CN108101478A - 一种复合微胶囊隔热砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了建筑材料技术领域中的一种复合微胶囊隔热砂浆及其制备方法，该隔热砂浆包括微胶囊和自愈合建筑材料，自愈合建筑材料的原料包括硫铝酸钙、硫酸铝钾、硫酸铝胺、固化促进剂、聚丙烯纤维、胶粉、无机凝胶、羟丙基、钛白粉、氧化镁、硅微粉、海泡石、水镁石、玻化微珠以及多晶英来石；该方法中先制备微胶囊相变控温储能材料，再将该微胶囊相变控温储能材料中依次加入自愈合建筑材料，并不断搅拌，干燥后得到复合微胶囊隔热砂浆成品。本发明用于铁皮瓦面、楼面、内外墙体隔热保温节能效果显著，同时具有裂缝自愈合功能，有效控制保温砂浆早期塑性收缩、干缩及非结构性。

Description

一种复合微胶囊隔热砂浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体的说，是涉及一种复合微胶囊隔热砂浆及其制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展，我国的建筑业也在迅速发展，砂浆的使用量也大大增加。但砂浆在浇筑硬化过程中，由于化学减缩、冷缩，和干缩等原因会引起体积收缩。而且单位水泥用量和用水量越多，砂浆体积越大，水分蒸发越快，则收缩越明显。一般情况下，每1m³砂浆收缩值为0.04%-0.09%，导致砂浆产生开裂、渗漏、预应力损失等不良后果。

为了解决这一问题，针对不同的砂浆配合比、养护制度和约束状态，掺入适量的膨胀剂或防水剂可以解决砂浆的开裂、渗漏、预应力损失等不良后果，并使处于约束状态下的砂浆密实性高，改善其抗渗性，因此很多工程应用了膨胀剂和防水剂。但传统的膨胀剂或防水剂在掺量、限制程度和养护条件等方面都有较苛刻的要求，受制于水泥及砂浆的适应性，易产生坍落度损失大和泌水率降低、凝结时间缩短等问题。

上述缺陷，值得解决。

发明内容

为了克服现有的技术的不足, 本发明提供一种复合微胶囊隔热砂浆及其制备方法，其用于楼面、铁皮瓦面、外墙隔热，不开裂、不老化，与楼面粘接坚实牢固，不受楼面热胀冷缩影响，具有使用寿命长、无毒、无味、无放射性、绿色低碳环保的特点，其耐火1000度且防火性能佳，保证室内温度控温在-10到30度。

本发明技术方案如下所述：

一方面，一种复合微胶囊隔热砂浆，其特征在于，其原料包括硫铝酸钙、硫酸铝钾、硫酸铝胺、固化促进剂、聚丙烯纤维、胶粉、无机凝胶、羟丙基、钛白粉、氧化镁、硅微粉、海泡石、微胶囊、水镁石、玻化微珠以及多晶英来石，各个原料的重量占比分别为：

硫铝酸钙2.5-3.5%、硫酸铝钾2.5-3.5%、硫酸铝胺2.5-3.5%、固化促进剂0.1-0.4%、聚丙烯纤维2.5-5%、胶粉5-9%、无机凝胶5-9%、羟丙基1-3%、钛白粉2-7%、氧化镁2-7%、硅微粉2-7%、海泡石10-20%、微胶囊3-9%、水镁石15-25%、玻化微珠15-25%、多晶英来石1.5-1.5%。

根据上述方案的本发明，其特征在于，各个原料的重量占比分别为：

硫铝酸钙2.7-3.2%、硫酸铝钾2.7-3.2%、硫酸铝胺2.7-3.2%、固化促进剂0.3-0.4%、聚丙烯纤维2.5-4%、胶粉5-7%、无机凝胶6-7.5%、羟丙基1.2-2%、钛白粉5-7%、氧化镁5-7%、硅微粉3-3.6%、海泡石14-15%、微胶囊6-8%、水镁石17-19.6%、玻化微珠17-19.6%、多晶英来石1-1.4%。

