CN101328047B - 外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆及其制备方法。所述外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料是在普通外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料基础上添加有橡胶微粒的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆。所述外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料是在外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料的基础上再添加70-220份水得到的。实验证明，该材料中添加的废旧轮胎等橡胶微粒不仅可以减小胶粉聚苯颗粒保温浆料的线性收缩率、提高其软化系数，还可以消耗大量废旧轮胎，利用了废弃物，节约了资源并保护了环境。本发明将在建筑领域发挥巨大作用，市场前景广阔。

Description

外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种外墙外保温建筑材料及其制备方法，特别是涉及一种外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆及其制备方法。
背景技术
随着我国汽车工业的飞速发展，废旧轮胎的数量不断攀升，2007年我国约有1.6亿条废旧轮胎，约有20％的轮胎未得到回收利用，这些轮胎不仅污染环境，而且浪费资源，因而废旧轮胎的处理已成为严重的社会问题。
外墙外保温系统是目前我国建筑墙体节能中应用最为广泛的节能技术措施，正在全国大范围普及，在建筑节能方面做出了巨大贡献。目前市场上以胶粉聚苯颗粒保温砂浆为保温层的建筑保温体系在工业与民用建筑中占有相当的比例。但是，目前市场上所出售的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆因所使用的聚苯颗粒强度低和吸水率大，导致产品存在线性收缩率大、软化系数低等缺陷。因而市场上迫切需要一种具有节能利废、改善产品性能和降低产品成本等优点的新型外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆。
发明内容
本发明提供了一种可以废旧轮胎橡胶微粒为原料配制的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆。
为改善外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆柔性，解决废旧轮胎所带来的环境污染问题，本发明采取以下技术方案：一种外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料，是在普通外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料基础上添加有橡胶微粒的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆。
所述橡胶微粒是由废旧橡胶轮胎或其它橡胶制品加工而成的橡胶微粒，所述橡胶微粒的粒径优选为5-200目，所述橡胶微粒可为不同粒径的橡胶微粒的混合物。
具体来讲，所述外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料的原料配方包括以下重量份数比的组分：橡胶微粒3-30份，水泥60-90份，聚苯颗粒4.5-25份，胶粉0.5-2.5份和助剂0-5份。
所述水泥优选为硅酸盐系列水泥、硫铝酸盐水泥或高铝水泥。
所述聚苯颗粒优选为膨胀聚苯乙烯颗粒(原生或再生均可)，粒径优选为2-100目。
所述胶粉优选为可再分散乳胶粉。
所述助剂优选为以纤维素醚为主要成份的增稠、保水填料，如增稠粉、羟丙基甲基纤维素等。
本发明的第二个目的是提供一种外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料的制备方法。
本发明所提供的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料的制备方法，可包括以下步骤：
1)按下述重量份数配比取料：橡胶微粒3-30份，水泥60-90份，聚苯颗粒4.5-25份，胶粉0.5-2.5份和助剂0-5份；
2)将上述原料混合均匀，得到外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料。
所述外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料在使用前，还需再添加70-220份水，搅拌均匀即可。
本发明所提供的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料的制备方法，还可包括以下步骤：
1)按下述重量份数配比取料：橡胶微粒3-30份，水泥60-90份，聚苯颗粒4.5-25份，胶粉0.5-2.5份和助剂0-5份；
2)将聚苯颗粒单独包装，将其它原料混合均匀，得到外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料。
所述外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料在使用前，先将除聚苯颗粒的粉料和70-220份水搅拌均匀，再加入聚苯颗粒，搅拌均匀即可。
本发明的第三个目的是提供一种外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料。
所述外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料，是在外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料的基础上再添加70-220份水。
本发明的另一个目的是提供一种外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料的制备方法。
本发明所提供的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料的制备方法，可包括以下步骤：
1)按下述重量份数配比取料：橡胶微粒3-30份，水泥60-90份，聚苯颗粒4.5-25份，胶粉0.5-2.5份和助剂0-5份；
2)将上述原料混合均匀后，再添加70-220份水，搅拌均匀，得到外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料。
本发明所提供的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料的制备方法，还可包括以下步骤：
