CN108409275A - 一种应用于外墙的建筑隔热材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑隔热新材料产业领域,公开了一种应用于外墙的建筑隔热材料,以功能性金属粉与陶瓷粉为合成原料,以多孔二氧化硅凝胶为基料,经过煅烧以及发泡处理,合成制备隔热性能优异的材料,作为掺合料添加到外墙涂料当中,用量少,分散性好,抗裂、抗压性强,比表面积大,红外遮挡能力强,消光系数大,降低辐射热导率,不仅隔热性能突出,适应性好,还能够增强外墙涂饰的力学性能,可承受的耐火极限高,施工性能增强,成本降低,在产量、质量、工程要求等方面均能满足建筑市场的要求,本发明制备得到的应用于外墙的建筑隔热材料对环保舒适、无污染的环境友好型室外装饰材料具有积极的推广价值。

Description

一种应用于外墙的建筑隔热材料
技术领域
[0001] 本发明属于建筑隔热新材料产业技术领域,具体涉及一种应用于外墙的建筑隔热 材料。
背景技术
[0002] 墙面装饰可以分为涂料类壁纸墙布人造装饰板石材类、陶瓷类、玻璃类、金属类 等。可用于装饰一般的住宅、商店、学校、库房办公楼等内外墙装饰。其主要功能是装饰作用 美化建筑物。墙面装饰的主要目的是保护墙体,增强墙体的坚固性、耐久性,延长墙体的使 用年限,改善墙体的使用功能。提高墙体的保温、隔热和隔声能力,提高建筑的艺术效果,美 化环境。
[0003] 随着科技水平的提高,各种新型材料如雨后春笋迅猛发展,人们对能够满足性能 需求又具有节能环保性能的材料越来越着迷。隔热材料分为多孔材料,热反射材料和真空 材料三类。前者利用材料本身所含的孔隙隔热,因为空隙内的空气或惰性气体的导热系数 很低,如泡沫材料、纤维材料等;热反射材料具有很高的反射系数,能将热量反射出去,如 金、银、镍、铝箱或镀金属的聚酯、聚酰亚胺薄膜等。真空绝热材料是利用材料的内部真空达 到阻隔对流来隔热。航空航天工业对所用隔热材料的重量和体积要求较为苛刻,往往还要 求它兼有隔音、减振、防腐蚀等性能。各种飞行器对隔热材料的需要不尽相同。飞机座舱和 驾驶舱内常用泡沫塑料、超细玻璃棉、高硅氧棉、真空隔热板来隔热。
[0004] 夏天室外温度升高后,大量辐射热进入室内导致温度持续上升,工作与生活环境 极不舒服。目前对于建筑外墙的隔热材料研究依然很有限,材料的性能止步于耐候性差、性 能不稳定、成本高、涂饰加工以及环保性能差等困境。
发明内容
[0005] 本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种应用于外墙的建筑隔热材料,不仅 隔热性能突出,适用性好,还能够外墙涂饰的力学性能,性能稳定,可承受的耐火极限高,施 工性能增强,成本降低。
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的: 一种应用于外墙的建筑隔热材料,按照重量份计由以下成分制成:异丙醇70-80份、二 氧化硅凝胶35-40份、过氧化氢13-15份、浓盐酸5.6-5.8份、陶瓷粉3.5-4.0份、金属粉1.6-1.8份、酒精松香7.0-8.0份、氧化铝粉0.3-0.5份、硅藻土0.25-0.30份、石膏0.15-0.18份、 钛白粉〇. 12-0.14份、氯化钙4.8-5.0份、水40-50份、消泡剂1.0-1.5份,其制备方法包括以 下步骤: (1)将陶瓷粉与金属粉混合均匀,置于坩埚中煅烧4.5-5.0小时,煅烧温度为580-600 °C,煅烧后冷却至25-30 °C,在60-70°C下干燥6.0-8.0小时,然后倒入酒精松香中搅拌混合 均匀,加入到反应釜中,加入过氧化氢,插入电动搅拌棒、温度计,在450-500转/分钟下搅拌 