CN101581119B - 外墙保温材料和外墙保温方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种外墙保温材料和外墙保温方法，该外墙保温材料包括：由保温材料组成的保温层，能够保温隔热；由感温变色涂料组成的感温变色层，能够根据温度的升高或降低而颜色相应地变浅或变深；作为气体空间的空气隔层；以及透明感温透气薄膜，能够根据温度的升高或降低而封闭或透气。本发明的技术方案可以使室内冬暖夏凉，节省大量能源，可同时用于外墙装饰，并且成本低廉。

Description

外墙保温材料和外墙保温方法

技术领域

本发明涉及建筑物的外墙保温技术，具体涉及一种外墙保温材料以及一种外墙保温方法。

背景技术

外墙保温在国外建筑中应用比较普遍，在国内近几年开始推广使用，尤其是高层建筑，大多开始使用外墙保温。外墙保温能够有效的阻绝热能传导，保温效果非常明显，能够大量节约冬季采暖费用，而且与其他采暖方法相比更为环保。目前应用比较广泛的外墙保温材料有聚苯乙烯泡沫和挤塑聚苯乙烯硬泡、岩棉板以及聚氨酯泡沫等材料。聚氨酯硬泡外墙保温材料，具有强度高、耐水解、抗老化、耐酸碱、无毒环保、阻热效果佳、价格适中等优异特性，被誉为现在最好的外墙保温材料。然而，现有的外墙保温材料通常仅有保温的作用，而不能根据环境温度和光照的变化而吸收或反射太阳能。

发明内容

针对现有技术中的不足，提出了本发明的技术方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种外墙保温材料，包括：由保温材料组成的保温层，能够保温隔热；由感温变色涂料组成的感温变色层，能够根据温度的变化而改变颜色；作为气体空间的空气隔层，以及透明感温透气薄膜，能够根据温度的变化产生封闭或透气的变化。

根据本发明的另一个方面，提供了一种外墙保温方法，包括：在建筑物外墙面上覆盖由保温材料组成的保温层，该保温层能够保温隔热；覆盖 由感温变色涂料组成的感温变色层，该感温变色层能够根据温度的变化而改变颜色；覆盖透明感温透气薄膜，透明感温透气薄膜能够根据温度变化而产生封闭或透气的变化；并且保温层、感温变色层和透明感温透气薄膜形成作为气体空间的空气隔层。

本发明的技术方案可以使室内冬暖夏凉，节省大量能源，可同时用于外墙装饰，并且成本低廉。

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明的实施例的保温材料的三维立体图；

图2示出了根据本发明的实施例的外墙保温装饰板的平面图；以及

图3示出了根据本发明的实施例的外墙保温装饰板的剖面图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的实施例，应指出的是，以下描述仅是对本发明的示例性说明，而不是对本发明的限制。此外，附图中标注的尺寸也仅仅是本发明的示例性实施方式，而不是对本发明的限制。在本发明的不同实施方式中，可以有不同的其他尺寸。

本次设计的外墙保温材料，仍然以聚氨酯为主要基材，材料共包括6层，依次为聚氨酯泡绵1、聚氨酯硬泡2、聚氨酯薄膜3、感温变色涂料4、空气隔层5、聚氨酯感温透气薄膜6，详见附图。本外墙保温材料除具备一般外墙保温材料的基本性能以外，还具备如下特性：在寒冷的冬季，能够吸收太阳能，提高室内温度；在炎热的夏季，能反射太阳能，起到防晒的作用。

六层材料的功能如下：第一层的聚氨酯泡绵1具有柔软可弹、韧性好的特性，可保证保温材料与建筑物外墙水泥砂浆面较好粘结。目前建筑工地上普遍采用水泥砂浆粘结，水泥砂浆具有价格低廉、粘结牢固、耐久性好等特点，但是施工工艺较复杂，需要现场按照一定比例拌和，材料现场运输工程量也比较大，但是由于建筑公司采用这种方法多年，对这套工艺 熟悉，因此至今乐此不疲。但本发明推荐优先采用胶黏剂，即聚氨酯泡绵1通过黏剂与墙体粘结，这样工艺较为简单。聚氨酯泡绵1有一定的柔软性，可以弥补墙面的不平整，使得胶黏剂黏贴成为可能。在本发明的另一实施例中，也可以没有第一层的聚氨酯泡绵1，这样，下述第二层聚氨酯硬泡2将直接粘结在水泥砂浆面上。在本发明的其他实施例中，也可以采用其他材料作为第一层，只要这种材料能够将建筑物外墙面与第二层的聚氨酯硬泡2粘结在一起即可。

