CN103146343B - 一种节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料及其制备方法、使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明的技术方案为：一种节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料，所述涂料的气体包覆率为94-99%，对波长在50-1400nm的红外线阻隔率大于85%，对紫外线阻隔率大于99%，25℃条件下，导热系数0.018-0.021w/mk，其特征在于：所述涂料中的各个组分的重量份比例为：合成水性树脂40-50份，纳米孔硅质浆料45-65份，水1-4份，各类助剂0.4-10份。所述纳米孔硅质浆料包括以下重量百分比组份：50-60%的纳米孔硅质粉体、1-4%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、6-10%纳米高岭土、其余为水。

Description

一种节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料及其制备方法、使用方法

技术领域

本发明涉及一种通过阻断和破坏墙体物理传热特性、防止热对流形成来提高墙体保温效果、降低节能墙体传热系数的气体包覆阻断粘接涂料的技术工艺和施工方法，具体为一种节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料及其制备方法、使用方法。

背景技术

现有建筑节能墙体主要是各种保温材料与建筑体的复合，其特点是通过各种保温建筑材料的叠加来提高墙体的保温性能。根据现有建筑材料和建筑结构要求，要想使建筑节能保温技术有质的提升难度非常之大，也正如上海建筑科学院在其(《建筑节能现状与发展趋势》）一文中提到：我国与气候条件相近的发达国家相比差距甚远，住宅建筑面积单位能耗为他们的3倍。围护结构传热系数：外墙为4-5倍，屋顶为2.5-5.5倍，外窗为1.5-2.5倍，门窗空气渗透为3-6倍。

目前的节能复合墙体基本是采用保温材料与墙体粘接的方法或是水泥板、EPS板、聚氨酯板、岩棉板、水泥板之间用工业胶和水泥粘接砂浆粘接。粘接过程中，材料的干燥度及孔隙、缝隙里残存的空气，在胶接时化学反应所产生的气体必然在墙体内部形成程度不同的热对流，使得保温效果下降、局部冷热不均，从而造成空鼓和开裂，严重影响节能复合墙体的使用寿命和保温性能。

对于建筑物来说、热量只有两种来源:其一是太阳辐射;二是环境热量。夏季阻断室外的热辐射进入室内,冬季防止室内的热量损失是建筑节能主要目标之一。室外的直射、散射的热辐射辐射90可以通过墙体、玻璃、塑料、屋顶、木材等入室内。普通材料只能解决5-10%进入室内热辐射。所以这就是即使室内用了很厚的绒布窗帘遮住了强光，但室内的温度却不会明显下降的原因。在烈日酷暑的夏季，白天拉上很厚的窗帘避免强光和减缓酷热，但也阻挡了光线，需要打开照明、开启空调解决正常办公生活需要。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供了一种节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料及其制备方法、使用方法。

热对流只能在气体和液体中产生，节能复合墙体中主要是空气产生热对流。根据分子运动及碰撞理论，气体的热量传递主要是通过高温侧的较高速度的分子与低温侧的较低速度的分子相互碰撞传递能量。由于空气中的主要成分氮气和氧气的自由程度均在70nm左右，纳米孔硅质绝热材料中的二氧化硅微粒构成的微孔尺寸小于这一临界尺寸时空气就失去自由程度、从而消除了对流，从本质上切断了气体分子的热传导，也就是说有大于70nm的空间气体就可以流动。小于70nm的空间气体就就无法流动。

本发明的节能抗热辐射空气包覆阻断粘接涂料中的纳米孔硅质粉体的微孔直径尺寸为5-30nm，远小于临界尺寸。具有该涂料的涂覆部分就能阻断气体形成对流，只要包围气体的微孔足够小，气体就无法进行对流传热，纳米级孔就可有效地控制气体的对流，从本质上切断了气体分子的传导。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料，所述涂料的气体包覆率为94-99%，对波长在50-1400nm的红外线阻隔率大于85%，对紫外线阻隔率大于99%，25℃条件下，导热系数0.018-0.021w/mk，其特征在于：所述涂料中的各个组分的重量份比例为：合成水性树脂40-50份，纳米孔硅质浆料45-65份，水1-4份，各类助剂0.4-10份。