1)按下述重量份数配比取料：橡胶微粒3-30份，水泥60-90份，聚苯颗粒4.5-25份，胶粉0.5-2.5份和助剂0-5份；
2)先将除聚苯颗粒的粉料和70-220份水搅拌均匀，再加入聚苯颗粒，搅拌均匀，得到外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料。
本发明提供了一种外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆。该材料是采用废旧轮胎等橡胶微粒替代传统外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆中的部分集料和可再分散乳胶粉，将其与水泥、聚苯颗粒、胶粉和助剂等按一定比例均匀混合得到的新型功能建筑材料。实验证明，该材料中添加的废旧轮胎等橡胶微粒不仅可以减小胶粉聚苯颗粒保温浆料的线性收缩率、提高其软化系数，还可以消耗大量废旧轮胎(减少昂贵的胶粉等工业品的用量，在改善产品性能的同时使产品成本下降)，利用了废弃物，节约了资源并保护了环境。这是因为废旧轮胎等橡胶微粒是一种良好的弹性材料(高气密性的弹性体)，将其作为弹性中心均匀分散于砂浆中间，可减小胶粉聚苯颗粒保温浆料的线性收缩率，改善胶粉聚苯颗粒保温浆料的体积稳定性，同时因其具有良好的不吸水性，提高了胶粉聚苯颗粒保温浆料的软化系数。本发明将在建筑领域发挥巨大作用，市场前景广阔。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
具体实施方式
下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
本发明所用原料废旧轮胎橡胶、水泥、胶粉、助剂均为商购。其中助剂是以纤维素醚为主要成份的增稠、保水填料，例如但不限于增稠粉、羟丙基甲基纤维素。
实施例1、外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料的制备及其性能检测
用下述方法制备外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料，具体方法包括以下步骤：
1)称重取料：5目废旧轮胎橡胶微粒30g，硅酸盐水泥(P.042.5型号，购自河北省冀东水泥集团有限责任公司)900g，2-80目的聚苯颗粒(购自北京ps再生料有限公司)45g，可再分散乳胶粉(购自瓦克化学有限公司)25g；
2)将聚苯颗粒单独包装，将其它原料置于混料机中进行预混合，混料时间不小于2分钟，以混合均匀，得到外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料。
使用方法：所述外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料在使用前，还需再添加水700mL，添加方法为：将除聚苯颗粒外的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料加入搅拌机的搅拌锅内，把锅放在固定架上，上升至固定位置，将水加入，然后立即开动机器搅拌均匀，再将聚苯颗粒加入搅拌锅内继续搅拌，直至均匀即可。
按照《胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系》标准JG 158-2004(表1)中的性能检测方法对本发明外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料进行检测。检测结果如表2所示，表明用本发明方法制备的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料符合标准，并具有较好的性能。
表1《胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系》标准JG 158-2004中
胶粉聚苯颗粒保温砂浆的性能指标
  项目   单位   指标
  湿表观密度   kg/m3   ≤420
  干表观密度   kg/m3   180-250
  导热系数   W/(m2·K)   ≤0.060
  蓄热系数   W/(m2·K)   ≥0.95
  抗压强度   kpa   ≥200
  压剪粘结强度   kpa   ≥50
  线性收缩率   ％   ≤0.3
  软化系数   -   ≥0.5
  难燃性   -   B1级
表2按JG 158-2004标准的检测结果
  项目   单位   指标
  湿表观密度   kg/m3   418
  干表观密度   kg/m3   242
  导热系数   W/(m2·K)   0.058
  蓄热系数   W/(m2·K)   1.05
  抗压强度   kpa   342
  压剪粘结强度   kpa   150
  线性收缩率   ％   0.28
  软化系数   -   0.67
  难燃性   -   B1级
实施例2、外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料的制备及其性能检测
用下述方法制备外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料，具体方法包括以下步骤：
1)称重取料：40目橡胶微粒50g，20目废旧轮胎橡胶微粒45g，硫铝酸盐水泥(R-SAC42.5型号，购自唐山六九水泥有限公司)600g，5-100目的聚苯颗粒(购自北京ps再生料有限公司)250g，可再分散乳胶粉(购自瓦克化学有限公司)5g，助剂(以纤维素醚为主要成份的增稠、保水填料，名称增稠粉，购自中国建筑材料科学研究总院)50g；
2)将上述原料置于混料机中进行预混合，混料时间不小于2分钟，以混合均匀，得到外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料。
使用方法：所述外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料在使用前，还需再添加水2200mL，添加方法为：将外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料加入搅拌机的搅拌锅内，把锅放在固定架上，上升至固定位置，将水加入，然后立即开动机器搅拌均匀，直至均匀即可。
按照《胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系》标准JG 158-2004(表1)中的性能检测方法对本发明外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料进行检测。检测结果如表3所示，表明用本发明方法制备的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料符合标准，并具有较好的性能。
表3按JG 158-2004标准的检测结果
  项目   单位   指标
  湿表观密度   kg/m3   368
  干表观密度   kg/m3   188
