CN107698279A

CN107698279A - 一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖及制备方法

Info

Publication number: CN107698279A
Application number: CN201711007615.7A
Authority: CN
Inventors: 陈庆; 曾军堂
Original assignee: Chengdu New Keli Chemical Science Co Ltd
Current assignee: Sanmen Yaofan Automation Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2018-02-16
Anticipated expiration: 2037-10-25
Also published as: CN107698279B

Abstract

本发明提供了一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖及制备方法。采用废旧玻璃研磨细化并高温喷雾球化，制取玻璃微球，并与水滑石、氧化铅、氧化铝、颜料及水混合球磨得到釉料，用喷枪通过压缩空气使釉料在压力作用下喷散成雾状，施加到预烧瓷砖表面；送入辊道窑在1200~1400℃下快烧3‑5min，冷却，得到隔热陶瓷砖。釉料中的玻璃微珠与水滑石快烧后组成反射层，将太阳热量转化为5‑10μm波长的红外线进行反射，防止热量进入建筑物，具有持续的隔热效果。

Description

一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖及制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及通过反射层提高外立面隔热性，特别是涉及一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖及制备方法。

背景技术

随着经济的发展和人民物质生活水平的提高，城乡建筑迅速增加，建筑耗能的问题日益突出，资料显示:建筑行业能耗占到了全社会总能耗的40%～50%。“可持续发展”成为世界上许多国家的发展战略，专家们提出了“绿色建筑”的概念，绿色建筑就是资源有效利用的建筑。近年来，随着全球能源形势的日益紧张，世界各国对节能技术的研发及应用给予了充分的重视，在建筑设计和施工、新型建筑材料的开发和应用、建筑节能法规的制定和实施、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多的工作，不但节省了大量的能源，取得了可观的经济效益，同时有效地改善了环境，降低了对大气臭氧层的破坏。因此，发展新型节能型建筑材料，就成为未来建筑材料的主要发展方向和趋势。

新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料，主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料。墙体材料在房屋建材中约占70%,是建筑材料的重要组成部分，新型墙体材料的发展应有利于生态平衡、环境保护和节约能源。墙体特别是外墙的传热在建筑物总体传热中所占比例最大,我国多采用保温节能墙体，保温隔热材料是建筑节能的重要内容。防水材料是建筑业及其他相关行业所需要的重要功能材料,是建材工业的一个重要组成部分。装饰装修材料是适应现代建筑业发展以及与人民居住息息相关的节能材料。其中隔热保温材料是建筑节能的重点。

隔热保温材料是指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体。根据保温隔热材料在围护结构的使用部位不同，可分为内、外保温隔热材料；根据保温隔热材料的形态可分为板块状和浆体状保温隔热材料；根据保温隔热材料的材质可分为有机和无机保温隔热材料等。其中，矿物棉、膨胀珍珠岩、泡沫塑料等是较为常用的建筑隔热保温材料。材料轻质化是建筑屋面保温隔热材料发展的趋势，因为同种材料密度越小其隔热性能越好，除此，轻质材料不会造成建筑结构的额外负担，减少了因结构变形造成渗漏的可能性。随着轻型房屋体系的发展，近年来国外开发研制了多种轻型多功能组合结构材料，如以压型钢板、铝板、玻璃纤维增强塑料等为面板，泡沫塑料、矿物棉为芯材的轻型复合保温板、钢丝网水泥泡沫塑料板等。

中国发明专利申请号201110446320.6公开了一种无机建筑外墙保温隔热材料及制作工艺，包括以下步骤：硬硅钙石活性浆料的制备；将硬硅钙石活性浆料与粉煤灰混合，最终制得隔热保温材料。然而这种轻质隔热材料施工难度较大。

中国发明专利申请号201310664651.6公开了一种超高温隔热材料及其制备方法，先将短切碳纤维和氧化锆纤维在含有分散剂的去离子水中均匀混合分散，然后采用真空抽滤成型的方法制备出碳纤维-氧化锆纤维复合材料预制体，最后采用压制干燥的方法制备出碳纤维-氧化锆纤维复合材料。

中国发明专利申请号201610420603.6公开了一种吸音隔热瓷砖及其制备方法，此发明通过添加多孔粉石英、多孔硅酸钙、磷铝石、中空二氧化硅纳米球等原料制备具有吸音和隔热效果的瓷砖，但此方法制备过程复杂，原料成本较高。

发明内容

针对目前应用较广的轻质多孔隔热保温材料在外立面难以附着，粘贴瓷砖保温性能差的缺陷，本发明提出一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖及制备方法，从而有效实现隔热保温的同时，保证了施工的方便，并有效降低了成本。

