CN103553542A - 一种保温防水胶泥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保温防水胶泥及其制备方法，将硅酸钠水溶液、防霉剂、分散剂、酯醇和功能纤维加入具有苯丙乳液、偶联剂和润湿剂的混合液的混合罐中，开动搅拌器，在搅拌速度为120-130r/min,混合2-3h后加入增稠剂，在搅拌速度为50-60r/min情况下加入中空玻化微珠或空心玻璃微珠、硅酸铝、陶砂、建筑胶水和聚苯颗粒中搅拌1-2h，即得保温防水胶泥，本发明的保温防水胶泥密度低、保温隔热性能好，其为膏状，现场施工时可直接使用，不需要加水和搅拌等任何预处理措施，且能够在墙面形成整体保温层，而且与墙面结合牢固，与墙体基层之间没有空腔；所形成的外墙外保温系统构造简单，施工简便、工期短，工费低。

Description

一种保温防水胶泥及其制备方法

技术领域

 本发明属于建筑涂料领域，更具体地说，本发明涉及一种保温防水胶泥及其制备方法。

背景技术

近年来，建筑反射隔热涂料作为一种新型功能性建筑涂料在夏热冬暖、夏热冬冷地区得到较多应用。在夏热冬冷地区，在一些特殊建筑物外墙，例如无需外墙外保温系统的节能型砌块（如芯孔插保温板混凝土砌块、加气混凝土砌块等）外墙，其配合保温腻子应用，形成建筑反射隔热涂料-保温腻子系统，既能够满足建筑节能设计要求，又在一定程度上发挥夏季降低墙体表面温度、防止开裂的效用，取得较好的应用效果。在节能效果好的砌体墙上应用时，配套的无机保温砂浆性能差、物理力学性能较差或者经济性能较差等。无机保温砂浆的应用效果差是影响建筑反射隔热涂料应用的直接障碍。

无机保温砂浆的性能差，有其固有原因，这是传统保温隔热材料作用机理的直接结果。首先，作为无机保温砂浆，需要具有必须的物理力学性能，这包括粘结强度、耐水性、初期干燥抗裂性和柔性等；其次，配制无机保温使用保温隔热骨料粒径不能过大。由于保温隔热骨料的粒径受到限制，这就意味着在无机保温材料组分中存在着巨大的表面积，或者说在材料微粒间存在巨大的界面。这巨大的表面积要靠胶结料来粘结并将无机保温材料粘结到基层上。这样一来，胶结料的用量应足够大，否则其物理力学性能就不能满足要求而影响使用。为了解决建筑反射隔热涂料所存在的应用问题，本发明提供一新的与建筑反射隔热涂料配套应用的材料，代替应用问题多的无机保温砂浆。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种由胶结料和保温隔热骨料构成的膏状保温材料组成物，该组成物除了具有一般有机类或有机-无机复合类粉状保温隔热材料所具有的保温隔热性能外，并且不需要施工现场加水调配；同时胶结料采用有机和无机复合，具有极好的耐水性和粘结强度而产生更好的抗裂性，用于外墙外保温系统中，表面不需要设置抗裂防护层。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种保温防水胶泥，包括苯丙乳液、建筑胶水、酯醇、增稠剂、防霉剂、分散剂、聚苯颗粒、玻化微珠、硅酸铝、陶砂、功能纤维、偶联剂、润湿剂和硅酸钠水溶液。

优选的，所述保温防水胶泥包括重量份的：苯丙乳液13.0%~19.0%，建筑胶水 5%~10%，酯醇0.5%~1.0%，增稠剂0.2%~0.8%，防霉剂0.1%~0.9%，分散剂0.2%~0.8%，聚苯颗粒1.5%~5%，玻化微珠5%~20.0%、硅酸铝5%~15.0%、陶砂10.5%~32.0%，功能纤维0.2%~0.9%，偶联剂0.1%~0.7%，润湿剂0.1%~0.9%，硅酸钠水溶液20%~40%。