  导热系数   W/(m2·K)   0.050
  蓄热系数   W/(m2·K)   1.05
  抗压强度   kpa   210
  压剪粘结强度   kpa   59
  线性收缩率   ％   0.25
  软化系数   -   0.70
  难燃性   -   B1级
实施例3、外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料的制备及其性能检测
用下述方法制备外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料，具体方法包括以下步骤：
1)称重取料：80目废旧轮胎橡胶微粒30g，200目废旧轮胎橡胶微粒270g，高铝水泥(CA-50型号，购自河南郑州登峰熔料有限公司)600g，10-100目的聚苯颗粒(购自北京ps再生料有限公司)90g，可再分散乳胶粉(购自瓦克化学有限公司)5g，助剂(以纤维素醚为主要成份的增稠、保水填料，名称为羟丙基甲基纤维素，购自赫克力士天普化工有限公司)5g；
2)将聚苯颗粒单独包装，将其它原料置于混料机中进行预混合，混料时间不小于2分钟，以混合均匀，得到外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料。
使用方法：所述外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料在使用前，还需再添加水1100mL，添加方法为：将除聚苯颗粒外的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料加入搅拌机的搅拌锅内，把锅放在固定架上，上升至固定位置，将水加入，然后立即开动机器搅拌均匀，再将聚苯颗粒加入搅拌锅内继续搅拌，直至均匀即可。
按照《胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系》标准JG 158-2004(表1)中的性能检测方法对本发明外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料进行检测。检测结果如表4所示，表明用本发明方法制备的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料符合标准，并具有较好的性能。
表4按JG 149-2003标准的检测结果
  项目   单位   指标
  湿表观密度   kg/m3   378
  干表观密度   kg/m3   221
  导热系数   W/(m2·K)   0.056
  蓄热系数   W/(m2·K)   1.08
  抗压强度   kpa   248
  压剪粘结强度   kpa   69
  线性收缩率   ％   0.18
  软化系数   -   0.78
  难燃性   -   B1级
实施例4、外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料的制备及其性能检测
用下述方法制备外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料，具体方法包括以下步骤：
1)称重取料：10目废旧轮胎橡胶微粒100g，180目废旧轮胎橡胶微粒200g，硫铝酸盐水泥(R-SAC42.5型号，购自唐山六九水泥有限公司)620g，5-60目的聚苯颗粒(购自北京ps再生料有限公司)60g，可再分散乳胶粉(购自购自瓦克化学有限公司)10g，助剂(以纤维素醚为主要成份的增稠、保水填料，名称为羟丙基甲基纤维素，购自赫克力士天普化工有限公司)10g；
2)将聚苯颗粒单独包装，将其它原料置于混料机中进行预混合，混料时间不小于2分钟，以混合均匀；
3)将上述原料混合均匀后，再添加870mL水，添加方法为：将除聚苯颗粒外的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料加入搅拌机的搅拌锅内，把锅放在固定架上，上升至固定位置，将水加入，然后立即开动机器搅拌均匀，再将聚苯颗粒加入搅拌锅内继续搅拌，直至均匀即可。
按照《胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系》标准JG 158-2004(表1)中的性能检测方法对本发明外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料进行检测。检测结果如表5所示，表明用本发明方法制备的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料符合标准，并具有较好的性能。
表5按JG 158-2004标准的检测结果
  项目   单位   指标
  湿表观密度   kg/m3   380
  干表观密度   kg/m3   224
  导热系数   W/(m2·K)   0.055
  蓄热系数   W/(m2·K)   1.04
  抗压强度   kpa   250
  压剪粘结强度   kpa   68
  线性收缩率   ％   0.19
  软化系数   -   0.76
  难燃性   -   B1级
实施例5、外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料的制备及其性能检测
用下述方法制备外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料，具体方法包括以下步骤：
1)称重取料：150目废旧轮胎橡胶微粒30g，高铝水泥(CA-50型号，购自河南郑州登峰熔料有限公司)700g，5-100目的聚苯颗粒(购自北京ps再生料有限公司)250g，可再分散乳胶粉(购自瓦克化学有限公司)15g，助剂(以纤维素醚为主要成份的增稠、保水填料，名称为羟丙基甲基纤维素，购自赫克力士天普化工有限公司)15g；
2)将上述原料置于混料机中进行预混合，混料时间不小于2分钟，以混合均匀；
3)将上述原料混合均匀后，再添加1800mL水，添加方法为：将外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料加入搅拌机的搅拌锅内，把锅放在固定架上，上升至固定位置，将水加入，然后立即开动机器搅拌均匀，直至均匀即可。
按照《胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系》标准JG 158-2004(表1)中的性能检测方法对本发明外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料进行检测。检测结果如表6所示，表明用本发明方法制备的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料符合标准，并具有较好的性能。
表6按JG 158-2004标准的检测结果
  项目   单位   指标
  湿表观密度   kg/m3   372
  干表观密度   kg/m3   194
