CN101348355B - 一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材及其制备方法。该型材是由多种无机矿物质材料压制成型为一体的保温基体和饰面层构成，其中：保温基体是由果壳型膨胀珍珠岩轻骨料、水泥、氧化硅微粉、木质纤维微粉、有机硅乳液、水泥增强剂配比而成；饰面层是由石英砂、碳酸钙、氧化钙、水泥、氧化硅微粉、木质纤维微粉配比而成，并采用一次性整体压制成型。与现有技术相比，该型材具有质量轻、强度高、隔热保温效果好、粘接牢固，而且节能环保，节约资源、施工简便、工期短、造价低、使用寿命长等优点。

Description

一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑物墙体保温材料技术领域，是一种一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材及其制备方法。

背景技术

随着民用建筑节能设计“标准”的进一步规范和国务院《民用建筑节能条例》的实施，对新型建筑材料和墙体保温体系提出了更高的要求，要求既要有良好的保温性能，又要有突出的抗压、抗拉、抗老化性能；既要有可靠的防护性能，从根本上堵绝火灾隐患，又要具有防水抗渗、使用寿命永久的特性；既要绿色环保，无毒无害，又要美观高雅，装饰环境；既要避免传统外墙保温系统工序复杂，无法监控，质量无保证的难题，又要工序简捷、便于施工，质量有保证。现有的墙体保温层多使用聚苯板、挤塑板、胶粉聚苯颗粒、保温砂浆材料，并采取隔热保温层和饰面防护层相结合的复合型结构，其施工作业方法通常是在承重墙体层之外，利用粘结剂、钢丝网或网格布、加固钉和隔热保温材料制作粘敷保温层，待其凝结之后，再在其外表面做加强层、抗裂层、最后再粘接瓷砖或涂敷涂料等防护装饰材料。这种保温方式及施工方法存在以下几方面的缺陷：

1)承重墙体层、隔热保温层和饰面防护层相互之间结合牢度差，而且表层的瓷砖仅具有单一的装饰功能，自重较大，因而加大了墙体的整体重量，容易开裂、脱落，造成维修困难，保温层得不到有效的防护，使用寿命短，以及安全隐患多，而且涂料饰面容易退色、起皱等。

2)保温层及饰面层粘敷施工工序烦琐，费工费事，工期长，且质量完全靠人工作业质量来保证，加之属于隐蔽工程，对施工过程中作业粗糙，甚至偷工减料不容易检查发现，导致施工质量失控，影响影响保温系统的质量和使用寿命。

3)饰面层隔热、防水、自洁性能差，容易沾染灰尘、污渍，特别是高层建筑，清洁维护非常困难，施工极不安全，而且表面容易退色，建筑的美观效果。

4)墙体外部装修材料、施工综合成本造价高、施工周期长，并由此带来综合效益以及环境影响等诸多方面的负面效应。

截止目前，虽然有关部门在建筑材料和施工技术方面付出极大的努力，并不断研发出各种新的材料和技术，但总体效果均不太理想。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种集隔热保温和表面装饰功能于一体，具有质量轻、强度高、隔热保温效果好、粘接牢固，而且节能环保，节约资源、施工简便、工期短、造价低、使用寿命长，并能提高节能、防护标准的一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材。

本发明的另一个目的是提供一种用于制作一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材的制备方法。

实现本发明的目的所采取的技术方案是：该墙体保温饰面型材是由多种无机矿物质材料压制成型为一体的保温基体和饰面层构成，其中：保温基体是由以下重量份的原料配比而成，果壳型膨胀珍珠岩轻骨料50～70份、水泥8～15份、氧化硅微粉3～5份、木质纤维微粉3～5份、有机硅乳液0.5～0.8份、水泥增强剂1～3份；

