CN104529324B

CN104529324B - 一种建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料及制备方法

Info

Publication number: CN104529324B
Application number: CN201410745078.6A
Authority: CN
Inventors: 张小婷; 杨留栓; 汪潇; 朱凯; 郝晓; 牛季收; 张学文; 宋强
Original assignee: Henan University of Urban Construction
Current assignee: Henan University of Urban Construction
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2034-12-09
Also published as: CN104529324A

Abstract

一种建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料，由白色硅酸盐水泥、石英砂、滑石粉、可再分散乳胶粉、纤维素醚、木质纤维、纳米TiO₂和水配备制作，其中白色硅酸盐水泥、滑石粉和石英砂为主基料，除水外其余为添加剂，本发明的建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料与墙体的组织结构上基本没有差异，两者性能上差异微乎其微，避免了现有技术中涂层剥落、开裂以及受外力撞击后凹陷和面层碎裂的现象；外墙体涂层与建筑物同时施工，无需多余的干燥时间，利于建筑施工的进度，降低建筑成本。

Description

一种建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料及制备方法

技术领域

本发明属于节能建筑外墙涂料技术领域，具体是涉及一种建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料及制备方法。

背景技术

建筑节能是我国节能工作的重点之一，节约建筑能耗的最有效措施是加强建筑物围护结构的保温和隔热。目前应用于建筑外墙保温的节能建筑材料主要是隔热涂料，从最早使用的无机隔热反射墙体涂料、薄层隔热反射涂料、水性反射隔热涂料到辐射隔热涂料、真空绝热保温涂料以及最新研制的纳米孔超级绝热技术应用在保温领域的涂料，对建筑外墙的保温节能都起到了重要的作用。但是涂层材料与墙体的组织结构上有很大的差异，导致两者性能上差异也很大，这种差异易造成涂层剥落、开裂以及受外力撞击后凹陷和面层碎裂的现象；另外大面积施工使其自重力很大，易造成整体下滑、坍塌和大面积空鼓现象。而外墙体单独地进行涂层施工，还需要必要的干燥时间，由此影响建筑施工的进度，增加建筑成本。因此，如何直接赋予高强度建筑外墙基体以节能隔热的功能，研制出一种建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料，成为建筑外墙节能材料的研究热点。

在外墙涂料中加入热线材料钛白粉和氧化锌云母粉，可使涂料反射率达到80％。热线反射氧化钛(TiO₂)和氧化铝(Al₂O₃)材料不仅对红外线和可见光有高的反射率，还能够以发射远红外散热的方式抑制材料表层吸收日照能量造成的温度上升。近年来的研究证实TiO₂等微粉可以作为细填料添加在混凝土中，微粉在骨料和水泥颗粒之间的填充有利于形成混凝土的密填充；另外微粉在搅拌水中分散时还扩大了水相的体积，减少了混凝土的需水量，因此在混凝土中添加TiO₂微粉还可增加混凝土的早期强度。研究还表明在水泥中掺入适量的纳米TiO₂可以使传统的水泥基复合材料具有一定的导电性能、电磁性能、吸波性能与力学性能。

但是现有技术中纳米TiO₂作为热线反射材料应用于水泥基外墙涂料还是空白。本申请根据热线反射材料反射和辐射的光学理论结合微细粉在水泥混凝土中的微观作用机理，通过在无机水泥基外墙涂料中加入适当的热线反射氧化钛(TiO₂)微细粉，一方面利用热线反射氧化钛(TiO₂)材料对红外光线的反射和辐射作用达到建筑的节能保温；另一方面通过微细粉的加入改善混凝土的微观结构，提高混凝土的性能。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，提供了一种建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料及制备方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料，由以下组分配备制作：白色硅酸盐水泥、石英砂、滑石粉、可再分散乳胶粉、纤维素醚、木质纤维、纳米TiO₂和水；其中所述白色硅酸盐水泥选用42.5R的白色硅酸盐水泥，白度不小于80％，所述石英砂选用30～60目的石英砂，所述滑石粉选用300～400目的滑石粉，所述可再分散乳胶粉选用醋酸乙烯-乙烯可再分散乳胶粉，所述纤维素醚选用粘度为60000～100000mp.s的甲基羟乙基纤维素醚，所述纳米TiO₂选用金红石型、粒径为50～100nm、比表面积为40～60m²/g的纳米TiO₂；所述白色硅酸盐水泥、滑石粉和石英砂为主基料，除水外其余为添加剂，其中主基料按100％的重量份计，白色硅酸盐水泥的用量为22～27％，滑石粉的用量为7％～9％，其余为石英砂；添加剂的用量按主基料总重量的百分比计算：可再分散乳胶粉的用量为1.5％～2.5％，纤维素醚的用量为0.07～0.09％，木质纤维的用量为0.2％～0.3％，纳米TiO₂的用量为2％～4％。

