CN107382184A - 一种致密型聚苯颗粒保温砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种致密型聚苯颗粒保温砂浆及其制备方法，属于建筑材料领域。本发明是将硅酸盐水泥、水、木质素纤维、纤维素醚搅拌混合，随后再添加生石灰、粉煤灰和硅灰，继续搅拌混合后，最后将改性颗粒和聚苯颗粒添加至搅拌机中，搅拌混合即可制备得致密型聚苯颗粒保温砂浆；所述的改性颗粒制备步骤为：取蒙脱土并球磨，过筛得球磨粉末，与丙酮混合超声振荡得超声分散液，再与偶联剂KH‑560搅拌混合并旋转蒸发至干得干燥物，研磨过筛得改性蒙脱土颗粒，与甲醛、聚苯颗粒等搅拌混合，加热、冷却、过滤、洗涤、干燥得改性颗粒。本发明的有益效果是：本发明保温砂浆孔隙率小，力学性能好，具有较佳的拉伸粘结强度，值得推广与使用。

Description

一种致密型聚苯颗粒保温砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种致密型聚苯颗粒保温砂浆及其制备方法，属于建筑材料领域。
背景技术
聚苯颗粒保温砂浆是以聚苯颗粒为轻质骨料与聚苯颗粒保温胶粉料按照一定比例配置而成的有机保温砂浆材料。该材料在施工现场加水搅拌成浆状即可进行涂抹施工，建筑外墙内外保温均可使用，施工方便，且保温效果较好。但是，这种保温砂浆由于聚苯颗粒与胶凝材料的黏结性能较差，易出现结构松散、颗粒裸露等现象，表面的聚苯颗粒很容易脱落，导致其力学性能降低。所以，在保证其保温性的前提下，如何增加胶凝材料的包裹性，改善界面结合成为必然解决的问题。李宝佳、柴方磊等人以普通硅酸盐水泥为胶凝材料，以聚苯颗粒为轻质骨料，研究了聚苯颗粒保温砂浆的性能。针对其界面结合不好，内部结构松散的缺点，加入适量的发泡剂进行改善。但加入发泡剂的保温砂浆孔隙率较大，胶凝材料中较多的气孔使其与骨料的接触点较少，界面结合情况较不加发泡剂时差，使得保温砂浆力学性能下降，拉伸粘结强度变差。因此，为了满足人们不断增长的需求，研究开发一种孔隙率小、力学性能好、拉伸粘结强度佳的聚苯颗粒保温砂浆具有必要的意义，不仅为建筑材料的发展带来了新的希望，也为保温砂浆的推广使用做出了铺垫。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前聚苯颗粒保温砂浆孔隙率较大，使得其力学性能下降，拉伸粘结强度变差的弊端，提供了一种致密型聚苯颗粒保温砂浆及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种致密型聚苯颗粒保温砂浆，包括下列重量份物质：
150～200份水、45～50份硅酸盐水泥、10～15份改性颗粒、5～10份生石灰、10～15份粉煤灰、0.1～0.5份木质素纤维、15～20份聚苯颗粒、0.1～0.2份纤维素醚、15～20份硅灰，所述的改性颗粒制备步骤为：
（1）取蒙脱土并球磨，过200目筛得球磨粉末，按质量比1:10，将球磨粉末与丙酮混合，超声振荡得超声分散液；
（2）按体积比1:15，将偶联剂KH-560滴加至超声分散液中，搅拌混合并旋转蒸发至干，得干燥物并研磨过200目筛，得改性蒙脱土颗粒；
（3）按重量份数计，分别称量45～50份甲醛、25～30份聚苯颗粒、35～40份苯酚、10～15份质量分数15％草酸溶液、5～10份己内酰胺和10～15份改性蒙脱土置于烧杯中，搅拌混合并加热至沸腾，随后停止加热并静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，洗涤、干燥得改性颗粒。
步骤（2）所述的偶联剂KH-560滴加时间为25～30min。
所述的聚苯颗粒堆积密度为12～13kg/m3。
所述的硅灰粒径为40～50μm。
所述的木质素纤维松散密度为35～40kg//m3。
一种致密型聚苯颗粒保温砂浆的制备方法，制备步骤为：首先将硅酸盐水泥、水、木质素纤维、纤维素醚置于搅拌机中搅拌混合，随后再添加生石灰、粉煤灰和硅灰，继续搅拌混合25～30min后，最后将改性颗粒和聚苯颗粒添加至搅拌机中，搅拌混合即可制备得致密型聚苯颗粒保温砂浆。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明通过蒙脱土表面改性，使硅酯基与水起水解反应后形成硅醇基，硅醇基与蒙脱土的表面羟基反应，再通过干燥脱水形成部分共价键，最终硅烷偶联剂在蒙脱土表面形成多分子覆盖膜，改变蒙脱土固有的亲水性质，同时对其表面进行覆膜处理，通过苯酚进入蒙脱土颗粒层内部，并在内部发生聚合反应，改善材料层间距，提高树脂和无机颗粒间界面结合能力，使其改性后作为界面结合剂，使颗粒对保温砂浆内部孔隙进行有效的填充，同时由于两相间结合力大大增强，有效提高材料的致密性，改善材料松散结构，同时，由于包覆弹性树脂包覆层颗粒，在材料线性收缩率时，改善材料体积稳定性能，还可有效降低砂浆材料施工后发生开裂的现象。