  导热系数   W/(m2·K)   0.051
  蓄热系数   W/(m2·K)   1.05
  抗压强度   kpa   240
  压剪粘结强度   kpa   65
  线性收缩率   ％   0.24
  软化系数   -   0.73
  难燃性   -   B1级
实施例6、外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料的制备及其性能检测
用下述方法制备外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料，具体方法包括以下步骤：
1)称重取料：10目废旧轮胎橡胶微粒150g，120目废旧轮胎橡胶微粒100g，硅酸盐水泥(P.042.5型号，购自河北省冀东水泥集团有限责任公司)600g，5-60目的聚苯颗粒(购自北京ps再生料有限公司)125g，可再分散乳胶粉(购自瓦克化学有限公司)5g，助剂(以纤维素醚为主要成份的增稠、保水填料，名称为增稠粉，购自中国建筑材料科学研究总院)20g；
2)将聚苯颗粒单独包装，将其它原料置于混料机中进行预混合，混料时间不小于2分钟，以混合均匀；
3)将上述原料混合均匀后，再添加980mL水，添加方法为：将除聚苯颗粒外的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料加入搅拌机的搅拌锅内，把锅放在固定架上，上升至固定位置，将水加入，然后立即开动机器搅拌均匀，再将聚苯颗粒加入搅拌锅内继续搅拌，直至均匀即可。
按照《胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系》标准JG 158-2004(表1)中的性能检测方法对本发明外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料进行检测。检测结果如表7所示，表明用本发明方法制备的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料符合标准，并具有较好的性能。
表7按JG 158-2004标准的检测结果
  项目   单位   指标
  湿表观密度   kg/m3   375
  干表观密度   kg/m3   220
  导热系数   W/(m2·K)   0.054
  蓄热系数   W/(m2·K)   1.06
  抗压强度   kpa   248
  压剪粘结强度   kpa   67
  线性收缩率   ％   0.21
  软化系数   -   0.74
  难燃性   -   B1级

Claims (10)

1.一种外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料，是在普通外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料基础上添加有橡胶微粒的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆；原料配方包括以下重量份数比的组分：橡胶微粒3-30份，水泥60-90份，聚苯颗粒4.5-25份，胶粉0.5-2.5份和助剂0-5份；所述聚苯颗粒单独包装；
所述橡胶微粒是由废旧橡胶轮胎或其它橡胶制品加工而成的橡胶微粒，粒径为5-200目，所述橡胶微粒为不同粒径的橡胶微粒的混合物。
2.根据权利要求1所述的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料，其特征在于：所述水泥为硅酸盐系列水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥或氯氧镁水泥；所述聚苯颗粒为粒径2-100目的膨胀聚苯乙烯颗粒。
3.根据权利要求1所述的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料，其特征在于：所述胶粉为可再分散乳胶粉；所述纤维为聚丙烯纤维或纤维素纤维；所述助剂为以纤维素醚为主要成份的增稠、保水填料。
4.根据权利要求1所述的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料，其特征在于：原料包括40目废旧轮胎橡胶微粒50重量份，20目废旧轮胎橡胶微粒45重量份，硫铝酸盐水泥600重量份，5-100目的聚苯颗粒250重量份，可再分散乳胶粉5重量份以及助剂50重量份。
5.根据权利要求1所述的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料，其特征在于：原料包括80目废旧轮胎橡胶微粒30重量份，200目废旧轮胎橡胶微粒270重量份，高铝水泥600重量份，10-100目的聚苯颗粒90重量份，可再分散乳胶粉5重量份以及助剂5重量份。
6.根据权利要求1所述的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料，其特征在于：原料包括10目废旧轮胎橡胶微粒100重量份，180目废旧轮胎橡胶微粒200重量份，硫铝酸盐水泥620重量份，5-60目的聚苯颗粒60重量份，可再分散乳胶粉10重量份以及助剂10重量份。
7.根据权利要求1所述的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料，其特征在于：原料包括10目橡胶微粒150重量份，120目废旧轮胎橡胶微粒100重量份，硅酸盐水泥600重量份，5-60目的聚苯颗粒125重量份，可再分散乳胶粉5重量份以及助剂20重量份。
8.一种制备权利要求1至7任一所述外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料的方法，包括以下步骤：
1)按下述重量份数配比取料：橡胶微粒3-30份，水泥60-90份，聚苯颗粒4.5-25份，胶粉0.5-2.5份和助剂0-5份；
2)将聚苯颗粒单独包装，将其它原料混合均匀，得到外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料。
9.一种外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料，是在权利要求1-7任一项所述外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆粉料的基础上再添加70-220份水。
10.一种制备权利要求9所述的外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料的方法，包括以下步骤：
1)按下述重量份数配比取料：橡胶微粒3-30份，水泥60-90份，聚苯颗粒4.5-25份，胶粉0.5-2.5份和助剂0-5份；
2)先将除聚苯颗粒的粉料和70-220份水搅拌均匀，再加入聚苯颗粒，搅拌均匀，得到外墙外保温用胶粉聚苯颗粒保温砂浆浆料。
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