进一步的说，所述纳米孔硅质浆料包括以下重量百分比组份：50-60%的纳米孔硅质粉体、1-4%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、6-10%纳米高岭土、其余为水。

进一步的说，所述纳米孔硅质浆料包括以下重量百分比组份：40-50%的纳米孔硅质粉体、4-8%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、8-12%纳米高岭土、其余为水。

进一步的说，所述纳米孔硅质浆料包括以下重量百分比组份：60-70%的纳米孔硅质粉体、4-8%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、2-6%纳米高岭土、其余为水。

一种上述节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按重量百分比称取50-60%的纳米孔硅质粉体、1-4%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、6-10%纳米高岭土、其余为水；

步骤2：将步骤1中的各个组分混合并均匀搅拌2至3小时后，得到所述纳米孔硅质浆料；

步骤3：按照重量份比例称取合成水性树脂40-50份、纳米孔硅质浆料45-65份、水1-4份、各类助剂0.4-10份；

步骤4：搅拌所述合成水性树脂，并同时滴入步骤2中配制好的所述纳米孔硅质浆料；

步骤5：所述合成水性树脂与所述纳米孔硅质浆料混合完毕后，加入成膜助剂0.4-4份、偶联剂0.4-5份、消泡剂0.1-1.5份、流平剂0.1-1份、润湿剂0.1-1份，并搅拌40分钟，得到所述涂料。

一种通过上述方法制造的节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：确保复合粘贴的板材干燥无湿气，将油污、污渍、灰尘清除干净后，在板材的表面均匀涂覆所述节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料，涂覆层厚度为0.2-2mm；

步骤2：将已涂覆好所述涂料的两块板材的涂覆面对涂覆面粘结，并施加每平方米10千克的压力，持续加压4小时。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料涂覆过的材料不仅可以对声音传递进行有效的阻隔并还可以获得比无对流空气更低的导热系数。涂覆剂优异的流淌性和添充性使层间残存的气体被排除或被永久包覆使空气无流动的空间、从而杜绝热对流的产生，从而保证较低的传热系数。

附图说明

图1为使用本发明粘接涂料的板材剖视图；

图2为使用本发明粘接涂料的板材截面图；

其中，1：板材；2：节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料涂层。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

本发明的实施例参考图1-2所示。

一种节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料，所述涂料的气体包覆率为94-99%，对波长在50-1400nm的红外线阻隔率大于85%，对紫外线阻隔率大于99%，25℃条件下，导热系数0.018-0.021w/mk，其特征在于：所述涂料中的各个组分的重量份比例为：合成水性树脂40-50份，纳米孔硅质浆料45-65份，水1-4份，各类助剂0.4-10份。

进一步的说，所述纳米孔硅质浆料包括以下重量百分比组份：50-60%的纳米孔硅质粉体、1-4%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、6-10%纳米高岭土、其余为水。

该涂料的气体包覆率达94-99%、红外线波长在50-1400nm点红外线阻隔率达到85%以上；紫外线阻隔率达到99%以上，导热系数0.018-0.021w/mk

进一步的说，所述纳米孔硅质浆料包括以下重量百分比组份：40-50%的纳米孔硅质粉体、4-8%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、8-12%纳米高岭土、其余为水。

该涂料的气体包覆率为90-95%，对波长在50-1400nm的红外线阻隔率大于96%，对紫外线阻隔率大于99%，25℃条件下，导热系数0.022-0.024w/mk。

进一步的说，所述纳米孔硅质浆料包括以下重量百分比组份：60-70%的纳米孔硅质粉体、4-8%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、2-6%纳米高岭土、其余为水。

所述涂料的气体包覆率为96-99%，对波长在50-1400nm的红外线阻隔率大于95%，对紫外线阻隔率大于99%，25℃条件下，导热系数0.015-0.018w/mk，该方案缺点成本高