进一步的，各个原料的重量占比分别为：

硫铝酸钙2.7%、硫酸铝钾2.7%、硫酸铝胺2.7%、固化促进剂0.3%、聚丙烯纤维4%、胶粉7%、无机凝胶7.5%、羟丙基2%、钛白粉5%、氧化镁5%、硅微粉3.6%、海泡石14.5%、微胶囊6%、水镁石18%、玻化微珠18%、多晶英来石1%。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述微胶囊包括芯材和表层，所述表层位于所述芯材外围。

进一步的，所述芯材的原料为正十八烷，所述表层为F127乳化剂。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述固化促进剂为二氧化锰。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述胶粉为丙烯酸胶粉。

另一方面，一种如权利要求1-7任意一项所述的复合微胶囊隔热砂浆的制备方法，其特征在于，采用溶胶-凝胶法在不同的PH值条件下以不同的正十八烷/和正硅酸乙酸质量百分比制备无机二氧化硅壁材包覆的微胶囊相变控温储能材料；将微胶囊相变控温储能材料中依次加入对应重量的硫铝酸钙、硫酸铝钾、硫酸铝胺、固化促进剂、聚丙烯纤维、胶粉、无机凝胶、海泡石、水镁石、钛白粉以及玻化微珠，在加料过程中不间断搅拌混合，形成砂浆半成品；在所述砂浆半成品中加入对应重量的氧化镁，羟丙基甲基，硅微粉，多晶英来石并搅拌混合；干燥后得到复合微胶囊隔热砂浆成品。

根据上述方案的本发明，其特征在于，在制备微胶囊相变控温储能材料过程中，具体包括步骤：

步骤1、将一定量的正十八烷的加入到F127乳化剂水溶液中，在35℃恒温水浴中快速搅拌3小时，形成稳定正十八烷液滴的乳液；

步骤2、将正硅酸乙酯放入一定PH值酸性溶液中快速搅拌，在35℃条件下发生水解反应，直到该混合溶液变为无色透明，即水解完全；

步骤3、将上一步骤中得到的无色透明溶胶溶液缓慢滴入稳定正十八烷液滴的乳液中，随着体系PH值的升高，开始凝胶化反应；

步骤4、降低搅拌转速，在35℃反应24小时后即得产品溶液；

步骤5、将上一步骤所得产品用石油醚清洗2-3次，再用去离子水清洗干净，抽滤干燥即得微胶囊相变控温储能材料。

根据上述方案的本发明，其有益效果在于：

1、本发明施工简单便捷，使用时只需加清水搅拌均匀即可使用，施工速度快、效率高；

2、本发明使用寿命长，墙体结构受热胀冷缩影响小，建筑结构不易开裂和老化；

3、本发明防火性能佳，砂浆产品可以达到A级防火标准，不仅防火，而且耐高温效果好；

4、本发明节能效果显著，其导热系数小、散热快、透气性佳；

5、本发明节能环保，其无毒、无味、无放射性，绿色低碳环保。

6、本发明具有裂缝自愈合功能，有效控制保温砂浆早期塑性收缩、干缩及非结构性，有效控制制冷和平缓能耗，在能耗舒适度环境中找到合理的平衡点。

具体实施方式

下面结合实施方式对本发明进行进一步的描述：

一种复合微胶囊隔热砂浆，包括微胶囊和自愈合建筑材料，微胶囊为固固微胶囊或者是液固微胶囊和固固微胶囊混合物。若微胶囊为混合物，则液固微胶囊和固固微胶囊的重量比为3：7。液固微胶囊和固固微胶囊均包括芯材和表层，表层位于芯材外围，芯材的原料为正十八烷，表层为F127乳化剂（优选为氧乙烯醚PEO106、PPO70、PEO106、BAS）。

自愈合建筑材料的原料包括：原料包括硫铝酸钙、硫酸铝钾、硫酸铝胺、固化促进剂、聚丙烯纤维、胶粉、无机凝胶、羟丙基、钛白粉、氧化镁、硅微粉、海泡石、水镁石、玻化微珠以及多晶英来石。其中，微胶囊和自愈合建筑材料的各个原料占复合微胶囊隔热砂浆的重量比分别为：硫铝酸钙2.5-3.5%、硫酸铝钾2.5-3.5%、硫酸铝胺2.5-3.5%、固化促进剂0.1-0.4%、聚丙烯纤维2.5-5%、胶粉5-9%、无机凝胶5-9%、羟丙基1-3%、钛白粉2-7%、氧化镁2-7%、硅微粉2-7%、海泡石10-20%、微胶囊3-9%、水镁石15-25%、玻化微珠15-25%、多晶英来石1.5-1.5%。