本发明涉及的具体技术方案如下：

一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖的制备方法，具体制备步骤为：

（1）将废旧玻璃破碎后，研磨细化至5-10μm，然后高温喷雾球化，制得玻璃微球；

（2）将玻璃微球、水滑石、氧化铅、氧化铝、颜料与水混合，以60~80r/min的速度搅拌20~30min，再球磨6~8h，并过筛除铁，得到釉料；

（3）对已压制成型的瓷砖坯体预烧；

（4）用喷枪通过压缩空气使釉料在压力作用下喷散成雾状，施加到预烧瓷砖表面；

（5）将步骤（4）得到的表面喷涂釉料的瓷砖送入辊道窑在1200~1400℃下快烧3-5min，冷却，得到隔热陶瓷砖。

显著的优势是，釉料中的玻璃微珠与水滑石快烧后组成反射层，将太阳热量转化为5-10μm波长的红外线进行反射，防止热量进入建筑物，具有持续的隔热效果。

优选的，所述废旧玻璃包括废旧的平板玻璃、压花玻璃、中空玻璃、钢化玻璃、夹丝玻璃、夹层玻璃、磨砂玻璃或玻璃马赛克中的至少一种；

优选的，所述水滑石为阴离子型层状化合物，为天然材料或人工合成；

优选的，所述氧化铅的纯度应不低于97%，粒径为1~10μm；

优选的，所述氧化铝为γ-Al₂O₃、β-Al₂O₃或α-Al₂O₃，纯度应不低于99%，粒径为5~20μm；

优选的，所述颜料为无机颜料，选用朱砂、红土、雄黄、孔雀绿等天然颜料或钛白、锌钡白、铅铬黄、铁蓝等合成颜料；

所述研磨细化采用磨粉机，选用环旋超细磨粉机、三环中速微粉磨粉机或高压悬辊磨粉机中的一种；

优选的，所述环旋超细磨粉机采用磨辊平行悬挂在磨环内腔，磨环旋转通过物料带动磨辊自转，同时磨辊在两根弹簧高压预紧力的作用下使物料粉碎和研磨，其预紧力为3800~4200kg，磨辊与磨环的间隙为3~5mm；

优选的，所述三环中速微粉磨粉机采用主机电动机通过减速器带动主轴及各层转盘旋转，转盘通过柱销带动环辊在磨环滚道内滚动并旋转，其磨腔内无滚动轴承、无螺钉，产品细度可达5μm以下；

优选的，所述高压悬辊磨粉机由主机、细度分析机、鼓风机、成品旋风积粉器、布袋除尘器及联结风管组成，其传动装置采用密闭齿轮箱和带轮，高压弹簧的压力为1000~1500kg；

优选的，所述磨粉机的电机功率为30~50kW，中心转速为150~300r/min，研磨时间为20~30min；

所述高温喷雾球化采用喷雾干燥机，为高速离心喷雾干燥机、压力式喷雾干燥机或气流式喷雾干燥机中的一种；

优选的，所述高速离心喷雾干燥机的喷雾头传动形式可为压缩空气传动或机械传动，电加热功率为30~80kW，喷雾盘直径为100~150mm，最高转速为18000~25000r/min；

优选的，所述压力式喷雾干燥机采用料液通过隔膜泵高压输入，喷出雾状液滴，然后同热空气并流下降，粉粒由塔底冷却并由排料口收集，其喷雾干燥时间为5~20s；

优选的，所述气流式喷雾干燥机的电加热功率为60~180kW，雾化盘直径为120~210mm，雾化器转速为12000~22000r/min；

优选的，所述釉料中，按重量份组分，其中：玻璃微球20~25份、水滑石10~15份、氧化铅48~65份、氧化铝1~2份、颜料0.5~2份、水40-80份；

优选的，所述釉料施加到瓷砖表面，釉料厚度为50-100μm；

优选的，所述球磨机的电机功率为30~40kW，转筒转速为20~40r/min；

优选的，所述辊道窑的辊子长度为1.5~2m，直径为25~30mm。

一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖，其特征是由上述方法制备得到。釉面中含有玻璃微珠与水滑石，组成的反射层能将太阳的热量转化为5-10微米波长的红外线反射，从而防止热量进入建筑物，具有持续的隔热效果。

玻璃微球是一种中空密闭的正球形、粉末状的超轻质填充材料。其不仅重量轻体积大、分散性好、流动性好、稳定性好，还具有绝缘、自润滑、隔音隔热、不吸水、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。玻璃微球的内部是真空稀薄的气体，与玻璃存在密度及导热系数差，赋予玻璃微球隔音、隔热、导热系数低的特性，可作为各种保温隔音产品的填充剂。微球的隔热特性还可用于保护产品经受急热和急冷条件之间交替变化而引起的热冲击。因此，在瓷砖釉料中加入玻璃微球，可明显降低瓷砖的导热系数，有利于提高外墙的隔热保温性能。