第二层是聚氨酯硬泡2，这是保温材料的主体，起保温隔热的作用，推荐采用密度高、强度高的聚氨酯硬泡。

第三层是白色聚氨酯薄膜3，附着于聚氨酯硬泡2表面，一来可以隔绝聚氨酯硬泡2与空气直接接触，起到保护聚氨酯硬泡2的作用，同时可提供白色底层。本层薄膜作用单一，可以做的很薄，材料性能也没有特殊要求，可以采用其他材料代替。

第四层是感温变色涂料层4，这一层能够根据温度的变化而改变涂料的颜色。变色材料是一种特殊的化学物质，在不同的温度下会发生化学变化，从而改变了颜色，因此变色材料化学性质都不稳定，一般见光都会很快失效，但是通过把变色材料包裹在一个封闭的空间，形成了微胶囊结构，使得变色材料变色特性得以持久延续，变色涂料就是在涂料中加入这种微胶囊，以达到变色的目的。

第五层是空气隔层5，该层是由第二层的聚氨酯硬泡2、第三层的白色聚氨酯薄膜3以及第六层的聚氨酯感温透气薄膜6所围成的气体空间，具有隔热作用(隔热效果液体好于固体，气体好于液体)，同时形成一个温室，提高了对光能的收集和保持能力。

第六层是聚氨酯感温透气薄膜(透明)6，可以根据温度的不同产生封闭和透气的变化。聚氨酯薄膜上布满细微的小孔，由于聚氨酯具有一定的弹性，这些小孔在常温和常压下并不透气，由此产生了封闭保温的效果。随着温度逐渐升高，压力逐渐增加，薄膜小孔会打开，从而发生透气现象。聚氨酯薄膜的弹性、厚度、微孔的大小以及打孔时的环境温度是决定聚氨 酯薄膜透气临界温度的基本参数，微孔的多少决定了薄膜的透气率。与第三层的聚氨酯薄膜相比，这层薄膜具有透明度高、弹性好、厚度大、更加耐老化等特点。

本保温材料发挥作用的机理是这样的，冬季气温低，变色涂料4显示为深颜色(比如绿色)，在阳光照射下，光线穿过上层聚氨酯感温透气薄膜6，照射在绿色涂料上，绿色对于光能的吸收作用显著(好比植物叶子吸收光能的作用一样)，由此产生了增温的效果；夏季炎热，变色涂料4显示为浅颜色(比如白色)，白色涂料反射所有光线，同时上层感温聚氨酯透气薄膜6受温度的影响产生透气效果，似温室打开了天窗一般，产生了防晒的作用。通过实验得出如下结论，在室外温度18℃，光照温度20℃环境下，白色基底透明薄膜覆盖，光照条件下温度会上升到26℃，但在绿色基底透明薄膜覆盖，光照条件下温度会迅速上升到38℃，由此可以看出，绿色对于光能的吸收作用是显著的，当然黑色吸收光能作用比绿色更强一些，而白色反射光能最强，红色次之。通过以上试验可以得出结论，夏季光照条件下，温度会很容易上升到38℃以上，甚至到40～50℃以上，可以把变色涂料4的变色温度设定在35℃(也可根据使用环境的不同适当调整，温度设定可以通过使用本领域中所知的方法在涂料中加入不同的变色微胶囊获得)。感温透气薄膜6的透气温度也设定在相同的温度(即35℃，或者根据使用环境的不同适当调整)，可通过使用本领域中所知的方法调整透气薄膜的厚度、弹性、微孔的大小以及打孔时的环境温度、外力条件等因素，来改变薄膜透气时的临界温度。在这一温度以下，感温变色涂料层4为深色，且感温透气薄膜6封闭，该外墙保温材料发挥着保温增温的作用。温度一旦超过这一温度，感温变色涂料层4变为浅色，且感温透气薄膜6透气，该外墙保温材料将发挥防晒降温的作用。