优选的，各个原料的重量比为：硫铝酸钙2.7-3.2%、硫酸铝钾2.7-3.2%、硫酸铝胺2.7-3.2%、固化促进剂0.3-0.4%、聚丙烯纤维2.5-4%、胶粉5-7%、无机凝胶6-7.5%、羟丙基1.2-2%、钛白粉5-7%、氧化镁5-7%、硅微粉3-3.6%、海泡石14-15%、微胶囊6-8%、水镁石17-19.6%、玻化微珠17-19.6%、多晶英来石1-1.4%。

其中，固化促进剂为二氧化锰，胶粉为丙烯酸胶粉。

上述复合微胶囊隔热砂浆的制备方法，采用溶胶-凝胶法在不同的PH值条件下以不同的正十八烷/和正硅酸乙酸质量百分比制备无机二氧化硅壁材包覆的微胶囊相变控温储能材料；将微胶囊相变控温储能材料中依次加入对应重量的硫铝酸钙、硫酸铝钾、硫酸铝胺、固化促进剂、聚丙烯纤维、胶粉、无机凝胶、海泡石、水镁石、钛白粉以及玻化微珠，在加料过程中不间断搅拌混合，形成砂浆半成品；在所述砂浆半成品中加入对应重量的氧化镁，羟丙基甲基，硅微粉，多晶英来石并搅拌混合；干燥后得到复合微胶囊隔热砂浆成品。

嵌段共聚物聚乙二醇双硬质酸酯作为多功能的相变储能材料，正硅酸四乙酯为无机硅源，通过溶胶—凝胶过程将二氧化硅组装在PEGDS的表面，制备具有新型层状结构的有机/无机杂化材料。以正十八烷为芯材，通过表面活性剂与钙离子的络合作用，将碳酸钙组装入正十八烷液低的表面，合成以碳酸钙为壁材的微胶囊复合相变储能材料，旨在提高复合相变储能材料的热传导率、至密性、环保性等性能，降低复合相变储能材料的生产成本，提高其与建筑材料的相容性。具体包括步骤：

1、将一定量的正十八烷的加入到F127乳化剂水溶液中，在35℃恒温水浴中快速搅拌3小时，形成稳定正十八烷液滴的乳液。

2、将正硅酸乙酯放入一定PH值酸性溶液中快速搅拌，在35℃条件下发生水解反应，直到该混合溶液变为无色透明，即水解完全。

3、将上一步骤中得到的无色透明溶胶溶液缓慢滴入稳定正十八烷液滴的乳液中，随着体系PH值的升高，开始凝胶化反应。

4、降低搅拌转速，在35℃反应24小时后即得产品溶液。

5、将上一步骤所得产品用石油醚清洗2-3次，再用去离子水清洗干净，抽滤干燥即得微胶囊智能控温产品。

实施例一：

复合微胶囊隔热砂浆中各个原料的重量占比分别为：硫铝酸钙2.7%、硫酸铝钾2.7%、硫酸铝胺2.7%、固化促进剂0.3%、聚丙烯纤维4%、胶粉7%、无机凝胶7.5%、羟丙基2%、钛白粉5%、氧化镁5%、硅微粉3.6%、海泡石14.5%、微胶囊6%、水镁石18%、玻化微珠18%、多晶英来石1%。

实施例二：

复合微胶囊隔热砂浆中各个原料的重量占比分别为：硫铝酸钙3%、硫酸铝钾3%、硫酸铝胺3%、固化促进剂0.1%、聚丙烯纤维2.5%、胶粉5%、无机凝胶6%、羟丙基1%、钛白粉6%、氧化镁6%、硅微粉3%、海泡石20%、微胶囊9%、水镁石15.5%、玻化微珠15.5%、多晶英来石1.4%。