进一步的说，所述纳米孔硅质粉体以多聚硅为硅源，在常温常压下，所述纳米孔硅质粉体具有典型的纳米孔超级绝热特征，其粒子相互团簇聚集形成的纳米多孔网络结构具有94-99%孔洞率和5-30nm直径的纳米孔结构，并具有极低的热导率。

纳米孔硅质浆料所用纳米孔硅质粉体以多聚硅为硅源，利用表面修饰、降低凝胶孔洞中液体的表面张力等技术，减小硅凝胶在干燥过程中的收缩，在常压下制备出具有典型的纳米孔超级绝热特征的纳米硅气凝胶粉体，其粒子相互团簇聚集形成的纳米多孔网络结构在常温下具94-99%孔洞率的5-30nm直径纳米孔结构和极低的热导率,但是随着使用环境温度的升高,纳米孔硅质材料对传递热辐射能量的红外电磁波具有穿透性,它的辐射热导率会随温度升高孔密度减少及孔径变大而迅速增加,从而限制了其在高温环境下的应用。

进一步的说，所述纳米二氧化钛、六钛酸钾晶须具有高红外反射和吸收的性能，并具有良好的稳定性、分散性和耐热性。

进一步的说，所述纳米高岭土具有低粘度、高强度、耐冲击、阻燃的特型。

纳米二氧化钛、六钛酸钾晶须具有高红外反射和吸收性能，作为遮光剂对热辐射进行遮盖屏蔽、吸收、反射，弥补了纳米孔硅质粉体材料在高温领域的不足，并且这两种材料具有良好的稳定性、分散性和耐候性使粘接涂料可以大大粘接涂料的使用寿命。

纳米高岭土部分替代价格较高的纳米二氧化钛的部分功能,和使涂料保持低粘度、高强度、耐冲击、阻燃特性。

进一步的说，所述助剂包括以下重量百分比组份：成膜助剂0.4-4份、偶联剂0.4-5份、消泡剂0.1-1.5份、流平剂0.1-1份、润湿剂0.1-1份。

一种上述节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按重量百分比称取50-60%的纳米孔硅质粉体、1-4%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、6-10%纳米高岭土、其余为水；

步骤2：将步骤1中的各个组分混合并均匀搅拌2至3小时后，得到所述纳米孔硅质浆料；

步骤3：按照重量份比例称取合成水性树脂40-50份、纳米孔硅质浆料45-65份、水1-4份、各类助剂0.4-10份；

步骤4：搅拌所述合成水性树脂，并同时滴入步骤2中配制好的所述纳米孔硅质浆料；

步骤5：所述合成水性树脂与所述纳米孔硅质浆料混合完毕后，加入加入成膜助剂0.4-4份、偶联剂0.4-5份、消泡剂0.1-1.5份、流平剂0.1-1份、润湿剂0.1-1份，并搅拌40分钟，得到所述涂料。

本技术方案更换无机类高温粘接剂可在1000℃高温环境使用。

该节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料的气体包覆率达94-99%、红外线波长在50-1400nm点红外线阻隔率达到85%以上；紫外线阻隔率达到99%以上。拉剪强度：12MPa、导热系数0.018-0.021w/mk（25℃环境）具有节能，抗菌、环保，阻燃，隔音，防水，耐酸碱，施工方便的特点。

一种通过上述方法制造的节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：确保复合粘贴的板材干燥无湿气，将油污、污渍、灰尘清除干净后，在板材的表面均匀涂覆所述节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料，涂覆层厚度为0.2-2mm；

涂覆层的具体厚度主要根据需板材粘接面的糙、光度灵活决定。

步骤2：将已涂覆好所述涂料的两块板材的涂覆面对涂覆面粘结，并施加每平方米10千克的压力，持续加压4小时。

也可以采用不加压的普通粘接但粘接强度会低一些。

以下是未使用涂料、使用普通涂料以及使用本发明涂料的EPS板材的试验效果：

采用GB/T13475-2008防护热箱法对稳态传热性质测定：

1、1000mmX980mm，厚度100mm、容重25公斤的EPS板。传热系数为：0.41w/(㎡.k)。

2、1000mmX980厚度50mmX2、容重25公斤的EPS板用普通EPS专用粘接剂将两块50mm厚度的板粘接在成一体。干燥后传热系数为：0.46w/(㎡.k)。

