CN101307222B - 一种隔热防水材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种隔热防水材料及其制备方法。所述隔热防水材料是一种由表面处理剂处理过的炉渣构成的材料；所述隔热防水材料的制备方法包括表面处理剂的制备和对炉渣的表面处理，所述表面处理剂制备原料选自有机氯硅烷水解干燥物CnH2n+1Si(OH)3，其中n＝1，2，3。本发明的材料具有隔热防水效果好、经济、制备简单、环保等特点，由本发明方法制备的产品可广泛应用于隔热、防水工程，特别是应用于建筑物的隔热、防水工程。

Description

一种隔热防水材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑工业材料，更具体地说，本发明涉及一种隔热防水材料。
背景技术
目前，对建筑物来说，其隔热和防水处理大都是分开进行。比如，上世纪六七十年代建筑的民居，其顶层平坦，隔热、防水效果都较差。为此，不少城市对上世纪六七十年代建筑的民居主要是在其顶层改建半层斜坡，也就是现在的平改坡工程，由此在形成隔热层的同时，改善其防水效果，另外，平改坡工程也对该民居的外观起了美化作用。但平改坡建设成本高，并且费工、费时。从经济角度出发，有部分地区很难推广并实行。另外，平改坡技术虽然籍由顶层隔层空间的形成而起到了较好的隔热效果，但其防水作用主要仍籍由雨水的坡度下流而达到，无法对因建筑物的老化、二次缝裂导致的雨水渗漏等改善其防水效果。
另一方面，迄今为止的防水方面产品较多，如：防水涂料、沥青防水卷材、聚氨酯防水、橡胶防水、丙烯酸防水等众多类型的材料，也具有一定的防水效果。但从这些类型的防水材料来看，或多或少存在着诸如污染环境、对能源的依赖、综合成本较高及施工复杂、耐侯性、耐久性较差等缺点。
为此，现在市场上销售或已公开的作为具有隔热、防水双效功能的产品，有用粒径较细的矿石粉、粉煤灰做母体，对其表面用蜡或硬脂酸等处理后用作隔热防水材料。
如中国专利CN92111058.8公开了一种新型防水隔热材料及其制备方法，该防水隔热材料由轻质碳酸钙、滑石粉、石膏粉、硬脂酸、轻质碳酸镁等天然的无机盐类材料与高分子化合物反应制成，是一种极细的白色粉末。
中国专利CN02159674.3公开了一种防水隔热粉，该发明是以碳酸钙为主的粉末与脂肪酸及有机或者无机添加剂进行固液相反应，制得表面具有有机酸及其盐憎水膜层的防水隔热材料。
中国专利CN93110945.0公开了利用硼泥制造防水隔热材料，该防水隔热材料以硼泥干粉为主体，掺和少量的石棉粉、珍珠岩粉、然后在130-150℃温度下与少量硬脂酸反应而生成硼泥防水隔热粉，待冷却至40℃时再将硼泥防水隔热粉与乙烯—醋酸乙烯共聚乳液和丙烯酸脂进行聚合反应而生成硼泥防水隔热膏，将硼泥防水隔热膏与软水搅拌混合均匀可制成硼泥防水隔热胶。
然而，作为上述材料，由于其表面改性处理剂本身具有吸湿性，时间久了达不到防水效果；再有，上述材料的耐温性较差，夏天高温时，处理剂易融化而失去了防水功能。再者由于载体粒径较细流动性强，不能承重，做不到一定的厚度，如果太厚易被表面保护砂浆重力挤走，而达不到规定的厚度，隔热、防水效果就不理想。另一方面，石粉、粉煤粉较细，比重大、导热系数高，其隔热效果非常有限。
鉴于上述，本发明人发现：选用炉渣做隔热防水材料的基体，将有机氯硅烷水解干燥物CnH2n+1Si(OH)3(n＝1，2，3)作为表面处理剂，利用凝胶技术对炉渣表面进行处理，可制备得到一种隔热防水材料，所述该隔热防水材料在具有隔热防水效果好的优点的同时，还具有经济、制备方法简单、环保等特点。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种隔热防水材料。
本发明的又一目的在于提供一种隔热防水材料的制备方法。
本发明的第一个目的是这样实现的：
一种隔热防水材料，是利用表面处理剂对炉渣表面处理，其中所述的隔热防水材料制备方法中表面处理剂制备原料选自有机氯硅烷水解干燥物CnH2n+1Si(OH)3，其中n＝1，2，3。
根据本发明的隔热防水材料，较理想的是，所述的炉渣是粒径<10mm的不均匀粉体，其中粒径5～10mm的炉渣占15～25％，粒径3～5mm的炉渣占25～35％，粒径3mm以下的的炉渣占45～55％。因为粒径太细不能承重、不易施工；太粗粉体之间空隙增大，耐水压力变小，水会穿过处理层，失去防水效果。由于本发明炉渣粉碎粒径适宜，既非过细也非过粗，组合比例恰当，因而具有较好的隔热防水效果。
根据本发明的隔热防水材料，更理想的是，所述的炉渣中，粒径5～10mm的炉渣占15～20％，粒径3～5mm的炉渣占30～35％，粒径3mm以下的的炉渣占50～55％。