优选的，所述保温防水胶泥的PH值为8.5~10。

优选的，所述玻化微珠为中空玻化微珠或者空心玻璃微珠。

本发明还提供了一种保温防水胶泥的制备方法，包括如下步骤：

（1）将配方量的硅酸钠水溶液、防霉剂、分散剂、酯醇和功能纤维加入具有苯丙乳液、偶联剂和润湿剂的混合液的混合罐中，开动搅拌器，在搅拌速度为120-130r/min,混合2-3h后加入增稠剂；

（2）在搅拌速度为50-60 r/min情况下加入中空玻化微珠或空心玻璃微珠、硅酸铝、陶砂、建筑胶水和聚苯颗粒中搅拌1-2h，得混合料，即保温防水胶泥。

该保温防水胶泥是一种由胶结料和保温隔热骨料构成的膏状保温材料组成物，该组成物除了具有一般有机类或有机-无机复合类粉状保温隔热材料所具有的保温隔热性能外，因为已经在工厂全部生产好，不需要施工现场加水调配；又因为胶结料采用有机和无机复合，具有极好的耐水性和粘结强度而产生更好的抗裂性，用于外墙外保温系统中，表面不需要设置抗裂防护层。

苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液主要起到粘结材料中的各种组分、赋予材料各种物理、力学性能和应用中所需要的一些性能；聚苯颗粒、硅酸铝、中空玻化微珠或者空心玻璃微珠作为功能性填料，增大材料的体积、降低材料的表观密度，赋予材料保温隔热功能，触变增稠剂提高材料的表观粘度，提供触变稠度和施工性能，防止保温防水胶泥抹涂施工后干燥前流挂；防霉剂杀菌、防腐，提高材料的储存稳定性；成膜助剂降低苯丙乳液的成膜温度，赋予材料更好的固化成膜性能和降低保温防水胶泥的可施工温度；分散剂具有良好的分散稳定效果，乳液合成阶段可作为主要乳化剂之一，能提高体系分散稳定性，有利于控制粘度及减少凝胶；酯醇作为辅助分散剂选择性吸附在TJY保温防水胶泥中固体颗粒表面，使体系长时间地处于分散悬浮状态；功能纤维不需预开松处理，冷型增强效果好；强度高，可有效提高制动衬片强度，提高TJY保温防水胶泥的干燥性能、透气性能、抗裂性能和抗拉强度；水作为分散介质为材料提供施工所需要的稠度。

当保温隔热骨料中复合了中空玻化微珠或空心玻璃微珠、陶砂、硅酸铝后，由于中空玻化微珠或空心玻璃微珠、硅酸铝、陶砂的引入，浆料中的大孔减小，小孔增多，气孔的分布变得均匀，使材料整体的均匀性变好。因而，在相同干密度情况下保温材料具有较低的导热系数，即具有更好的保温隔热性能。

采用本发明的技术方案，与目前应用的各种外墙保温材料相比，TJY保温防水胶泥具备一些独特的优势和性能特征：一是这种材料的柔性好，能够解决外墙保温材料常见的开裂、渗水现象；二是与目前广泛使用的建筑保温砂浆相比，密度低、保温隔热性能好，其为膏状，现场施工时可直接使用，不需要加水和搅拌等任何预处理措施，材料质量能够得到保证；三是与各种保温板材相比，它能够在墙面形成整体保温层，而且与墙面结合牢固，与墙体基层之间没有空腔；四是所形成的外墙外保温系统构造简单，施工简便、工期短，工费低。

具体实施方式

一、原材料：美国罗门哈斯公司产AS-398苯丙乳液；回收料并经破碎的聚苯乙烯泡沫颗粒和中空玻化微珠或空心玻璃微珠、硅酸铝、陶砂；增稠剂：TVA9760-纯丙烯酸酯类（江苏日出化工有限公司）；防霉剂：美国TROY特洛伊化工生产的MICROPEL ；分散剂：分散剂CNF，苄基萘磺酸盐甲醛缩合物；功能纤维：ＱＦ木质纤维素（周口市奇峰矿物纤维有限公司）；偶联剂：有机铁螯合物HY-1803（杭州杰西卡化工）；润湿剂：OT-75(东莞市汇鑫隆化工科技公司)。