实施例三：

复合微胶囊隔热砂浆中各个原料的重量占比分别为：硫铝酸钙2.5%、硫酸铝钾2.5%、硫酸铝胺2.5%、固化促进剂0.3%、聚丙烯纤维3%、胶粉8%、无机凝胶5%、羟丙基1.5%、钛白粉2%、氧化镁2%、硅微粉7%、海泡石15%、微胶囊8%、水镁石19.6%、玻化微珠19.6%、多晶英来石1.5%。

实施例四：

复合微胶囊隔热砂浆中各个原料的重量占比分别为：硫铝酸钙3.5%、硫酸铝钾3.4%、硫酸铝胺3.5%、固化促进剂0.4%、聚丙烯纤维5%、胶粉5%、无机凝胶6%、羟丙基1.2%、钛白粉3%、氧化镁3%、硅微粉2%、海泡石10%、微胶囊3%、水镁石25%、玻化微珠25%、多晶英来石1%。

实施例五：

复合微胶囊隔热砂浆中各个原料的重量占比分别为：硫铝酸钙3%、硫酸铝钾3.5%、硫酸铝胺3.2%、固化促进剂0.3%、聚丙烯纤维3%、胶粉8%、无机凝胶9%、羟丙基3%、钛白粉7%、氧化镁6%、硅微粉2%、海泡石11%、微胶囊8.5%、水镁石17%、玻化微珠15%、多晶英来石0.5%。

实施例六：

复合微胶囊隔热砂浆中各个原料的重量占比分别为：硫铝酸钙3.2%、硫酸铝钾2.5%、硫酸铝胺3%、固化促进剂0.2%、聚丙烯纤维3.5%、胶粉9%、无机凝胶8%、羟丙基1.5%、钛白粉3%、氧化镁7%、硅微粉4%、海泡石14.3%、微胶囊5%、水镁石15%、玻化微珠20%、多晶英来石0.8%。

在施工过程中，用到的施工工具包括强制搅拌机、手推车、抹灰桶、钢抹刀、刮杠和放线工具等。

在施工前清除对应墙面的浮尘、油污及混凝脱模后的隔离剂，避免由于脱模光滑引起的粘结不牢固。另外，通过吊垂线、弹厚度控制线及厚度基准点保证墙面美观。

施工过程中将本发明干品放进搅拌机后按照1：0.9的比例加入清水并搅拌3-5分钟后即可使用。每次刮抹厚度不超过2cm，浆料均匀覆盖墙面，等待一次硬化后再进行二次批面。

本发明具有以下优点：

1、隔热保温节能效果显著

本发明导热系数小、蓄热系数大，绝热效果佳，本发明用于铁皮瓦面、楼面、内外墙体隔热保温节能效果显著，隔热保温效果不会随着时间的变化而变化。

2、隔热、保温、防水效果三合一

不管是墙体或是楼面，本发明在混合过程中加入一定比例的防水剂，凝结后既隔热、保温又防水，一步到位，本发明智能控温节能作用温度控制在-10º到30º。

3、隔热、保温、防水性能佳

现阶段的火灾事故多因墙体保温材料不防火，本发明耐火1000度且防火性能佳，可达A级防火标准，不但防火还耐高温。

4、隔热保温，且对建筑结构有很好的保护作用

本发明用于墙体表面，可实现保温隔热效果，能最大程度降低热胀冷缩，其保温效果好，使得建筑结构不易开裂和老化。

5、使用寿命长

本发明完全达到检测要求，其抗压强度、粘结强度、剪切粘结强度以及收缩率等指标均符合国家标准，或优于国家标准。本发明使用寿命与主体结沟同步，一次使用、长久隔热。

6、透气性能佳

本发明隔热保温效果好、散热快、透气性能佳，即可享受到冬暖豆凉的舒适环境。

7、施工简单快捷、绿色环保

本发明使用时不需添加任何物料，只需加清水搅拌均匀即可使用，一次性达到抹平、收光，施工速度快、效率高，且无毒、无味、无放射性。

8、成本低廉

本发明生产成本低，价格始终比市汤同类产品低25%以上。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

上面对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利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内。

Claims (9)