饰面层是由以下重量份的原料配比制成，石英砂40～50份、碳酸钙8～15份、氧化钙8～15份、水泥8～15份、氧化硅微粉3～5份、木质纤维微粉0.8～1.2份；

保温基体与饰面层之间干料状态的重量比为：保温基体∶饰面层＝100∶5～20。

所述墙体保温饰面型材为一体成型块状结构，采用规则形状或不规则形状。

所述饰面层周边小于保温基体。

所述饰面层为单色面层或彩色面层，其外露表面为光滑面或磨砂面。

所述氧化硅微粉和木质纤维微粉的粒径均为50nm～1000nm。

本发明的一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材按下述步骤制备：

1)制备保温基体湿料：按所述配比分别称取果壳型膨胀珍珠岩轻骨料、水泥、氧化硅微粉、木质纤维微粉和有机硅乳液，均匀混合后，按照原料∶水＝100∶5～8的重量比加水，搅拌均匀制成保温基体湿料备用；

2)制备饰面层浆料：按所述配比分别称取石英砂、氧化钙、碳酸钙，氧化硅微粉和木质纤维微粉，并将石英砂、氧化钙和碳酸钙粉碎过筛分别制成粒度为70～100目的石英石粉、粒度为180～230目的氧化钙粉和粒度为180～230目的碳酸钙粉，将上述原料均匀混合，然后按原料∶水＝100∶10～50的重量比加水，搅拌均匀制成饰面层浆料备用；

3)压制成型：按所述配比将饰面层浆料均匀摊铺在压制模具底部，将保温基体湿料倒入压制模具，通过压力机压制，制成保温饰面型材湿坯；

4)低温烘干：将保温饰面一体化型材湿坯在45～70℃温度条件下，烘干5～12小时，即为本发明的保温饰面型材。

在本发明中，以纯天然矿物质为主要原料，具有无毒、无味、不腐、不燃、耐酸、耐碱、隔热保温、环保等多种良好性能，而且采用了纳米级氧化硅和天然木质纤维超细微粉，不仅使得保温饰面材料的优越性能得到充分发挥和增强，而且赋予保温饰面型材以其它材料所无可比拟的新的功能。在保温基体的制作中，使用了最新建材技术成果的果壳型膨胀珍珠岩轻型骨料，该骨料已在先另案申请，专利号为：2005101072192，它具有重量轻、绝热性能好、抗压强度高等优点；在保温基体的制作中添加有机硅乳液，它具有良好的憎水性能，能有效的避免使用过程中雨水及潮湿空气对保温基体的损害，并由此消除型材的胀缩变形、老化、开裂、毁损等现象，大大延长保温基体的使用寿命，始终保持其良好的隔热保温性能；型材制作中使用水泥、氧化钙作为胶结剂，能够将各种颗粒原料牢固地凝结在一起，同时在其凝结之后具有很强的抗压强度；氧化硅微粉及木质纤维微粉具有抗裂、防水、防尘、自洁、防紫外线、抗老化、防退色等多种功用。通过各组分的性能组合及共同作用，使制备的型材获得质量轻、不开裂、不变形、不老化、不退色、环保、节能等优良的使用效果。

按照上述方案制成的一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材，可适用于外墙体的外保温饰面、内保温饰面和屋面、屋顶、分户墙等部位的保温及装饰，其有益效果为：

1)该型材采用多种天然无机矿物质材料复合结构，具有无毒、无味、不腐、不燃、耐酸、耐碱、隔热、保温等多种良好性能，是一种比较理想的绿色环保建筑材料。

2)该型材在保温基体的制作中，使用最新建材技术成果的果壳型膨胀珍珠岩轻型骨料作为主要材料，从而具有重量轻、绝热性能好、抗压强度高等优点，其容重远低于普通墙面砖，每平方米自重仅10kg～15kg，相当于先作保温层再贴瓷砖传统做法同面积重量的1/4～1/5，由此不仅能大大减轻建筑墙体的总体重量，还能有效的避免其使用过程中的开裂、脱落现象，有效防止安全事故发生。

3)该型材中添加有纳米级氧化硅和纳米级天然木质纤维超细微粉，不仅能使保温饰面材料的结合牢度、抗压强度、隔热保温、防水防潮等各种有益性能得到充分发挥和增强，而且使型材具有抗老化、防紫外线、不变形、不退色等许多新的有益功能。

4)在保温基体的制作中添加有机硅乳液，通过其良好的憎水性能，能够避免使用过程中雨水及潮湿空气对保温基体的损害，延长保温饰面型材的使用寿命。

5)该型材采用保温层和饰面层整体压制成型，使两层材料有机的结合在一起，能够完全避免二者之间的开裂、脱落现象，而且能够可靠地提高制作精度和标准等级，并能大大减少外墙体装修施工的工作量，提高施工效率，可靠地保证工程质量，同条件下可大大缩短工期，节省材料成本和工程造价。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