实施例1

将配方量的硅酸钠水溶液40%、防霉剂0.1%、分散剂0.8%、酯醇0.5%和功能纤维0.2%加入具有苯丙乳液13%、偶联剂0.1%和润湿剂0.1%的混合液的混合罐中，开动搅拌器，在搅拌速度为120r/min,混合2h后加入增稠剂0.2%；

在搅拌速度为50r/min情况下加入中空玻化微珠15%、硅酸铝5%、陶砂10.5%、建筑胶水10%和聚苯颗粒4.5%中搅拌1h，得混合料，即保温防水胶泥，PH值为8.5。

实施例2

将配方量的硅酸钠水溶液25.2%、防霉剂0.5%、分散剂0.6%、酯醇0.8%和功能纤维0.5%加入具有苯丙乳液14%、偶联剂0.4%和润湿剂0.6%的混合液的混合罐中，开动搅拌器，在搅拌速度为130r/min,混合2.5h后加入增稠剂0.4%；

在搅拌速度为55 r/min情况下加入中空玻化微珠5%、硅酸铝10%、陶砂32%、建筑胶水5%和聚苯颗粒5%中搅拌1.5h，得混合料，即保温防水胶泥，PH值为9。

实施例3

将配方量的硅酸钠水溶液20%、防霉剂0.9%、分散剂0.2%、酯醇1%和功能纤维0.9%加入具有苯丙乳液19%、偶联剂0.7%和润湿剂0.9%的混合液的混合罐中，开动搅拌器，在搅拌速度为125r/min,混合3h后加入增稠剂0.8%。

在搅拌速度为60 r/min情况下加入中空玻化微珠20%、硅酸铝15%、陶砂13.1%、建筑胶水6.0%和聚苯颗粒1.5%中搅拌2h，得混合料，即保温防水胶泥，PH值为10。

1，苯丙乳液用量对保温防水胶泥性能的影响。

苯丙乳液是保温防水胶泥的基本胶结物质，是保温防水胶泥产生强度的根源。因而，其用量对保温防水胶泥的力学性能和经济性能产生重要影响。在研制过程中重点研究了苯丙乳液对保温防水胶泥粘结强度、抗压强度和经济性能的影响：

（1）苯丙乳液对保温防水胶泥粘结强度的影响  粘结强度是保温防水胶泥最重要的力学性能，决定着保温防水胶泥在基层墙体上的附着性能、抗开裂性能和抗冲击性能等，因而首先研究了苯丙乳液对保温防水胶泥粘结强度的影响，结果如表1所示

表1  AS-398苯丙乳液用量对保温防水胶泥粘结强度的影响

粘结强度分拉伸粘结强度和压剪粘结强度。根据表4中的试验结果来看，这两种粘结强度的差别不大。

从表1中可以看出，苯丙乳液对保温防水胶泥粘结强度产生显著影响。当苯丙乳液的用量为13.5%时，拉伸和压剪粘结强度分别为0.072、0.070MPa，而当苯丙乳液的用量为21.0%时，拉伸和压剪粘结强度分别提高到0.206、0.201MPa。因而，应根据对保温防水胶泥粘结性能的要求，并参考配制成本确定出恰当的粘结强度要求，在通过试验得到苯丙乳液的合理用量。

此外，在压剪粘结强度试验时还发现，保温防水胶泥是一种柔性非常好的材料。这体现在经过压剪粘结试验破坏的试件并没有完全破坏，而仅仅是达到最大破坏应力后外加破坏应力不再升高，两片粘结在一起的缸砖并没有脱开，甚至于用手掰时，靠人力而无法掰开。

（2）苯丙乳液对保温防水胶泥压缩强度的影响  抗压强度也是建筑材料重要的力学性能指标。但初步试验发现，保温防水胶泥不是脆性材料，在进行抗压强度试验时，并没有明显的破坏点，因而改为压缩强度。苯丙乳液对保温防水胶泥压缩强度影响的试验结果见表2。

