CN103030357A - 一种保温隔热浆料组合物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种保温隔热浆料组合物，其组分及重量配比为：水性无机粘结剂25-35份、轻质骨料18-47份、增强纤维15-23份、含镁矿物质15-25份、填充料20-30份、以及适量的水，其中水性无机粘结剂的主要成分及其重量配比为：胶体硅20-25份、无机防水剂5-8份、增稠保水剂1.5-2.0份。本发明还提供了由这种保温隔热浆料组合物制备保温隔热板材的方法。本发明提供的浆料组合物的主要原材料为无机材料，所制得的板材比重轻，机械强度高；保温隔热性能优异，不易燃；板材可制成厚度6--120mm、最大长度1200mm、最大宽度800mm的各种规格产品，可直接粘贴于墙面使用；产品符合国家环保标准。

Description

一种保温隔热浆料组合物及其应用

【技术领域】

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种保温隔热浆料组合物及其应用。

【背景技术】

近年来，随着经济的发展，我国对建筑节能领域的重视程度逐步提高。为实现建筑节能降耗，我国目前采取的策略主要是对建筑物维护结构进行处理以降低墙体和屋面的传热系数，具体途径是在建筑物维护结构中增加铺设保温隔热材料。目前我国生产和应用的建筑保温隔热材料多为有机材料，典型的如聚苯乙烯粒料或聚氨酯粒料为主要材料制成的聚苯板保温系统和聚氨酯保温系统，具有较低的热传导系数，用在建筑物维护结构中可提高保温隔热效果。但是聚苯板作为保温材料，其施工工艺较复杂、综合成本高；同时由于聚苯板的憎水性与常规的亲水性材料不适应，导致其面层以外的后续施工质量不易保证，容易出现面层砂浆开裂、脱落、空鼓等质量问题，对建筑物的外装饰如面砖、涂料的使用或施工构成了很大的制约。而其他有机材料制成的保温隔热材料如聚苯乙烯颗粒保温砂浆、发泡聚氨酯板、发泡聚乙烯、发泡聚丙烯等，其共同的缺点是易燃、易老化。

目前，由于保温材料的防火问题越来越受到重视，国内无机保温材料的发展势头越发迅猛。传统的无机保温材料相比有机保温材料，其优点是抗压强度、抗折强度好，防火性优异，耐久性高，随着无机保温材料占有市场比重的加大，传统无机保温材料的缺点也突显出来，如保温隔热性较差，施工步骤复杂，应用范围局限性大等。在建筑节能越发重要的今天，这些传统的建材不符合节能的要求。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种保温隔热浆料组合物，以无机材质为主料，具有良好的保温隔热性能的同时防火抗老化性能良好，以及提供一种由这种保温隔热浆料组合物制成的板材。

为达到上述发明目的，本发明提出以下的技术方案：

一种保温隔热浆料组合物，其组分及重量配比为：

其中所述水性无机粘结剂的主要成分及其重量配比为：

胶体硅                20-25份

无机防水剂            5-8份

增稠保水剂            1.5-2.0份。

上述保温隔热浆料组合物中，其组分及重量配比为：

其中，所述水性无机粘结剂的主要成分及其重量配比为：

胶体硅                20-22份

无机防水剂            5-6份

增稠保水剂            1.5-1.7份。

上述保温隔热浆料组合物中，其组分及重量配比为：

其中，所述水性无机粘结剂的主要成分及其重量配比为：

胶体硅            22-24份

无机防水剂        6-7份

增稠保水剂        1.6-1.8份。

上述保温隔热浆料组合物中，其组分及重量配比为：

其中，所述水性无机粘结剂的主要成分及其重量配比为：

胶体硅            23-25份

无机防水剂        7-8份

增稠保水剂        1.8-2.0份。

上述保温隔热浆料组合物中，所述胶体硅是选自硅酮树脂、二氧化硅溶胶、水玻璃或无机凝胶中的一种或两种以上。

上述保温隔热浆料组合物中，所述无机防水剂是选自三乙醇胺、甲基硅醇钠防水剂或硫酸铝防水剂中的一种或两种以上。

上述保温隔热浆料组合物中，所述增稠保水剂是选自羧甲基纤维素、羧丙基纤维素、羟乙基纤维素或甲基纤维素中的一种或两种以上。

上述保温隔热浆料组合物中，所述轻质骨料是选自膨胀珍珠岩、空心玻璃微珠、聚苯颗粒、漂珠中的一种或两种以上。

上述保温隔热浆料组合物中，所述增强纤维是选自硅酸镁纤维、PVA纤维、抗碱玻璃纤维、硅酸铝纤维、岩棉纤维、海泡石纤维、丙烯酸纤维、木质纤维中的一种或两种以上。

上述保温隔热浆料组合物中，所述含镁矿物质是选自硅藻土、氧化镁、硫酸镁、水镁石粉中的一种或两种以上。

上述保温隔热浆料组合物中，所述填充料是选自钛白粉、滑石粉、碳酸钙粉或粉煤灰中的一种或两种以上。

上述保温隔热浆料组合物中，所述原材料中还包括30-45份的无机粉状粘结剂；所述无机粉状粘结剂是选自硅酸盐水泥、高铝水泥、铁铝酸水泥、硫酸盐水泥、铝酸钙水泥中、熟石灰粉的一种或两种以上。