1.一种复合微胶囊隔热砂浆，其特征在于，其原料包括硫铝酸钙、硫酸铝钾、硫酸铝胺、固化促进剂、聚丙烯纤维、胶粉、无机凝胶、羟丙基、钛白粉、氧化镁、硅微粉、海泡石、微胶囊、水镁石、玻化微珠以及多晶英来石，各个原料的重量占比分别为：

硫铝酸钙2.5-3.5%、硫酸铝钾2.5-3.5%、硫酸铝胺2.5-3.5%、固化促进剂0.1-0.4%、聚丙烯纤维2.5-5%、胶粉5-9%、无机凝胶5-9%、羟丙基1-3%、钛白粉2-7%、氧化镁2-7%、硅微粉2-7%、海泡石10-20%、微胶囊3-9%、水镁石15-25%、玻化微珠15-25%、多晶英来石1.5-1.5%。

2.根据权利要求1所述的复合微胶囊隔热砂浆，其特征在于，各个原料的重量占比分别为：

硫铝酸钙2.7-3.2%、硫酸铝钾2.7-3.2%、硫酸铝胺2.7-3.2%、固化促进剂0.3-0.4%、聚丙烯纤维2.5-4%、胶粉5-7%、无机凝胶6-7.5%、羟丙基1.2-2%、钛白粉5-7%、氧化镁5-7%、硅微粉3-3.6%、海泡石14-15%、微胶囊6-8%、水镁石17-19.6%、玻化微珠17-19.6%、多晶英来石1-1.4%。

3.根据权利要求2所述的复合微胶囊隔热砂浆，其特征在于，各个原料的重量占比分别为：

硫铝酸钙2.7%、硫酸铝钾2.7%、硫酸铝胺2.7%、固化促进剂0.3%、聚丙烯纤维4%、胶粉7%、无机凝胶7.5%、羟丙基2%、钛白粉5%、氧化镁5%、硅微粉3.6%、海泡石14.5%、微胶囊6%、水镁石18%、玻化微珠18%、多晶英来石1%。

4.根据权利要求1所述的复合微胶囊隔热砂浆，其特征在于，所述微胶囊包括芯材和表层，所述表层位于所述芯材外围。

5.根据权利要求4所述的复合微胶囊隔热砂浆，其特征在于，所述芯材的原料为正十八烷，所述表层为F127乳化剂。

6.根据权利要求1所述的复合微胶囊隔热砂浆，其特征在于，所述固化促进剂为二氧化锰。

7.根据权利要求1所述的复合微胶囊隔热砂浆，其特征在于，所述胶粉为丙烯酸胶粉。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的复合微胶囊隔热砂浆的制备方法，其特征在于，采用溶胶-凝胶法在不同的PH值条件下以不同的正十八烷/和正硅酸乙酸质量百分比制备无机二氧化硅壁材包覆的微胶囊相变控温储能材料；将微胶囊相变控温储能材料中依次加入对应重量的硫铝酸钙、硫酸铝钾、硫酸铝胺、固化促进剂、聚丙烯纤维、胶粉、无机凝胶、海泡石、水镁石、钛白粉以及玻化微珠，在加料过程中不间断搅拌混合，形成砂浆半成品；在所述砂浆半成品中加入对应重量的氧化镁，羟丙基甲基，硅微粉，多晶英来石并搅拌混合；干燥后得到复合微胶囊隔热砂浆成品。

9.根据权利要求8所述的复合微胶囊隔热砂浆的制备方法，其特征在于，在制备微胶囊相变控温储能材料过程中，具体包括步骤：

步骤1、将一定量的正十八烷的加入到F127乳化剂水溶液中，在35℃恒温水浴中快速搅拌3小时，形成稳定正十八烷液滴的乳液；

步骤2、将正硅酸乙酯放入一定PH值酸性溶液中快速搅拌，在35℃条件下发生水解反应，直到该混合溶液变为无色透明，即水解完全；

步骤3、将上一步骤中得到的无色透明溶胶溶液缓慢滴入稳定正十八烷液滴的乳液中，随着体系PH值的升高，开始凝胶化反应；

步骤4、降低搅拌转速，在35℃反应24小时后即得产品溶液；

步骤5、将上一步骤所得产品用石油醚清洗2-3次，再用去离子水清洗干净，抽滤干燥即得微胶囊相变控温储能材料。