表2 苯丙乳液对保温防水胶泥抗压强度影响的试验结果

注：压缩强度试块为70mm×70mm×70mm立方体试块。

从表2中的试验结果可看出，保温防水胶泥的压缩强度随苯丙乳液添加量的增大均匀的提高，但提高幅度不大。这可能是因为具有一定柔性的聚合物基材料抗压性能差的原因。为此，我们在B9﹟试样中加入50%的P.O42.5级水泥，其压缩强度即提高到0.67MPa。但是，抗压性能对于保温防水胶泥来说并不是非常重要的性能指标，而且生产单组分膏状保温浆料也不可能使用水泥，这里只是证实保温防水胶泥为柔性材料而非脆性材料。

3，助剂的研究  

配制保温防水胶泥除了使用触变增稠剂、防霉剂和成膜助剂等助剂外，为了保持保温防水胶泥具有更好的性能以及增强其与基层墙体的粘结，在最终确定材料的配方时，还选择使用了偶联剂、润湿剂等。

（1）偶联剂  选用偶联剂的目的是改善有硅溶胶、聚丙烯酸酯乳液与聚苯颗粒、膨胀玻化微珠等材料的表面粘结性能，硅烷偶联剂能够在硅溶胶和聚丙烯酸酯乳液之间形成硅烷“弹性桥”，既改善两者之间的复合程度，也形成了传递应力的界面层。此外，一般认为偶联剂的使用也能够使硅溶胶-聚丙烯酸酯乳液复合体系具有更好的储存稳定性。

（2）润湿剂  选用润湿剂的目的是降低保温防水胶泥体系的表面张力，使之在涂装于墙体表面时与墙体表面具有好的亲和力，促进和有利于保温防水胶泥和墙体表面的粘结结合以及更好的保持硅溶胶-聚丙烯酸酯乳液复合体系的储存稳定性。

经过以上工艺处理后，分别取保温防水胶泥样品，待测，试验保温防水胶泥的性能试验参照国家标准《硅酸盐复合绝热涂料》（GB/T 17371-2008）、《膨胀玻化微珠保温隔热砂浆》（GB/T 26000-2010）和行业标准JG 158—2004《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》规定的试验方法进行。

 

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种保温防水胶泥，其特征在于，包括苯丙乳液、建筑胶水、酯醇、增稠剂、防霉剂、分散剂、聚苯颗粒、玻化微珠、硅酸铝、陶砂、功能纤维、偶联剂、润湿剂和硅酸钠水溶液。

2.根据权利要求1所述的一种保温防水胶泥，其特征在于，所述保温防水胶泥包括重量份的：苯丙乳液13.0%~19.0%，建筑胶水 5%~10%，酯醇0.5%~1.0%，增稠剂0.2%~0.8%，防霉剂0.1%~0.9%，分散剂0.2%~0.8%，聚苯颗粒1.5%~5%，玻化微珠5%~20%、硅酸铝5%~15.0%、陶砂10.5%~32.0%，功能纤维0.2%~0.9%，偶联剂0.1%~0.7%，润湿剂0.1%~0.9%，硅酸钠水溶液20%~40%。

3.根据权利要求1或者2所述的一种保温防水胶泥，其特征在于：所述保温防水胶泥的PH值为8.5~10。

4.按照权利要求1或者2所述的一种保温防水胶泥，其特征在于：所述玻化微珠为中空玻化微珠或者空心玻璃微珠。

5.如权利要求5所述的一种保温防水胶泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将配方量的硅酸钠水溶液、防霉剂、分散剂、酯醇和功能纤维加入具有苯丙乳液、偶联剂和润湿剂的混合液的混合罐中，开动搅拌器，在搅拌速度为120-130r/min,混合2-3h后加入增稠剂；

（2）在搅拌速度为50-60 r/min情况下加入中空玻化微珠或空心玻璃微珠、硅酸铝、陶砂、建筑胶水和聚苯颗粒中搅拌1-2h，得混合料，即保温防水胶泥。