强度(MPa)≥9.0
螺钉拔除力(N/mm)≥70
阻燃等级：不然A级
本发明的范围不受所述具体实施方案的限制，所述实施方案只欲作为阐明本发明各个方面的单个例子，本发明范围内还包括功能等同的方法和组分。实际上，除了本文所述的内容外，本领域技术人员参照上文的描述和附图可以容易地掌握对本发明的多种改进。所述改进也落入所附权利要求书的范围之内。
Claims (10)
1.一种外墙外隔热保温的酚醛—硅酸钙围护构件材料，其特征在于其包含硬质酚醛泡沫层、纤维增强的硅酸钙层和粘结剂层，粘结剂层位于硬质酚醛泡沫层和硅酸钙层中间；所述粘结剂层中，粘结剂包含下列重量比的组分：
水 30～50％
极性水基乳液 20～50％
功能性填料 3～20％
保水增稠剂 2～5.0％
防缩流平剂 1～7％
分散剂 1～2.5％
渗透剂 0.8～2.0％
消泡剂 1～3.0％
防霉杀菌剂 0.1～1.0％。
2.如权利要求1所述的酚醛—硅酸钙围护构件材料，其特征在于所述极性水基乳液为乙烯一醋酸乙烯水基乳液、或环氧改性丙烯酸水基乳液。
3.如权利要求1所述的酚醛—硅酸钙围护构件材料，其特征在于所述分散剂为C16～C18：脂肪醇聚氧乙烯(10，20)醚、脂肪醇聚氧乙烯甲基硅烷、或亚甲基双蔡磺酸钠。
4.如权利要求1所述的酚醛—硅酸钙围护构件材料，其特征在于所述渗透剂为C12脂肪醇聚氧乙烯(3，7)醚、或烷基酚聚氧乙烯醚。
5.如权利要求1所述的酚醛—硅酸钙围护构件材料，其特征在于所述保水增稠剂为甲基轻丙基纤维素醚、或淀粉醚。
6.如权利要求1所述的酚醛—硅酸钙围护构件材料，其特征在于所述功能性填料为普硅42.5水泥、或粉煤灰。
7.如权利要求1所述的酚醛—硅酸钙围护构件材料，其特征在于所述消泡剂为：丙烯酸共聚体一醋酸乙烯共聚体。
8.如权利要求1所述的酚醛—硅酸钙围护构件材料，其特征在于所述消泡剂为丙烯酸共聚体一醋酸乙烯共聚体。
9.如权利要求1所述的酚醛—硅酸钙围护构件材料，其特征在于所述防霉杀菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵。
10.如权利要求1所述的酚醛—硅酸钙围护构件材料，其特征在于所述纤维增强的硅酸钙层中，所用的纤维增强的材料选用玻璃纤维、木纤维、有机合成纤维、或云母粉。
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