具体实施方式

参看图1、图2，本发明的一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材为成型块状结构，由饰面层1和保温基体2构成，并通过一次压制制作成型，而且主要以轻质无机矿物质为原料，因而具有非常牢固的结合强度和较轻的容重，每平方米型材的重量仅10kg左右，为现有技术中保温层和饰面层重量的1/4～1/5。型材的饰面层1可制成单色面层或彩色面层，其外露表面可制作成光滑面或磨砂面，能够达到良好的观感效果，饰面层1的周边比保温基体2小4～5mm，饰面层1的厚度为4mm左右，以在进行粘贴作业时，每块型材饰面层之间形成宽度为8～10mm、深度为4mm的规则沟缝，方便沟缝浆料的填充，不仅能提高施工效率，而且有高雅的观赏美感效果。保温基体2和饰面层1所用的原料均采用无机矿物质材料，其中：保温基体2是由以下重量份的原料配比而成：果壳型膨胀珍珠岩轻骨料50～70份、水泥8～15份、氧化硅微粉3～5份、木质纤维微粉3～5份、有机硅乳液0.5～0.8份、水泥增强剂1～3份；饰面层1是由以下重量份的原料配比制成，石英砂40～50份、碳酸钙8～15份、氧化钙8～15份、水泥8～15份、氧化硅微粉3～5份、木质纤维微粉0.8～1.2份；保温基体2与饰面层1之间干料状态的重量比为：保温基体∶饰面层＝100∶5～20。氧化硅微粉和木质纤维微粉均采用粒径为50nm～1000nm的纳米级超细微粉。本案中所述果壳型膨胀珍珠岩轻骨料已在先另案申请，专利号为：2005101072192。

实施例一

本发明的一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材，其保温基体2中各组分原料的重量份配比可以是：果壳型膨胀珍珠岩轻骨料50份、水泥8份、氧化硅微粉3份、木质纤维微粉3份、有机硅乳液0.5份、水泥增强剂1份；饰面层1中各组分原料的重量份配比可以是：石英砂40份、碳酸钙8份、氧化钙8份、水泥8份、氧化硅微粉3份、木质纤维微粉0.8份；保温基体2与饰面层1之间干料状态的重量比可以是：保温基体∶饰面层＝100∶5。其中氧化硅微粉和木质纤维微粉可采用粒径为50nm的纳米级超细微粉。

本发明的一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材可按下述方法制备：首先，按所述配比分别称取果壳型膨胀珍珠岩轻骨料、氧化硅微粉、木质纤维微粉、水泥和有机硅乳液均匀混合，按照原材料∶水＝100∶5的重量比加水，搅拌均匀制成保温层湿料；再取石英砂、氧化钙和碳酸钙并粉碎过筛分别制成石英石粉、氧化钙粉和碳酸钙粉，其粒度分别在以下范围内均可：石英石粉70～100目、氧化钙180～230目、碳酸钙180～230目，按所述配比分别称取石英石粉、氧化钙粉、碳酸钙粉，氧化硅微粉和木质纤维微粉均匀混合，并按原材料∶水＝100∶10的重量比加水，搅拌均匀制成饰面层浆料；然后按所述配比将饰面层浆料均匀摊铺在压制模具底部，再将保温层湿料倒入压制模具，通过压力机压制，制成保温饰面一体化型材湿坯；最后将型材湿坯在45℃温度条件下，烘干5小时，即为本发明的保温饰面一体化型材。

使用时，只要采用粘结剂将本发明的保温饰面型材粘敷在承重或非承重墙体表面，并用沟缝浆料填充在该型材饰面层1之间规则的缝隙中，即可完成建筑墙体外部保温饰面层的全部装修工程，由此可大大减少工程工作量，缩短工程周期，并能可靠地保证工程质量。