具体实施方式
取蒙脱土并球磨，过200目筛得球磨粉末，按质量比1:10，将球磨粉末与丙酮混合，在200～300W下超声振荡处理10～15min，得超声分散液，按体积比1:15，将偶联剂KH-560滴加至超声分散液中，控制滴加时间为25～30min，待滴加完成后搅拌混合并置于85～90℃下旋转蒸发至干，收集干燥物并研磨过200目筛，得改性蒙脱土颗粒；按重量份数计，分别称量45～50份甲醛、25～30份聚苯颗粒、35～40份苯酚、10～15份质量分数15％草酸溶液、5～10份己内酰胺和10～15份改性蒙脱土置于烧杯中，搅拌混合并加热至沸腾，保温加热处理3～5h后，停止加热并静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，用去离子水冲洗3～5次后，在100～110℃下干燥6～8h，制备得改性颗粒；按重量份数计，分别称量150～200份水、45～50份硅酸盐水泥、10～15份改性颗粒、5～10份生石灰、10～15份粉煤灰、0.1～0.5份木质素纤维、15～20份聚苯颗粒、0.1～0.2份纤维素醚、15～20份硅灰，先将硅酸盐水泥、水、木质素纤维、纤维素醚置于搅拌机中搅拌混合，随后再添加生石灰、粉煤灰和硅灰，继续搅拌混合25～30min后，最后将改性颗粒和聚苯颗粒添加至搅拌机中，搅拌混合即可制备得致密型聚苯颗粒保温砂浆。所述的聚苯颗粒堆积密度为12～13kg/m3，所述的硅灰粒径为40～50μm。所述的木质素纤维松散密度为35～40kg//m3。
实例1
取蒙脱土并球磨，过200目筛得球磨粉末，按质量比1:10，将球磨粉末与丙酮混合，在200W下超声振荡处理10min，得超声分散液，按体积比1:15，将偶联剂KH-560滴加至超声分散液中，控制滴加时间为25min，待滴加完成后搅拌混合并置于85℃下旋转蒸发至干，收集干燥物并研磨过200目筛，得改性蒙脱土颗粒；按重量份数计，分别称量45份甲醛、25份聚苯颗粒、35份苯酚、10份质量分数15％草酸溶液、5份己内酰胺和10份改性蒙脱土置于烧杯中，搅拌混合并加热至沸腾，保温加热处理3h后，停止加热并静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，用去离子水冲洗3次后，在100℃下干燥6h，制备得改性颗粒；按重量份数计，分别称量150份水、45份硅酸盐水泥、10份改性颗粒、5份生石灰、10份粉煤灰、0.1份木质素纤维、15份聚苯颗粒、0.1份纤维素醚、15份硅灰，先将硅酸盐水泥、水、木质素纤维、纤维素醚置于搅拌机中搅拌混合，随后再添加生石灰、粉煤灰和硅灰，继续搅拌混合25min后，最后将改性颗粒和聚苯颗粒添加至搅拌机中，搅拌混合即可制备得致密型聚苯颗粒保温砂浆。所述的聚苯颗粒堆积密度为12kg/m3，所述的硅灰粒径为40μm。所述的木质素纤维松散密度为35kg//m3。
实例2
取蒙脱土并球磨，过200目筛得球磨粉末，按质量比1:10，将球磨粉末与丙酮混合，在250W下超声振荡处理13min，得超声分散液，按体积比1:15，将偶联剂KH-560滴加至超声分散液中，控制滴加时间为28min，待滴加完成后搅拌混合并置于88℃下旋转蒸发至干，收集干燥物并研磨过200目筛，得改性蒙脱土颗粒；按重量份数计，分别称量48份甲醛、28份聚苯颗粒、38份苯酚、13份质量分数15％草酸溶液、8份己内酰胺和13份改性蒙脱土置于烧杯中，搅拌混合并加热至沸腾，保温加热处理4h后，停止加热并静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，用去离子水冲洗4次后，在105℃下干燥7h，制备得改性颗粒；按重量份数计，分别称量180份水、48份硅酸盐水泥、13份改性颗粒、7份生石灰、13份粉煤灰、0.3份木质素纤维、18份聚苯颗粒、0.2份纤维素醚、15份硅灰，先将硅酸盐水泥、水、木质素纤维、纤维素醚置于搅拌机中搅拌混合，随后再添加生石灰、粉煤灰和硅灰，继续搅拌混合28min后，最后将改性颗粒和聚苯颗粒添加至搅拌机中，搅拌混合即可制备得致密型聚苯颗粒保温砂浆。所述的聚苯颗粒堆积密度为13kg/m3，所述的硅灰粒径为45μm。所述的木质素纤维松散密度为38kg//m3。