升温至65-70°C,保持恒温搅拌反应2.5-3.5小时; (2)将二氧化硅凝胶分散在异丙醇中,控制多功能分散机的转速为900-1000转/分钟, 混合均匀后,加热至70-80°C,在搅拌下滴加浓盐酸,滴加速度控制在6.5-7.0毫升/分钟,依 次加入所述重量份的氧化铝粉、硅藻土、石膏、钛白粉、氯化钙,搅拌混合20-30分钟,加入消 泡剂,控制分散机的转速为800-900转/分钟,搅拌40-50分钟,然后将步骤(1)制备的物料 加入到分散机中,持续搅拌2.0-2.5小时,最后在空气相对湿度为80-85%、温度为30-35°C下 养护2-3天即可。
[0007] 作为对上述方案的进一步描述,所述二氧化娃凝胶的制备方法为:将0.55-0.60摩 尔的正硅酸乙酯溶解在180-200毫升乙醇中,加入10-15毫升质量浓度为40-45%的氨水,混 合搅拌30-40分钟,在70-80°C恒温箱中放置12-15小时,然后置于高温炉中,抽真空后,充入 氮气,在氮气氛围下,以2_3°C/分钟的速度升温至300-320°C,保温1.5-2.0小时,自然冷去 至室温即可。
[0008] 作为对上述方案的进一步描述,所述陶瓷粉粒径大小在1-10微米之间。
[0009] 作为对上述方案的进一步描述,所述金属粉粒径大小在50-100纳米之间。
[0010] 作为对上述方案的进一步描述,所述陶瓷粉按照质量百分比计由以下成分组成: 三氧化二硼占20-25%、氮化硅占15-18%、硅化钼占10-12%、氧化钒占8-10%、氧化钇占5-7%、 剩余为二氧化钛。
[0011] 作为对上述方案的进一步描述,所述金属粉按照质量百分比计由以下成分组成: 镁占10-15%、钼占13-16%、铝占8-10%、钛占12-15%、锶占15-18%、铋占6-10%、剩余为锡。
[0012] 作为对上述方案的进一步描述,所述过氧化氢质量浓度为35%,盐酸质量浓度为 90% 〇
[0013] 作为对上述方案的进一步描述,所述酒精松香中酒精所占质量分数为65-70%。
[0014] 本发明相比现有技术具有以下优点:为了解决现有隔热材料在外墙应用效果不佳 的问题,本发明提供了一种应用于外墙的建筑隔热材料,以功能性金属粉与陶瓷粉为合成 原料,以多孔二氧化硅凝胶为基料,经过煅烧以及发泡处理,合成制备隔热性能优异的材 料,作为掺合料添加到外墙涂料当中,用量少,分散性好,抗裂、抗压性强,比表面积大,红外 遮挡能力强,消光系数大,降低辐射热导率,不仅隔热性能突出,适应性好,还能够增强外墙 涂饰的力学性能,可承受的耐火极限高,施工性能增强,成本降低,克服了树脂等有机隔热 材料易燃烧,有毒性,无机隔热材料密度大,加工性差的缺点,在产量、质量、工程要求等方 面均能满足建筑市场的要求,本发明制备得到的应用于外墙的建筑隔热材料对环保舒适、 无污染的环境友好型室外装饰材料具有积极的推广价值。
具体实施方式
[0015] 为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,下面结合具体实施例对本发 明作进一步说明,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定 本发明所提供的技术方案。