上述保温隔热浆料组合物中，所述原材料中还包括1.0-2.0份的泡沫剂、1.5-2.0份的活性剂和/或1.0-5.0份的稳定剂；所述泡沫剂是选自碳酸氢铵、磷酸三钠或十二烷基苯磺酸钠，所述活性剂是选自木质素磺酸钠、碳酸钾或碳酸锂，所述稳定剂是15％的酪素溶液或20％的钙锌稳定剂溶液。

本发明还提供了一种由前述保温隔热浆料组合物制成的保温隔热板材。

本发明再提供了一种由前述保温隔热浆料组合物制备保温隔热板材的方法，包含以下步骤：

预处理：按照配比称取水性无机粘结剂的各组分加水搅拌、溶解；同时取增强纤维用水加少量十二烷基苯磺酸钠浸泡，不断搅拌，浸泡至成桨状体；取轻质骨料用水常温浸泡；

混料：按预先确定的配比将含镁矿物质与经过预处理的水性无机粘结剂、增强纤维按照配比加入到混料机中并加水混合、搅拌；

成型：将混合后的物料再与填充料、经预处理的轻质骨料相混合，搅拌、分散均匀后注入成型模具中，高频振动，脱模干燥，即可。

上述制备方法中，所述混料步骤中还包括加入粉末无机粘结剂的步骤。

上述制备方法中，所述混料步骤中还包括分别或同时加入泡沫剂、活性剂、稳定剂的步骤。

上述制备方法中，所述成型步骤中还包括脱模干燥后对板材表面作低温釉面修饰的步骤。

本发明提供的保温隔热浆料组合物的主要原材料为无机材料，所制得的板材比重轻，机械强度高，板材不易变形；保温隔热性能优异，不易燃、不易老化；板材可制成厚度6--120mm、最大长度1200mm、最大宽度800mm的各种规格产品，可直接粘贴于墙面使用；产品选用的原料以无机材料为主，因此无毒无味，安全环保。

【具体实施方式】

一、制备水性无机粘结剂

按表1中对应的配比分别称取水性无机粘结剂的各组分(单位Kg)，在搅拌下加水溶解，形成水性溶液，得到编号为WNOA-1～WNOA-9的无机防水剂，备用。

表1水性无机粘结剂的组分配比

在本发明的其他实例中，上述配方中的胶体硅、无机防水剂、增稠保水剂所用到的具体化合物，不局限于它们当中的某一种，在满足组分比例的条件下也可以是它们当中的两种或两种以上，此处不再举例敷述。

二、实施例1-6

本发明的实施例1-6中浆料组合物的组分及配比如下表2所示。

依照实施例1-6的组合物配比制备保温隔热板材，是按照下述步骤完成的：

先称取增强纤维用60℃～80℃的水加少量十二烷基苯磺酸钠浸泡，不断搅拌，浸泡至成浆)状体；取轻质骨料用水常温浸泡1-2小时；

按表2中对应的实施例分别称取前述经预处理的水性无机粘结剂溶液(编号为WNOA-1～WNOA-9)、增强纤维溶液，连同含镁矿物质一并加入到混料机中，并加适量的水混合、搅拌得到浆料。

向浆料中加入按表2中对应的实施例称取的填充料、经预处理的轻质骨料，混合、搅拌、分散均匀后注入到成型模具中，高频振动，滚压成型后脱模干燥(可常温干燥24h-36h；也可在隧道窑里干燥，在50℃以下干燥3h-5h)，即制得本发明所提供的保温隔热板板材。

在制作保温隔热板过程中，预处理、向浆料中加入填充料等混合搅拌，甚至在浆料被注入到成型模具前等过程中，都会根据情况会加入适量的水。在本发明的权利要求中所述的“水适量”是指在前面所有过程中加入水的总量“适量”，该“适量”是以使被注入成型模具前的混合物具有一定的坍落度为宜，如果水用量太多混合物在模具中易流淌、水用量太少则混合物太稠，抹涂时不易抹平。前面所述的坍落度以3--4度为宜(或水灰比为0.15-0.18较为适宜)。当然，前述每个过程或步骤中所加入的水的量也要保证该步骤能较为顺利的实施。在原理上，本发明“水适量”与建材领域中制备水泥砂浆或混凝土砂浆时所需的“适量的水”这一概念是一致的。(上面关于“水适量”的解释，在后续的实施例中同理)