水滑石在1370cm^-1附近出现层间CO₃ ^2-的强特征吸收峰，在1000~400cm^-1范围有层板上M-O键及层间阴离子的特征吸收峰，并且其红外吸收范围可以通过调变组成加以改变。进一步，由于水滑石及玻璃微球具有非常光滑的表面，其对光的反射率非常高，因此，釉料中的玻璃微球与水滑石可组成反射层，将太阳热量转化为5-10μm波长的红外线进行反射，防止热量进入建筑物，具有持续的隔热效果。

本发明提供了一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：

1、提出了采用玻璃微球与水滑石组成釉料反射层制备建筑物外立面用隔热陶瓷砖的方法。

2、通过玻璃微球与水滑石组成釉料反射层，将太阳热量转化为5-10μm波长的红外线进行反射，防止热量进入建筑物，具有持续的隔热效果。

3、克服了轻质保温层的混凝土附着性差，易脱落的缺陷。

4、本发明的制备方法，生产成本低，进一步降低了建筑成本，具有经济优势。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。

实施例1

（1）将废旧玻璃破碎后，研磨细化至5-10μm，然后高温喷雾球化，制得玻璃微球；研磨细化采用高压悬辊磨粉机，电机功率为50kW，中心转速为150r/min，研磨时间为30min；高温喷雾球化采用高速离心喷雾干燥机；

（2）将玻璃微球、水滑石、氧化铅、氧化铝、颜料与水混合，以80r/min的速度搅拌20min，再球磨8h，并过筛除铁，得到釉料；各组分含量为玻璃微球20份、水滑石15份、氧化铅54份、氧化铝2份、颜料1份、水80份；球磨采用圆锥球磨机，球磨机的电机功率为40kW，转筒转速为20r/min；

（3）对已压制成型的瓷砖坯体预烧；

（4）用喷枪通过压缩空气使釉料在压力作用下喷散成雾状，施加到预烧瓷砖表面；釉料喷涂厚度为100μm；

（5）将步骤（4）得到的表面喷涂釉料的瓷砖送入辊道窑在1200~1400℃下快烧3min，冷却，得到隔热陶瓷砖。

废旧玻璃为废旧的平板玻璃；水滑石天然材料或人工合成；氧化铅的纯度98%，粒径为1~10μm；氧化铝为α-Al₂O₃，纯度99.4%，粒径为5~20μm；颜料为钛白。

实施例1制得的隔热陶瓷砖，其隔热性能、反射性能如表1所示。

实施例2

（1）将废旧玻璃破碎后，研磨细化至5-10μm，然后高温喷雾球化，制得玻璃微球；研磨细化采用环旋超细磨粉机，电机功率为40kW，中心转速为200r/min，研磨时间为25min；高温喷雾球化采用气流式喷雾干燥机；

（2）将玻璃微球、水滑石、氧化铅、氧化铝、颜料与水混合，以70r/min的速度搅拌25min，再球磨7h，并过筛除铁，得到釉料；各组分含量为玻璃微球20份、水滑石10份、氧化铅60、氧化铝1.5份、颜料0.5份、水60份；球磨采用格子型球磨机，球磨机的电机功率为35kW，转筒转速为30r/min；

（3）对已压制成型的瓷砖坯体预烧；

（4）用喷枪通过压缩空气使釉料在压力作用下喷散成雾状，施加到预烧瓷砖表面；釉料喷涂厚度为60μm；

（5）将步骤（4）得到的表面喷涂釉料的瓷砖送入辊道窑在1200~1400℃下快烧5min，冷却，得到隔热陶瓷砖。

废旧玻璃为废旧的磨砂玻璃与玻璃马赛克；水滑石为天然材料；氧化铅的纯度99%，粒径为1~10μm；氧化铝为β-Al₂O₃，纯度99.8%，粒径为5~20μm；颜料为红土。

实施例2制得的隔热陶瓷砖，其隔热性能、反射性能如表1所示。

实施例3

（1）将废旧玻璃破碎后，研磨细化至5-10μm，然后高温喷雾球化，制得玻璃微球；研磨细化采用三环中速微粉磨粉机，电机功率为30kW，中心转速为250r/min，研磨时间为22min；高温喷雾球化采用压力式喷雾干燥机；

（2）将玻璃微球、水滑石、氧化铅、氧化铝、颜料与水混合，以65r/min的速度搅拌22min，再球磨6h，并过筛除铁，得到釉料；各组分含量为玻璃微球22份、水滑石12份、氧化铅60份、氧化铝1.5份、颜料0.5份、水40份；球磨采用陶瓷球磨机，球磨机的电机功率为38kW，转筒转速为35r/min；