作为优选，所述纳米TiO₂选用三聚磷酸钠表面改性剂进行表面改性处理，处理的方法为：取6～8g的三聚磷酸钠放入500ml蒸馏水中，室温搅拌混合制备成三聚磷酸钠水溶液并加热至60℃，然后加入160～210g的纳米TiO₂，继续搅拌2h，在120℃的烘箱中干燥至质量恒定，取出后在干燥器中保存备用。

一种建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料，其制备方法包括以下步骤：⑴各粉状材料经预均化处理；⑵将白色硅酸盐水泥和滑石粉加入高速搅拌机中，搅拌20min；⑶依次将可再分散乳胶粉、木质纤维、纳米TiO₂加入高速搅拌机中，搅拌30min；⑷将纤维素醚溶解于水中制成纤维素醚溶液，并加入高速搅拌机中，搅拌5min；⑸将石英砂加入高速搅拌机中，搅拌5min；⑹加水并继续搅拌5min制成砂浆，拌和水的总用量根据新拌砂浆的流动度确定，流动度控制在175±5mm。

经试验测定，当TiO₂的掺量为2％时，饰面砂浆试件的太阳能积分反射率增加30.60％，抗压、抗折强度分别提高11.00％和20.37％，抗泛碱性提高2个等级，毛细孔吸水率可降低50％多，由此可见适量掺加TiO₂在显著提高水泥基饰面砂浆太阳光反射率的同时，还能够改善其力学性能、抗泛碱性及毛细孔吸水率。因此本发明的建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料用于建筑外墙不但能提高对太阳光的反射率从而达到节能降耗的目的，同时还能改善饰面砂浆的各种性能。

本发明的建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料与墙体的组织结构上基本没有差异，两者性能上差异微乎其微，避免了现有技术中涂层剥落、开裂以及受外力撞击后凹陷和面层碎裂的现象；外墙体涂层与建筑物同时施工，无需多余的干燥时间，利于建筑施工的进度，降低建筑成本。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本发明一种建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料由以下组分配备制作：白色硅酸盐水泥、石英砂、滑石粉、可再分散乳胶粉、纤维素醚、木质纤维、纳米TiO₂和水，其中所述白色硅酸盐水泥选用42.5R的白色硅酸盐水泥，白度不小于80％；所述石英砂选用30～60目的石英砂；所述滑石粉选用300～400目的滑石粉；所述可再分散乳胶粉选用醋酸乙烯-乙烯可再分散乳胶粉；所述纤维素醚选用粘度为60000～100000mp.s的甲基羟乙基纤维素醚；所述纳米TiO₂选用金红石型、粒径为50～100nm、比表面积为40～60m²/g的纳米TiO₂。

材料中白色硅酸盐水泥、滑石粉和石英砂为主基料，除水外其余为添加剂，其中主基料按100％的重量份计，白色硅酸盐水泥的用量为22～27％，滑石粉的用量为7％～9％，其余为石英砂；添加剂的用量按主基料总重量的百分比计算：可再分散乳胶粉的用量为1.5％～2.5％，纤维素醚的用量为0.07～0.09％，木质纤维的用量为0.2％～0.3％，纳米TiO₂的用量为2％～4％。最好地纳米TiO₂选用三聚磷酸钠表面改性剂进行表面改性处理，处理的方法为：取6～8g的三聚磷酸钠放入500ml蒸馏水中，室温搅拌混合制备成三聚磷酸钠水溶液并加热至60℃，然后加入160～210g的纳米TiO₂，继续搅拌2h，在120℃的烘箱中干燥至质量恒定，取出后在干燥器中保存备用。