根据本发明的隔热防水材料，理想的是，所述表面处理剂的有机氯硅烷水解干燥物CnH2n+1Si(OH)3为CH3Si(OH)3。甲基氯硅烷的副产物甲基三氯硅烷较多，因此CH3Si(OH)3的制备原料比较充足。
本发明又提供了一种隔热防水材料的制备方法，所述隔热防水材料是一种由表面处理剂处理的炉渣构成的材料，其中所述炉渣表面处理包括以下几个步骤：
(1)把炉渣粉碎为粒径<10mm的不均匀粉体，其中粒径5～10mm的炉渣占15～25％，粒径3～5mm的炉渣占25～35％，粒径3mm以下的的炉渣占45～55％；
(2)将粉碎后的炉渣投入贮料池；
(3)将表面处理剂按1：10～15的比例用水稀释，并投入贮料池中，直至炉渣表面全部润湿；
(4)漓出多余的处理液；
(5)取出炉渣经离心脱水机，再次脱出处理液；
(6)干燥，利用空气中的CO2固化10～24小时，使炉渣表面形成镀膜层，
所述表面处理剂原料选自有机氯硅烷水解干燥物CnH2n+1Si(OH)3，其中n＝1，2，3。
根据本发明的隔热防水材料的制备方法，理想的是，所述表面处理剂的有机氯硅烷水解干燥物选用CH3Si(OH)3。
根据本发明的隔热防水材料的制备方法，所述表面处理剂的有机氯硅烷水解干燥物的表面反应式如下：
n＝1，2，3。
根据本发明的隔热防水材料的制备方法，理想的是，所述表面处理剂通过以下几个步骤制备：
(1)将制备表面处理剂的原料以质量百分比计，按以下比例配方制得：
CnH2n+1Si(OH)3(n＝1，2，3)          200
95％CH3CH2OH                        浸泡适量
水(1)                               200
96％NaOH                            100
水(2)                               500
(2)将有机氯硅烷水解干燥物CnH2n+1Si(OH)3(n＝1，2，3)用95％CH3CH2OH浸泡10～24小时；
(3)漓出CH3CH2OH；
(4)将漓干的CnH2n+1Si(OH)3(n＝1，2，3)投入反应釜中，加入水(1)，搅拌；
(5)加入96％NaOH固体，升温至85～90℃，保温溶解6～10小时；
(6)加入水(2)，降温至35～40℃；
(7)过滤，得到的产品结构如下：
Figure S07193815920070612D000041
n＝1，2，3。
本发明是将有机氯硅烷水解干燥物CnH2n+1Si(OH)3(n＝1，2，3)，利用纳米溶胶技术制备表面处理剂，该表面处理剂通过凝胶技术处理炉渣表面，制备得到隔热防水材料。本发明具有如下有益效果：
1、节能降耗，本发明采用炉渣做载体，密度小、导热系数小、隔热；
2、性能优越，本发明产品不含表面活性剂，其耐高温、耐冻、耐水及耐吸湿性是其他同类产品无法比拟的；
3、环保，本发明主要原料是利用工业废渣，对能源没有依赖性；
4、经济，本发明改变了平改坡做为隔热防水功能，其造价是平改坡的5％；
5、施工简单，将本发明产品平铺压实、砂浆罩面保护即可；
6、本发明方法制备的产品具有抗二次裂缝、保温持久的性能。
附图的简单说明
图1是本发明隔热防水材料制备工艺流程图；
图2是本发明表面处理剂制备工艺流程图；
图3是本发明贮料池剖面示意图。
1为滤网；2为阀门。
具体实施方式
下面参照附图，更具体的说明本发明。本实施例用于说明本发明的内容而非限定本发明内容。
实施例1
1、表面处理剂制备，成品按10kg计。
将2kg甲基三氯硅烷水解干燥物CH3Si(OH)3，用适量95％CH3CH2OH浸泡24小时。然后漓出CH3CH2OH下次可以再用，依次循环。将漓干的CH3Si(OH)3投入反应釜中，加入2kg水，启动搅拌机，再加入1kg96％NaOH固体，升温至85～90℃保温溶解7小时，使其粒径达到5～10nm，直至没有颗粒，再加入5kg水，降温至35～40℃过滤，包装备用。得到的产品结构如下：
2、炉渣表面处理
把要处理的炉渣粉碎为粒径<10mm的不均匀粉体，其中粒径3mm以下的占50％，3～5mm占30％，5～10mm占20％。投入贮料池(见图1)，池的大小根据生产量而定，然后将制备的处理剂按比例1：13用水稀释。将稀释后的处理剂投入贮料池中，直至炉渣表面全部润湿。然后开启贮料池下部阀门，漓出多余的处理液，下次可以循环使用。取出炉渣经离心脱水机，再次脱出处理液，自然晒干或烘干，利用空气中的CO2固化24小时，然后包装成品。其表面反应式如下：
Figure S07193815920070612D000052
Figure S07193815920070612D000053
3、屋面做好后，直接把产品平铺在屋面50～80mm压实。然后用砂浆保护，防止雨水、风及外界因素冲掸，即可起到隔热、防水效果。
注意事项：
施工时，厚度要均匀、压实，防止密度不实，耐水压力降低。
4、本发明产品性能检测结果，见如下表格：
 