实施例二

本发明的一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材，其保温基体2中各组分原料的重量份配比可以是：果壳型膨胀珍珠岩轻骨料60份、水泥12份、氧化硅微粉4份、木质纤维微粉4份、有机硅乳液0.7份、水泥增强剂2份；饰面层1中各组分原料的重量份配比可以是：石英砂45份、碳酸钙12份、氧化钙12份、水泥12份、氧化硅微粉4份、木质纤维微粉1.0份；保温基体与饰面层之间干料状态的重量比可以是：保温基体∶饰面层＝100∶10。其中氧化硅微粉和木质纤维微粉可采用粒径为100nm的纳米级超细微粉。

该保温饰面型材的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于：制作保温层湿料时，加水量的重量比为原材料∶水＝100∶7；制作饰面层浆料过程中，加水量的重量比为原材料∶水＝100∶30；型材湿坯的烘干温度可以是55℃温度条件下，烘干时间可以是8小时。

实施例三

本发明的一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材，其保温基体2中各组分原料的重量份配比可以是：果壳型膨胀珍珠岩轻骨料70份、水泥15份、氧化硅微粉5份、木质纤维微粉5份、有机硅乳液0.8份、水泥增强剂3份；饰面层1中各组分原料的重量份配比可以是：石英砂50份、碳酸钙15份、氧化钙15份、水泥15份、氧化硅微粉5份、木质纤维微粉1.2份；保温基体2与饰面层1之间干料状态的重量比可以是：保温基体∶饰面层＝100∶20。其中氧化硅微粉和木质纤维微粉可采用粒径为1000nm的纳米级超细微粉。

该保温饰面型材的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于：制作保温层湿料时，加水量的重量比为原材料∶水＝100∶8；制作饰面层浆料过程中，加水量的重量比为原材料∶水＝100∶50；型材湿坯的烘干温度可以是45～70℃温度条件下，烘干时间可以是12小时。

Claims (5)

1.一种一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材，其特征在于：该墙体保温饰面型材是由多种无机矿物质材料压制成型为一体的保温基体和饰面层构成，其中：保温基体是由以下重量份的原料配比而成，果壳型膨胀珍珠岩轻骨料50～70份、水泥8～15份、氧化硅微粉3～5份、木质纤维微粉3～5份、有机硅乳液0.5～0.8份、水泥增强剂1～3份，其中，氧化硅微粉和木质纤维微粉的粒径均为50nm～100nm。

饰面层是由以下重量份的原料配比制成，石英砂40～50份、碳酸钙8～15份、氧化钙8～15份、水泥8～15份、氧化硅微粉3～5份、木质纤维微粉0.8～1.2份；

保温基体与饰面层之间干料状态的重量比为：保温基体∶饰面层＝100∶5～20。

2.根据权利要求1所述的一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材，其特征在于：所述墙体保温饰面型材为一体成型块状结构，采用规则形状或不规则形状。

3.根据权利要求1所述的一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材，其特征在于：所述饰面层周边小于保温基体。

4.根据权利要求1所述的一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材，其特征在于：所述饰面层为单色面层或彩色面层，其外露表面为光滑面或磨砂面。

5.一种用于制备权利要求1所述的一体型纳米无机墙体轻质保温饰面型材的方法，其特征在于：它是按下述步骤进行：

1)制备保温基体湿料：按所述配比分别称取果壳型膨胀珍珠岩轻骨料、水泥、氧化硅微粉、木质纤维微粉和有机硅乳液，均匀混合后，按照原料∶水＝100∶5～8的重量比加水，搅拌均匀制成保温基体湿料备用；

2)制备饰面层浆料：按所述配比分别称取石英砂、氧化钙、碳酸钙，氧化硅微粉和木质纤维微粉，并将石英砂、氧化钙和碳酸钙粉碎过筛分别制成粒度为70～100目的石英石粉、粒度为180～230目的氧化钙粉和粒度为180～230目的碳酸钙粉，将上述原料均匀混合，然后按原料∶水＝100∶10～50的重量比加水，搅拌均匀制成饰面层浆料备用；

3)压制成型：按所述配比将饰面层浆料均匀摊铺在压制模具底部，将保温基体湿料倒入压制模具，通过压力机压制，制成保温饰面型材湿坯；

4)低温烘干：将保温饰面型材湿坯在45～70℃温度条件下，烘干5～12小时，即为保温饰面型材。

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