[0016] 实施例1 一种应用于外墙的建筑隔热材料,按照重量份计由以下成分制成:异丙醇70份、二氧化 硅凝胶35份、过氧化氢13份、浓盐酸5.6份、陶瓷粉3.5份、金属粉1.6份、酒精松香7.0份、氧 化铝粉0.3份、硅藻土0.25份、石膏0.15份、钛白粉0.12份、氯化钙4.8份、水40份、消泡剂1.0 份,其制备方法包括以下步骤: ⑴将陶瓷粉与金属粉混合均勾,置于坩埚中煅烧4.5小时,煅烧温度为580°C,煅烧后 冷却至25°C,在60 °C下干燥6.0小时,然后倒入酒精松香中搅拌混合均匀,加入到反应釜中, 加入过氧化氢,插入电动搅拌棒、温度计,在450转/分钟下搅拌升温至65°C,保持恒温搅拌 反应2.5小时; (2)将二氧化硅凝胶分散在异丙醇中,控制多功能分散机的转速为900转/分钟,混合均 匀后,加热至70°C,在搅拌下滴加浓盐酸,滴加速度控制在6.5毫升/分钟,依次加入所述重 量份的氧化铝粉、硅藻土、石膏、钛白粉、氯化钙,搅拌混合20分钟,加入消泡剂,控制分散机 的转速为800转/分钟,搅拌40分钟,然后将步骤(1)制备的物料加入到分散机中,持续搅拌 2.0小时,最后在空气相对湿度为80%、温度为30°C下养护2天即可。
[0017] 作为对上述方案的进一步描述,所述二氧化硅凝胶的制备方法为:将0.55摩尔的 正硅酸乙酯溶解在180毫升乙醇中,加入10毫升质量浓度为40%的氨水,混合搅拌30分钟,在 70°C恒温箱中放置12小时,然后置于高温炉中,抽真空后,充入氮气,在氮气氛围下,以2°C/ 分钟的速度升温至300°C,保温1.5小时,自然冷去至室温即可。
[0018] 作为对上述方案的进一步描述,所述陶瓷粉粒径大小在1-10微米之间。
[0019] 作为对上述方案的进一步描述,所述金属粉粒径大小在50-100纳米之间。
[0020] 作为对上述方案的进一步描述,所述陶瓷粉按照质量百分比计由以下成分组成: 三氧化二硼占20%、氮化娃占15%、娃化钼占10%、氧化f凡占8%、氧化纪占5%、剩余为二氧化钛。
[0021] 作为对上述方案的进一步描述,所述金属粉按照质量百分比计由以下成分组成: 镁占10%、钼占13%、铝占8%、钛占12%、锶占15%、铋占6%、剩余为锡。
[0022] 作为对上述方案的进一步描述,所述过氧化氢质量浓度为35%,盐酸质量浓度为 90% 〇
[0023] 作为对上述方案的进一步描述,所述酒精松香中酒精所占质量分数为65%。
[0024] 实施例2 一种应用于外墙的建筑隔热材料,按照重量份计由以下成分制成:异丙醇75份、二氧化 硅凝胶38份、过氧化氢14份、浓盐酸5.7份、陶瓷粉3.8份、金属粉1.7份、酒精松香7.5份、氧 化铝粉0.4份、硅藻土0.28份、石膏0.16份、钛白粉0.13份、氯化钙4.9份、水45份、消泡剂1.2 份,其制备方法包括以下步骤: (1) 将陶瓷粉与金属粉混合均勾,置于坩埚中煅烧4.8小时,煅烧温度为590°C,煅烧后 冷却至28 °C,在65°C下干燥7.0小时,然后倒入酒精松香中搅拌混合均匀,加入到反应釜中, 加入过氧化氢,插入电动搅拌棒、温度计,在480转/分钟下搅拌升温至68°C,保持恒温搅拌 反应3.0小时; (2) 将二氧化硅凝胶分散在异丙醇中,控制多功能分散机的转速为950转/分钟,混合均 匀后,加热至75°C,在搅拌下滴加浓盐酸,滴加速度控制在6.8毫升/分钟,依次加入所述重 量份的氧化铝粉、硅藻土、石膏、钛白粉、氯化钙,搅拌混合25分钟,加入消泡剂,控制分散机 的转速为850转/分钟,搅拌45分钟,然后将步骤(1)制备的物料加入到分散机中,持续搅拌 2.2小时,最后在空气相对湿度为83%、温度为33°C下养护2.5天即可。
[0025] 作为对上述方案的进一步描述,所述二氧化硅凝胶的制备方法为:将0.58摩尔的 正硅酸乙酯溶解在190毫升乙醇中,加入12毫升质量浓度为42%的氨水,混合搅拌35分钟,在 75°C恒温箱中放置13小时,然后置于高温炉中,抽真空后,充入氮气,在氮气氛围下,以2.5 °C/分钟的速度升温至310°C,保温1.8小时,自然冷去至室温即可。
[0026] 作为对上述方案的进一步描述,所述陶瓷粉粒径大小在1-10微米之间。