项目 性能指标
耐热度 100℃，500小时无变化
不透水性 压实80mm厚，500cm水柱，1000小时不透水、不吸水
抗裂性 平铺50mm压实，基层裂缝宽3mm，不透水、不渗水
抗碱性 GB/TP265-1988碱溶液制备1000小时无变化
导热系数 50mm厚，0.060[w/(cm·k)]
耐冻性 -50℃无变化
表面憎水率(％) 98
本发明采用炉渣做载体，密度小、导热系数小、隔热，节能降耗；本发明产品不含表面活性剂，其耐高温、耐冻、耐水及耐吸湿性性能优越；本发明主要原料是利用工业废渣，对能源没有依赖性，环保；本发明改变了平改坡做为隔热防水功能，其造价是平改坡的5％，经济；将本发明产品平铺压实、砂浆罩面保护即可，施工简单；本发明方法制备的产品具有抗二次裂缝、保温持久的性能。

Claims (6)

1.一种隔热防水材料，所述隔热防水材料是一种由表面处理剂处理的炉渣构成的材料，其特征在于，所述的炉渣是粒径＜10mm的不均匀粉体，其中，粒径5～10mm的炉渣占15～25％，粒径3～5mm的炉渣占25～35％，粒径3mm以下的炉渣占45～55％，所述表面处理剂以质量比计，按如下配方制备得到：
Figure FSB00000737258300011
得到的表面处理剂产品结构如下：
Figure FSB00000737258300012
n＝1，2，3。
2.如权利要求1所述的隔热防水材料，其特征在于，所述的炉渣中，粒径5～10mm的炉渣占15～20％，粒径3～5mm的炉渣占30～35％，粒径3mm以下的炉渣占50～55％。
3.如权利要求1所述的隔热防水材料，其特征在于，所述表面处理剂的有机氯硅烷水解干燥物CnH2n+1Si(OH)3为CH3Si(OH)3。
4.一种隔热防水材料制备方法，所述隔热防水材料是一种由表面处理剂处理的炉渣构成的材料，其特征在于，所述的炉渣表面处理包括以下几个步骤：
(1)把炉渣粉碎为粒径＜10mm的不均匀粉体，其中粒径5～10mm的炉渣占15～25％，粒径3～5mm的炉渣占25～35％，粒径3mm以下的的炉渣占45～55％；
(2)将粉碎后的炉渣投入贮料池；
(3)将所述表面处理剂按1∶10～15的比例用水稀释，并投入贮料池中，直至炉渣表面全部润湿；
(4)漓出多余的处理液；
(5)取出炉渣经离心脱水机，再次脱出处理液；
(6)干燥，利用空气中的CO2固化10～24小时，使炉渣表面形成镀膜层，
所述表面处理剂以质量比计，包括如下配方：
Figure FSB00000737258300021
得到的表面处理剂产品结构如下：
Figure FSB00000737258300022
n＝1，2，3。
5.如权利要求4所述的隔热防水材料的制备方法，其特征在于，所述表面处理剂的有机氯硅烷水解干燥物选用CH3Si(OH)3。
6.如权利要求4所述的隔热防水材料的制备方法，其特征在于，所述表面处理剂通过以下几个步骤制备：
(1)将制备表面处理剂的原料以质量比计，按以下比例配方制得：
Figure FSB00000737258300023
(2)将有机氯硅烷水解干燥物CnH2n+1Si(OH)3(n＝1，2，3)用95％CH3CH2OH浸泡10～24小时；
(3)漓出CH3CH2OH；
(4)将漓干的CnH2n+1Si(OH)3(n＝1，2，3)投入反应釜中，加入水(1)，搅拌；
(5)加入96％NaOH固体，升温至85～90℃，保温溶解6～10小时；
(6)加入水(2)，降温至35～40℃；
(7)过滤，得到的产品结构如下：
Figure FSB00000737258300031
n＝1，2，3。
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