（3）对已压制成型的瓷砖坯体预烧；

（4）用喷枪通过压缩空气使釉料在压力作用下喷散成雾状，施加到预烧瓷砖表面；釉料喷涂厚度为50μm；

废旧玻璃为废旧的夹丝玻璃与夹层玻璃；水滑石为天然材料；氧化铅的纯度98%，粒径为1~10μm；氧化铝为α-Al₂O₃，纯度99.5%，粒径为5~20μm；颜料为铁蓝。

实施例3制得的隔热陶瓷砖，其隔热性能、反射性能如表1所示。

实施例4

（1）将废旧玻璃破碎后，研磨细化至5-10μm，然后高温喷雾球化，制得玻璃微球；研磨细化采用高压悬辊磨粉机，电机功率为45kW，中心转速为180r/min，研磨时间为28min；高温喷雾球化采用气流式喷雾干燥机；

（2）将玻璃微球、水滑石、氧化铅、氧化铝、颜料与水混合，以75r/min的速度搅拌22min，再球磨7h，并过筛除铁，得到釉料；各组分含量为玻璃微球25份、水滑石15份、氧化铅50份、氧化铝2份、颜料2份、水60份；球磨采用格子型球磨机，球磨机的电机功率为35kW，转筒转速为30r/min；

（3）对已压制成型的瓷砖坯体预烧；

（4）用喷枪通过压缩空气使釉料在压力作用下喷散成雾状，施加到预烧瓷砖表面；釉料喷涂厚度为80μm；

废旧玻璃为废旧的钢化玻璃与夹丝玻璃；水滑石为人工合成；氧化铅的纯度99%，粒径为1~10μm；氧化铝为γ-Al₂O₃，纯度99.9%，粒径为5~20μm；颜料为锌钡白。

实施例4制得的隔热陶瓷砖，其隔热性能、反射性能如表1所示。

实施例5

（1）将废旧玻璃破碎后，研磨细化至5-10μm，然后高温喷雾球化，制得玻璃微球；研磨细化采用三环中速微粉磨粉机，电机功率为30kW，中心转速为300r/min，研磨时间为20min；高温喷雾球化采用压力式喷雾干燥机；

（2）将玻璃微球、水滑石、氧化铅、氧化铝、颜料与水混合，以80r/min的速度搅拌20min，再球磨8h，并过筛除铁，得到釉料；各组分含量为玻璃微球25份、水滑石12份、氧化铅52份、氧化铝2份、颜料1份、水70份；球磨采用陶瓷球磨机，球磨机的电机功率为30kW，转筒转速为40r/min；

（3）对已压制成型的瓷砖坯体预烧；

废旧玻璃为废旧的压花玻璃与中空玻璃；水滑石为人工合成；氧化铅的纯度99%，粒径为1~10μm；氧化铝为α-Al₂O₃，纯度99.5%，粒径为5~20μm；颜料为孔雀绿。

实施例5制得的隔热陶瓷砖，其隔热性能、反射性能如表1所示。

对比例1

（1）将氧化铅、氧化铝、颜料与水混合，以80r/min的速度搅拌20min，再球磨8h，并过筛除铁，得到釉料；各组分含量为氧化铅52份、氧化铝2份、颜料1份、水70份；球磨采用陶瓷球磨机，球磨机的电机功率为30kW，转筒转速为40r/min；

（3）对已压制成型的瓷砖坯体预烧；

对比例1制得的隔热陶瓷砖，其隔热性能、反射性能如表1所示。

表1：

Claims

1.一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖的制备方法，具体制备步骤为：

（3）对已压制成型的瓷砖坯体预烧；

2.根据权利要求1所述一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖的制备方法，其特征在于：所述水滑石为阴离子型层状化合物，为天然材料或人工合成；所述氧化铅的纯度应不低于97%，粒径为1~10μm；所述氧化铝为γ-Al₂O₃、β-Al₂O₃或α-Al₂O₃，纯度应不低于99%，粒径为5~20μm；所述颜料为朱砂、红土、雄黄、孔雀绿钛白、锌钡白、铅铬黄、铁蓝中的至少一种。

3.根据权利要求1所述一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖的制备方法，其特征在于：所述高温喷雾球化采用喷雾干燥机，为高速离心喷雾干燥机、压力式喷雾干燥机或气流式喷雾干燥机中的一种。

4.根据权利要求1所述一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖的制备方法，其特征在于：所述釉料中，按重量份组分，其中：玻璃微球20~25份、水滑石10~15份、氧化铅48~65份、氧化铝1~2份、颜料0.5~2份、水40-80份。

5.根据权利要求1所述一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖的制备方法，其特征在于：所述釉料施加到瓷砖表面，釉料厚度为50-100μm。

6.一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖，其特征是由权利要求1-5任一项所述的方法制备得到。

7.根据权利要求6所述一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖，其特征是釉面中含有玻璃微珠与水滑石，组成的反射层能将太阳的热量转化为5-10微米波长的红外线反射，从而防止热量进入建筑物，具有持续的隔热效果。