[0027] 作为对上述方案的进一步描述,所述金属粉粒径大小在50-100纳米之间。
[0028] 作为对上述方案的进一步描述,所述陶瓷粉按照质量百分比计由以下成分组成: 三氧化二硼占22%、氮化娃占16%、娃化钼占11%、氧化f凡占9%、氧化纪占6%、剩余为二氧化钛。
[0029] 作为对上述方案的进一步描述,所述金属粉按照质量百分比计由以下成分组成: 镁占12%、钼占14%、铝占9%、钛占13%、锶占16%、铋占8%、剩余为锡。
[0030] 作为对上述方案的进一步描述,所述过氧化氢质量浓度为35%,盐酸质量浓度为 90% 〇 作为对上述方案的进一步描述,所述酒精松香中酒精所占质量分数为68%。 实施例3 一种应用于外墙的建筑隔热材料,按照重量份计由以下成分制成:异丙醇80份、二氧化 硅凝胶40份、过氧化氢15份、浓盐酸5.8份、陶瓷粉4.0份、金属粉1.8份、酒精松香8.0份、氧 化铝粉0.5份、硅藻土0.30份、石膏0.18份、钛白粉0.14份、氯化钙5.0份、水50份、消泡剂1.5 份,其制备方法包括以下步骤: (1) 将陶瓷粉与金属粉混合均勾,置于坩埚中煅烧5.0小时,煅烧温度为600°C,煅烧后 冷却至30 °C,在70°C下干燥8.0小时,然后倒入酒精松香中搅拌混合均匀,加入到反应釜中, 加入过氧化氢,插入电动搅拌棒、温度计,在500转/分钟下搅拌升温至70°C,保持恒温搅拌 反应3.5小时; (2) 将二氧化硅凝胶分散在异丙醇中,控制多功能分散机的转速为1000转/分钟,混合 均匀后,加热至80°C,在搅拌下滴加浓盐酸,滴加速度控制在7.0毫升/分钟,依次加入所述 重量份的氧化铝粉、硅藻土、石膏、钛白粉、氯化钙,搅拌混合30分钟,加入消泡剂,控制分散 机的转速为900转/分钟,搅拌50分钟,然后将步骤(1)制备的物料加入到分散机中,持续搅 拌2.5小时,最后在空气相对湿度为85%、温度为35°C下养护3天即可。
[0031] 作为对上述方案的进一步描述,所述二氧化硅凝胶的制备方法为:将0.60摩尔的 正硅酸乙酯溶解在200毫升乙醇中,加入15毫升质量浓度为45%的氨水,混合搅拌40分钟,在 80°C恒温箱中放置15小时,然后置于高温炉中,抽真空后,充入氮气,在氮气氛围下,以3°C/ 分钟的速度升温至320°C,保温2.0小时,自然冷去至室温即可。
[0032] 作为对上述方案的进一步描述,所述陶瓷粉粒径大小在1-10微米之间。
[0033]作为对上述方案的进一步描述,所述金属粉粒径大小在50-100纳米之间。
[0034] 作为对上述方案的进一步描述,所述陶瓷粉按照质量百分比计由以下成分组成: 三氧化二硼占25%、氮化娃占18%、娃化钼占12%、氧化f凡占10%、氧化纪占7%、剩余为二氧化 钛。
[0035] 作为对上述方案的进一步描述,所述金属粉按照质量百分比计由以下成分组成: 镁占15%、钼占16%、铝占10%、钛占15%、锶占18%、铋占10%、剩余为锡。
[0036] 作为对上述方案的进一步描述,所述过氧化氢质量浓度为35%,盐酸质量浓度为 90% 〇
[0037] 作为对上述方案的进一步描述,所述酒精松香中酒精所占质量分数为70%。 对比例I 与实施例1的区别仅在于,省略陶瓷粉的添加,其余保持一致。
[0038] 对比例2 与实施例2的区别仅在于,省略金属粉的添加,其余保持一致。
[0039] 对比例3 与实施例3的区别仅在于,省略过氧化氢的添加,其余保持一致。
[0040] 对比例4 与实施例4的区别仅在于,省略浓盐酸的添加,其余保持一致。
[0041] 对比例5 与实施例5的区别仅在于,省略二氧化硅凝胶的制备添加,其余保持一致。