本保温材料的寿命问题：材料寿命即材料使用年限，是材料能否得到推广的一个重要因素。聚氨酯泡沫的寿命一般可以达到25年甚至30年以上的寿命，完全可以满足要求。变色材料在近几年发展很快，研究机构已经开发了很多低温可变、耐久耐侯性能佳的变色材料，低温可逆氟碳变色 涂料就是一种，已经可以达到15年以上的使用寿命，基本可以满足要求。而透气薄膜属于高分子有机材料，这种材料在光照及户外环境下会发生老化龟裂等现象，失去材料原本的特性，近年来，许多专家学者对此进行了大量的研究，也取得了重大的突破。材料老化主要受热氧老化和光氧老化以及水解等因素的影响，可以通过添加热氧稳定剂和紫外线吸收剂、光稳定剂、水解稳定剂等方法，使材料的抗老化性能得到显著提高，聚氨酯薄膜的寿命也可以达到15年以上。聚氨酯防水透气薄膜目前主要应用于医疗设备以及一些高档的运动装，被誉为可以呼吸的材料，具有良好的防水性和透气性，同时具有极佳的保温性能，可以根据身体温度和湿度的变化产生保温和排汗的效果。本发明中使用的温度感应透气薄膜，主要采用这种材料的保温和透气性，以及抗老化性能，对于防水性能没有要求。

此保温材料的成本以目前的市场价格计算，大约在260元/m2左右，低于玻璃幕墙的价格，与干挂花岗岩的价格相仿，高于瓷砖的价格(80元/m2)，但由于此材料在工厂内加工，一旦投入大规模批量生产，价格必然大幅度降低，有可能降低至150元/m2左右。

本发明借鉴了植物叶子吸收阳光产生光合作用和动物皮肤保温排汗的特性，根本上改变了传统保温材料只能起到保温阻热的性能。而且此保温材料集保温与外墙装饰于一体，可以根据客户需要制作不同形式(方格、圆形、蜂窝型)和不同颜色的成品，极大改善外墙装饰效果。本发明使用材料单一，只使用了聚氨酯和变色涂料两种基本材料，因此只需聚氨酯和变色材料两类工程技术人员，就可以满足产品对于技术力量的需求，就能完成成品的生产。此发明一旦投放市场必将为国家节省大量能源，极大改善居民居住环境，市场前景及其广阔。

以上对本发明的技术方案进行了示例性描述，如本领域的技术人员可理解的，本发明的技术方案中可以有各种变化，而仍然处于本发明的精神和范围之内。本发明仅为所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种外墙保温材料，包括：

由保温材料组成的保温层，能够保温隔热；

由感温变色涂料组成的感温变色层，能够根据温度的升高或降低而颜色相应地变浅或变深；

作为气体空间的空气隔层；以及

透明感温透气薄膜，能够根据温度的升高或降低而透气或封闭。

2.根据权利要求1的材料，还包括：

粘结层，用于将保温层与墙面相粘结；以及

保护层，位于保温层与感温变色涂料层之间，用于保护保温层。

3.根据权利要求2的材料，其中，所述粘结层的材料为聚氨酯泡绵，所述保温材料为高密度、高强度聚氨酯硬泡，所述保护层的材料为白色聚氨酯薄膜，所述透明感温透气薄膜的材料为聚氨酯材料。

4.根据权利要求1的材料，其中，所述感温变色涂料为低温可逆氟碳变色涂料。

5.根据权利要求1的材料，其中，所述感温变色层在30℃-40℃时改变颜色，并且所述透明感温透气薄膜在30℃-40℃时开始封闭或透气。

6.一种外墙保温方法，包括：

在建筑物外墙面上覆盖由保温材料组成的保温层，该保温层能够保温隔热；

覆盖由感温变色涂料组成的感温变色层，该感温变色层能够根据温度的升高或降低而颜色相应地变浅或变深；

覆盖透明感温透气薄膜，透明感温透气薄膜能够根据温度的升高或降低而透气或封闭；并且

使保温层、感温变色层和透明感温透气薄膜形成作为气体空间的空气隔层。

7.根据权利要求6的方法，还包括：

在保温层和墙面之间覆盖粘结层，用于将保温层与墙面相粘结；以及

在保温层与感温变色涂料层之间覆盖保护层，用于保护保温层。

8.根据权利要求7的方法，其中，所述粘结层的材料为聚氨酯泡绵，所述保温材料为高密度、高强度聚氨酯硬泡，所述保护层的材料为白色聚氨酯薄膜，所述透明感温透气薄膜的材料为聚氨酯材料。

9.根据权利要求6的方法，其中，所述感温变色涂料为低温可逆氟碳变色涂料。

10.根据权利要求6的方法，其中，所述感温变色层在30℃-40℃时改变颜色，并且所述透明感温透气薄膜在30℃-40℃时开始封闭或透气。

Images