必要时，可对脱模干燥后的板材表面作低温釉面修饰，通常在板材表面结硬后，即可以制作釉面层，以使板材得到更好的装饰效果。

实施例1-6所制得的板材的导热系数、防火性能的测试结果也同时体现于各实施例之后，通过这些测试结果可以看出，本发明所提供的板材保温隔热性能优异，防火性能良好，同时板材的密度范围在300-550kg/m³之间，同时经检测，板材的抗压强度为0.2-0.4MPa，抗折强度为0.2-0.4MPa。

表2实施例1-6(单位：Kg)

本发明中，水性无机粘结剂能与轻质骨料、填充料形成很好的融合体、以增强板材的强度。而水性无机粘接剂中的胶体硅为主要的粘结料，其阻燃、不燃性能良好，同时抗冻融、抗老化性能最佳，长期使用稳定性好；无机防水剂的加入，使得最终制得的板材几乎不吸水，即使在潮湿情况下长期使用也不会发生潮解；增稠保水剂对混合料主要起增稠和保水的作用，对板材的保水作用明显，使板材的各种原材料间的化学反应更充分，从而使板的强度得到明显提高。

本发明的原材料中采用的轻质骨料为无机材料，具有导热系数小，密度小等特点，加入到板材中可以使整个体系的导热系数和密度减小，从而提高板材的保温隔热性能。

原材料中的增强纤维在外观上具有相同的纤维状形态和结构，密度小，绝热效果好，耐腐蚀，化学稳定性好，无毒，无污染，价廉。在板中形成网状结构，使板的整体性加强，不易开裂。

而含镁矿物质的加入，主要起缓凝的作用，在板材的制备过程中具有早期缓凝，终期增强其强度的特点。

优选的填充料为富含表面玻化硬壳球体蜂窝状的颗粒、表面封闭光滑且中空的细颗粒等性能优异的绝热材料，由于球形是自然界中相同体积下表面积最小的形状，所以这一基本特性使得优选骨料具有许多其他轻质填料无法比拟的物理和化学性质，如抗压强度高、熔点高、电阻率高、热传导系数和热收缩系数小等特点。热量传导过程中，辐射热由微纳米级的粒料传递，无穷多个颗粒热能逐层递减并降低到最低。

三、实施例7-54

本发明还可在实施例1-6的基础上向浆料组合物中加入无机粉状粘结剂、泡沫剂、活性剂、稳定剂中的一种或两种以上，其具体的浆料组合物配比详见表3中的实施例7-54。

依照实施例7-54制备保温隔热板材，是按照下述步骤完成的：

先称取增强纤维用60℃～80℃的水加少量十二烷基苯磺酸钠浸泡，不断搅拌，浸泡至成浆状体；取轻质骨料用水常温浸泡1-2小时；含镁矿物质、无机粉末粘结剂中的各组分搅拌混合均匀；泡沫剂、活性剂、稳定剂分别加水溶解，备用；

按表3中对应的实施例分别称取前述经预处理的水性无机粘结剂溶液(编号为WNOA-1～WNOA-9)、增强纤维溶液，连同按表3中对应的实施例称取的含镁矿物质、无机粉末粘结剂一并加入到混料机中，并加适量的水混合、搅拌得到浆料；在混料过程中，还可以根据表3所列举的实施例的具体情况，选择性地加入泡沫剂、活性剂、稳定剂；

向浆料中加入按表3中对应的实施例称取的填充料、经预处理的轻质骨料，混合、搅拌、分散均匀后注入到成型模具中，高频振动，滚压成型后脱模干燥(可常温干燥24h-36h；也可在隧道窑里干燥，在50℃以下干燥3h-5h)，即制得本发明所提供的保温隔热板板材。

实施例7-54所制得的板材的导热系数、防火性能等测试结果也同时体现于各实施例之后，通过这些测试结果可以看出，本发明所提供的板材保温隔热性能优异，防火性能良好，同时比重小、质轻(密度范围在300-550kg/m³之间)。

表3实施例7-54(单位：Kg)