实例3
取蒙脱土并球磨，过200目筛得球磨粉末，按质量比1:10，将球磨粉末与丙酮混合，在300W下超声振荡处理15min，得超声分散液，按体积比1:15，将偶联剂KH-560滴加至超声分散液中，控制滴加时间为30min，待滴加完成后搅拌混合并置于90℃下旋转蒸发至干，收集干燥物并研磨过200目筛，得改性蒙脱土颗粒；按重量份数计，分别称量50份甲醛、30份聚苯颗粒、40份苯酚、15份质量分数15％草酸溶液、10份己内酰胺和15份改性蒙脱土置于烧杯中，搅拌混合并加热至沸腾，保温加热处理5h后，停止加热并静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，用去离子水冲洗5次后，在110℃下干燥8h，制备得改性颗粒；按重量份数计，分别称量200份水、50份硅酸盐水泥、15份改性颗粒、10份生石灰、15份粉煤灰、0.5份木质素纤维、20份聚苯颗粒、0.2份纤维素醚、20份硅灰，先将硅酸盐水泥、水、木质素纤维、纤维素醚置于搅拌机中搅拌混合，随后再添加生石灰、粉煤灰和硅灰，继续搅拌混合30min后，最后将改性颗粒和聚苯颗粒添加至搅拌机中，搅拌混合即可制备得致密型聚苯颗粒保温砂浆。所述的聚苯颗粒堆积密度为13kg/m3，所述的硅灰粒径为50μm。所述的木质素纤维松散密度为40kg//m3。
对照例：南京某公司生产的聚苯颗粒保温砂浆。
将上述实施例所得致密型聚苯颗粒保温砂浆与对照例的聚苯颗粒保温砂浆进行检测，具体检测如下：
1、抗折、抗压强度：按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》（ISO法）进行检测；
2、拉伸粘结强度：参照《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》（JG158-2004）试验方法进行检测。
结果如表一所示。
表一：
检测项目 实例1 实例2 实例3 对照例
抗折强度/MPa（28天） 0.30 0.33 0.35 0.22
抗压强度/MPa（28天） 1.18 1.25 1.32 0.65
拉伸粘结强度/MPa 0.18 0.20 0.21 0.12
孔隙率/％ 5 6 6 12
由上表可知，本发明致密型聚苯颗粒保温砂浆孔隙率小，力学性能好，具有较佳的拉伸粘结强度，值得推广与使用。

Claims (6)

1.一种致密型聚苯颗粒保温砂浆，其特征在于，包括下列重量份物质：
150～200份水、45～50份硅酸盐水泥、10～15份改性颗粒、5～10份生石灰、10～15份粉煤灰、0.1～0.5份木质素纤维、15～20份聚苯颗粒、0.1～0.2份纤维素醚、15～20份硅灰，所述的改性颗粒制备步骤为：
（1）取蒙脱土并球磨，过200目筛得球磨粉末，按质量比1:10，将球磨粉末与丙酮混合，超声振荡得超声分散液；
（2）按体积比1:15，将偶联剂KH-560滴加至超声分散液中，搅拌混合并旋转蒸发至干，得干燥物并研磨过200目筛，得改性蒙脱土颗粒；
（3）按重量份数计，分别称量45～50份甲醛、25～30份聚苯颗粒、35～40份苯酚、10～15份质量分数15％草酸溶液、5～10份己内酰胺和10～15份改性蒙脱土置于烧杯中，搅拌混合并加热至沸腾，随后停止加热并静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，洗涤、干燥得改性颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种致密型聚苯颗粒保温砂浆，其特征在于：步骤（2）所述的偶联剂KH-560滴加时间为25～30min。
3.根据权利要求1所述的一种致密型聚苯颗粒保温砂浆，其特征在于：所述的聚苯颗粒堆积密度为12～13kg/m3。
4.根据权利要求1所述的一种致密型聚苯颗粒保温砂浆，其特征在于：所述的硅灰粒径为40～50μm。
5.根据权利要求1所述的一种致密型聚苯颗粒保温砂浆，其特征在于：所述的木质素纤维松散密度为35～40kg//m3。
6.一种致密型聚苯颗粒保温砂浆的制备方法，其特征在于制备步骤为：首先将硅酸盐水泥、水、木质素纤维、纤维素醚置于搅拌机中搅拌混合，随后再添加生石灰、粉煤灰和硅灰，继续搅拌混合25～30min后，最后将改性颗粒和聚苯颗粒添加至搅拌机中，搅拌混合即可制备得致密型聚苯颗粒保温砂浆。
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