3、1000mmX980厚度50mmX2、容重25公斤的EPS板、用本发明节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料将两块50mm厚度的板粘接在成一体。干燥后传热系数为：0.38w/(㎡.k)。

显然，采用本发明的涂料的板材传热系数最低，保温隔热效果最好。

以上所述实施方式仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，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。

Claims (7)

1.一种节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料，所述涂料的气体包覆率为94-99%，对波长在50-1400nm的红外线阻隔率大于85%，对紫外线阻隔率大于99%，25℃条件下，导热系数0.018-0.021w/（m·k）其特征在于所述涂料中的各个组分的重量份比例为：合成水性树脂40-50份，纳米孔硅质浆料45-65份，水1-4份，各类助剂0.4-10份，其中助剂包括，成膜助剂、偶联剂、消泡剂、流平剂、润湿剂；其中，所述纳米孔硅质浆料包括以下重量百分比组份：50-60%的纳米孔硅质粉体、1-4%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、6-10%纳米高岭土、其余为水；或者包括以下重量百分比组份：40-50%的纳米孔硅质粉体、4-8%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、6-10%纳米高岭土、其余为水；或者包括以下重量百分比组份：60-70%的纳米孔硅质粉体、4-8%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、2-6%纳米高岭土、其余为水。

2.根据权利要求1所述的一种节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料，其特征在于：所述纳米孔硅质粉体以多聚硅为硅源，在常温常压下，所述纳米孔硅质粉体具有典型的纳米孔超级绝热特征，其粒子相互团簇聚集形成的纳米多孔网络结构具有94-99%孔洞率和5-30nm直径的纳米孔结构，并具有低热导率。

3.根据权利要求1所述的一种节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料，其特征在于：所述纳米二氧化钛、六钛酸钾晶须具有高红外反射和吸收的性能，并具有良好的稳定性、分散性和耐热性。

4.根据权利要求1所述的一种节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料，其特征在于：所述纳米高岭土具有低粘度、高强度、耐冲击、阻燃的特性，并能够提高料浆的流动性。

5.根据权利要求1所述的一种节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料，其特征在于：所述助剂包括以下重量百分比组份：成膜助剂0.4-4份、偶联剂0.4-5份、消泡剂0.1-1.5份、流平剂0.1-1份、润湿剂0.1-1份。

6.一种制备如权利要求5所述的节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按重量百分比称取50-60%的纳米孔硅质粉体、1-4%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、6-10%纳米高岭土、其余为水；或者按重量百分比称取40-50%的纳米孔硅质粉体、4-8%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、6-10%纳米高岭土、其余为水；或者按重量百分比称取60-70%的纳米孔硅质粉体、4-8%纳米二氧化钛、4-8%六钛酸钾晶须、2-4%无机聚酯纤维、2-6%纳米高岭土、其余为水；

步骤2：将步骤1中的各个组分混合并均匀搅拌2至3小时后，得到所述纳米孔硅质浆料；

步骤3：按照重量份比例称取合成水性树脂40-50份、纳米孔硅质浆料45-65份、水1-4份、各类助剂0.4-10份；

步骤4：搅拌所述合成水性树脂，并同时滴入步骤2中配制好的所述纳米孔硅质浆料；

步骤5：所述合成水性树脂与所述纳米孔硅质浆料混合完毕后，加入成膜助剂0.4-4份、偶联剂0.4-5份、消泡剂0.1-1.5份、流平剂0.1-1份、润湿剂0.1-1份，并搅拌40分钟，得到所述涂料。

7.一种使用权利要求6所述的方法制造的节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：确保复合粘贴的板材干燥无湿气，将油污、污渍、灰尘清除干净后，在板材的表面均匀涂覆所述节能抗热辐射的空气包覆阻断粘接涂料，涂覆层厚度为0.2-2mm；

步骤2：将已涂覆好所述涂料的两块板材的涂覆面对涂覆面粘结，并施加每平方米10千克的压力，持续加压4小时。