上述实施例中，水性无机粘结剂能与轻质骨料、填充料以及选择加入的无机粉状粘结剂(各种水泥及熟石灰粉)形成很好的融合体、以增强板材的强度。

上述实施例中加入的活性剂，对无机粘接剂进行改性，从而增强其活性，使之充分发挥能效，进而减少无机粘接剂的用量。

泡沫剂的应用，可以有效降低液体的表面张力，并在液膜表面双电子层排列而包围空气，形成单个气泡。气泡相互独立并均匀分布在浆料中，形成大量封闭孔隙，表现出极强的立体张力、特异的韧伸性和良好的相容性。使板材的保温隔热性能更强。

而加入稳定剂，可以减慢反应，保持化学平衡，降低表面张力，从而提高保温隔热板的机械强度、稳定性等。

以上所述仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (17)

1.一种保温隔热浆料组合物，其组分及重量配比为：

其中所述水性无机粘结剂的主要成分及其重量配比为：

胶体硅            20-25份

无机防水剂        5-8份

增稠保水剂        1.5-2.0份。

2.根据权利要求1所述的保温隔热浆料组合物，其特征在于，其组分及重量配比为：

其中，所述水性无机粘结剂的主要成分及其重量配比为：

胶体硅            20-22份

无机防水剂        5-6份

增稠保水剂        1.5-1.7份。

3.根据权利要求1所述的保温隔热浆料组合物，其特征在于，其组分及重量配比为：

其中，所述水性无机粘结剂的主要成分及其重量配比为：

胶体硅            22-24份

无机防水剂        6-7份

增稠保水剂        1.6-1.8份。

4.根据权利要求1所述的保温隔热浆料组合物，其特征在于，其组分及重量配比为：

其中，所述水性无机粘结剂的主要成分及其重量配比为：

胶体硅            23-25份

无机防水剂        7-8份

增稠保水剂        1.8-2.0份。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的保温隔热浆料组合物，其特征在于，所述胶体硅是选自硅酮树脂、二氧化硅溶胶、水玻璃或无机凝胶中的一种或两种以上。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的保温隔热浆料组合物，其特征在于，所述无机防水剂是选自三乙醇胺、甲基硅醇钠防水剂或硫酸铝防水剂中的一种或两种以上。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的保温隔热浆料组合物，其特征在于，所述增稠保水剂是选自羧甲基纤维素、羧丙基纤维素、羟乙基纤维素或甲基纤维素中的一种或两种以上。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的保温隔热浆料组合物，其特征在于，所述轻质骨料是选自膨胀珍珠岩、空心玻璃微珠、聚苯颗粒、漂珠中的一种或两种以上。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的保温隔热浆料组合物，其特征在于，所述增强纤维是选自硅酸镁纤维、PVA纤维、抗碱玻璃纤维、硅酸铝纤维、岩棉纤维、海泡石纤维、丙烯酸纤维、木质纤维中的一种或两种以上。

10.根据权利要求1-4任意一项所述的保温隔热浆料组合物，其特征在于，所述含镁矿物质是选自硅藻土、氧化镁、硫酸镁、水镁石粉中的一种或两种以上。

11.根据权利要求1-4任意一项所述的保温隔热浆料组合物，其特征在于，所述填充料是选自钛白粉、滑石粉、碳酸钙粉或粉煤灰中的一种或两种以上。

12.根据权利要求1-4任意一项所述的保温隔热浆料组合物，其特征在于，所述原材料中还包括30-45份的无机粉状粘结剂、1.0-2.0份的泡沫剂、1.5-2.0份的活性剂、1.0-5.0份的稳定剂中的一种或两种以上。

13.一种由权利要求1-12所述的保温隔热浆料组合物制成的保温隔热板材。

14.一种由权利要求1-12所述的保温隔热浆料组合物制备保温隔热板材的方法，包含以下步骤：

预处理：按照配比称取水性无机粘结剂的各组分加水搅拌、溶解；同时取增强纤维用水加少量十二烷基苯磺酸钠浸泡，不断搅拌，浸泡至成桨状体；取轻质骨料用水常温浸泡；

混料：按预先确定的配比将含镁矿物质与经过预处理的水性无机粘结剂、增强纤维按照配比加入到混料机中并加水混合、搅拌；

成型：将混合后的物料再与填充料、经预处理的轻质骨料相混合，搅拌、分散均匀后注入成型模具中，高频振动，脱模干燥，即可。

15.根据权利要求14所述的保温隔热板的制备方法，其特征在于，所述混料步骤中还包括加入粉末无机粘结剂的步骤。

16.根据权利要求15所述的保温隔热板的制备方法，其特征在于，所述混料步骤中还包括分别或同时加入泡沫剂、活性剂、稳定剂的步骤。

17.根据权利要求14所述的保温隔热板的制备方法，其特征在于，所述成型步骤中还包括脱模干燥后对板材表面作低温釉面修饰的步骤。