[0042] 对比实验 分别使用实施例1 -3和对比例1-5的方法制备隔热材料,同时以现有的空心玻璃微珠作 为对照组,分别应用到纯丙乳液中配制成相应的外墙涂料,添加质量分数为0.5%,保持试验 中各组无关变量一致,对各组制备得到的涂料进行隔热性以及其它性能测试,结果如下表 所示:
Figure CN108409275AD00071
由此可见,本发明制备得到的应用于外墙的建筑隔热材料对环保舒适、无污染的环境 友好型室外装饰材料具有积极的推广价值。

Claims (8)

1. 一种应用于外墙的建筑隔热材料,其特征在于,按照重量份计由以下成分制成:异丙 醇70-80份、二氧化硅凝胶35-40份、过氧化氢13-15份、浓盐酸5.6-5.8份、陶瓷粉3.5-4.0 份、金属粉1.6-1.8份、酒精松香7.0-8.0份、氧化铝粉0.3-0.5份、硅藻土0.25-0.30份、石膏
0.15-0.18份、钛白粉0.12-0.14份、氯化钙4.8-5.0份、水40-50份、消泡剂1.0-1.5份,其制 备方法包括以下步骤: (1) 将陶瓷粉与金属粉混合均匀,置于坩埚中煅烧4.5-5.0小时,煅烧温度为580-600 °C,煅烧后冷却至25-30 °C,在60-70°C下干燥6.0-8.0小时,然后倒入酒精松香中搅拌混合 均匀,加入到反应釜中,加入过氧化氢,插入电动搅拌棒、温度计,在450-500转/分钟下搅拌 升温至65-70°C,保持恒温搅拌反应2.5-3.5小时; (2) 将二氧化硅凝胶分散在异丙醇中,控制多功能分散机的转速为900-1000转/分钟, 混合均匀后,加热至70-80°C,在搅拌下滴加浓盐酸,滴加速度控制在6.5-7.0毫升/分钟,依 次加入所述重量份的氧化铝粉、硅藻土、石膏、钛白粉、氯化钙,搅拌混合20-30分钟,加入消 泡剂,控制分散机的转速为800-900转/分钟,搅拌40-50分钟,然后将步骤(1)制备的物料 加入到分散机中,持续搅拌2.0-2.5小时,最后在空气相对湿度为80-85%、温度为30-35°C下 养护2-3天即可。
2. 如权利要求1所述一种应用于外墙的建筑隔热材料,其特征在于,所述二氧化硅凝胶 的制备方法为:将0.55-0.60摩尔的正硅酸乙酯溶解在180-200毫升乙醇中,加入10-15毫升 质量浓度为40-45%的氨水,混合搅拌30-40分钟,在70-80 °C恒温箱中放置12-15小时,然后 置于高温炉中,抽真空后,充入氮气,在氮气氛围下,以2_3°C/分钟的速度升温至300-320 °C,保温1.5-2.0小时,自然冷去至室温即可。
3. 如权利要求1所述一种应用于外墙的建筑隔热材料,其特征在于,所述陶瓷粉粒径大 小在1-10微米之间。
4. 如权利要求1所述一种应用于外墙的建筑隔热材料,其特征在于,所述金属粉粒径大 小在50-100纳米之间。
5. 如权利要求1所述一种应用于外墙的建筑隔热材料,其特征在于,所述陶瓷粉按照质 量百分比计由以下成分组成:三氧化二硼占20-25%、氮化硅占15-18%、硅化钼占10-12%、氧 化隹凡占8-10%、氧化纪占5-7%、剩余为二氧化钛。
6. 如权利要求1所述一种应用于外墙的建筑隔热材料,其特征在于,所述金属粉按照质 量百分比计由以下成分组成:镁占10-15%、钼占13-16%、铝占8-10%、钛占12-15%、锶占1 δ-β% 、 铋占 6-10% 、 剩余为锡。
7. 如权利要求1所述一种应用于外墙的建筑隔热材料,其特征在于,所述过氧化氢质量 浓度为35%,盐酸质量浓度为90%。
8. 如权利要求1所述一种应用于外墙的建筑隔热材料,其特征在于,所述酒精松香中酒 精所占质量分数为65-70%。
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