上述建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料，其制备方法包括以下步骤：⑴各粉状材料经预均化处理；⑵将白色硅酸盐水泥和滑石粉加入高速搅拌机中，搅拌20min；⑶依次将可再分散乳胶粉、木质纤维、纳米TiO₂加入高速搅拌机中，搅拌30min；⑷将纤维素醚溶解于水中制成纤维素醚溶液，并加入高速搅拌机中，搅拌5min；⑸将石英砂加入高速搅拌机中，搅拌5min；⑹加水并继续搅拌5min制成砂浆，拌和水的总用量根据新拌砂浆的流动度确定，流动度控制在175±5mm。

测试饰面砂浆试件的太阳能积分反射率时，按配比制成长、宽、高分别为20mm×20mm×5mm的砂浆试件，将试件放在美国PERKIN ELMER公司生产的LAMBDA-750紫外可见近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)上进行测定，测定波长为250nm～2500nm。饰面砂浆试件的抗压、抗折强度参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671-1999进行检测。测试饰面砂浆试件的抗泛碱性时，先要自制硅酸盐水泥基板：采用标号为P.O 42.5硅酸盐水泥，灰沙比为1:3，水灰比为0.5，模具尺寸为：170mm×70mm×5mm，在温度为(23±2)℃、湿度为RH(90±5)％的条件下养护28天，用200号水砂纸将表面打磨平整，清洗干净后存放在温度为(23±2)℃及湿度为(50±5)％的空气流通的环境待用；再在硅酸盐水泥基板上刮涂4～6mm饰面砂浆，刮涂前用苯丙乳液对硅酸盐水泥板作界面处理，后将试件在标准养护条件[温度(23±2)℃、湿度(50±5)％]下进行养护，养护至1天和7天时，将其浸入水中，8h后取出晾干，观察试件的泛碱情况，试件的泛碱等级根据下列标准进行判定，无泛碱：0级，微量泛碱：1级，明显可见泛碱：2级，严重泛碱：3级。饰面砂浆试件的毛细孔吸水率参照《墙体饰面砂浆》JC/T 1024-2007方法进行测试。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料，其特征在于所述涂料由以下组分配备制作：白色硅酸盐水泥、石英砂、滑石粉、可再分散乳胶粉、纤维素醚、木质纤维、纳米TiO₂和水；其中所述白色硅酸盐水泥选用42.5R的白色硅酸盐水泥，白度不小于80%，所述石英砂选用30～60目的石英砂，所述滑石粉选用300～400目的滑石粉，所述可再分散乳胶粉选用醋酸乙烯-乙烯可再分散乳胶粉，所述纤维素醚选用粘度为60000～100000mp.s的甲基羟乙基纤维素醚，所述纳米TiO₂选用金红石型、粒径为50～100nm、比表面积为40～60m²/g的纳米TiO₂，并用三聚磷酸钠表面改性剂进行表面改性处理；所述白色硅酸盐水泥、滑石粉和石英砂为主基料，除水外其余为添加剂，其中主基料按100%的重量份计，白色硅酸盐水泥的用量为22～27%，滑石粉的用量为7%～9%，其余为石英砂；添加剂的用量按主基料总重量的百分比计算：可再分散乳胶粉的用量为1.5%～2.5%，纤维素醚的用量为0.07～0.09%，木质纤维的用量为0.2%～0.3%，纳米TiO₂的用量为2%～4%。

2.根据权利要求1所述一种建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料，其特征在于所述纳米TiO₂表面改性处理的方法为：取6～8g的三聚磷酸钠放入500ml蒸馏水中，室温搅拌混合制备成三聚磷酸钠水溶液并加热至60℃，然后加入160～210g的纳米TiO₂，继续搅拌2h，在120℃的烘箱中干燥至质量恒定，取出后在干燥器中保存备用。

3.根据权利要求1或2所述一种建筑外墙专用的水泥基节能外墙涂料，其特征在于所述水泥基节能外墙涂料的制备方法包括以下步骤：⑴各粉状材料经预均化处理；⑵将白色硅酸盐水泥和滑石粉加入高速搅拌机中，搅拌20min；⑶依次将可再分散乳胶粉、木质纤维、纳米TiO₂加入高速搅拌机中，搅拌30min；⑷将纤维素醚溶解于水中制成纤维素醚溶液，并加入高速搅拌机中，搅拌5min；⑸将石英砂加入高速搅拌机中，搅拌5min；⑹加水并继续搅拌5min制成砂浆，拌和水的总用量根据新拌砂浆的流动度确定，流动度控制在175±5mm。