CN108569011A - 一种梯度复合保温外模板及其制备方法 - Google Patents

一种梯度复合保温外模板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种梯度复合保温外模板，以保温内芯为基体，所述的保温内芯两侧依次为第一聚硅氧烷层、保温砂浆层、第二聚硅氧烷层、外粘接砂浆层；所述的第一聚硅氧烷层一侧梯度渗入保温内芯的孔隙，与其中的无机相形成紧密结合，另一侧梯度渗入保温砂浆层内部；所述的第二聚硅氧烷层一侧梯度渗入保温砂浆层内部，另一侧梯度渗入外粘接砂浆层内部；第一聚硅氧烷层与保温内芯、保温砂浆层发生化学作用，形成网状交联结构，获得牢固结合；第二聚硅氧烷层与保温内芯、外粘接砂浆层发生化学作用，形成网状交联结构，获得牢固结合。本发明具有设计合理、结构简单、易于加工、性能优良等特点，能够达到A级耐火等级要求，提高了建筑物的防火性能。

Description

一种梯度复合保温外模板及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑领域，具体涉及一种梯度复合保温外模板及其制备方法。
背景技术
建筑物能耗中围护结构的热量损失占很大比重，特别是在环境和能源问题日趋严峻的当下，努力推进建筑节能，对于改善建筑热环境、减轻环境污染、保护地球资源和生态环境均具有较为深刻的意义。
外墙外保温工程的技术要求主要有以下几点：主体结构(基层)由于各种应力产生正常变形和位移时，外保温系统不能出现裂缝、空鼓或从基层墙体上脱落；在长期承受自重时不能产生有害变形；风荷载作用包括压力、吸力和振动，外保温系统在承受风荷载作用时，不要产生破坏；在承受室外气候的长期反复作用时不能产生破坏。外保温系统应采取可靠的防火构造措施，外保温系统的防火安全性能要求应作为该技术应用的主要条件。目前永久性复合保温模板是以复合保温模板为永久性外模板，将其与混凝土浇筑为一体，并通过连接件可靠连接而形成的现浇钢筋混凝土复合保温结构体系。永久性复合保温模板由保温层(挤塑板)、粘结层、保温过渡层、内(外)侧粘结加强层、加强筋及连接件等部分构成。但各层之间由于采用传统粘结砂浆，会出现抗拉强度和抗压强度低、承重力差、易变形、易老化、易空鼓脱落等缺陷，导致外墙外保温系统使用寿命短；另外由于保温芯材主要采用有机保温内芯(EPS/XPS/PU等)，使外墙保温系统防火性能受到限制，且容易粉化、吸水、掉渣等，与砂浆层粘接强度低，大大限制了复合保温模板的使用范围。
发明内容
本发明的目的在于为了克服现有技术的不足，提供了一种梯度复合保温外模板及其制备方法，所制备出的梯度保温复合外模板保温隔热性能好、防火安全性高、结构稳定性好，能够防止保温层的脱落。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种梯度复合保温外模板，以保温内芯为基体，所述的保温内芯两侧依次为第一聚硅氧烷层、保温砂浆层、第二聚硅氧烷层、外粘接砂浆层；所述的第一聚硅氧烷层一侧梯度渗入保温内芯的孔隙，与其中的无机相形成紧密结合，另一侧梯度渗入保温砂浆层内部；所述的第二聚硅氧烷层一侧梯度渗入保温砂浆层内部，另一侧梯度渗入外粘接砂浆层内部；第一聚硅氧烷层与保温内芯、保温砂浆层发生化学作用，形成网状交联结构，获得牢固结合；第二聚硅氧烷层与保温内芯、外粘接砂浆层发生化学作用，形成网状交联结构，获得牢固结合；
所述的保温内芯为硅化聚苯板，所述的硅化聚苯板由硅化液和硅化剂注入聚苯乙烯泡沫板中制得，同时填充有纳米Mg(OH)2、MgO、ZnO2颗粒作为阻燃剂，所述的纳米Mg(OH)2、MgO、ZnO2颗粒粒径为200～500nm；
所述的第一聚硅氧烷层由聚硅氧烷和SiO2粉末、B2O3粉末构成，所述的第二聚硅氧烷层由聚硅氧烷和SiO2粉末、B2O3粉末构成；所述的聚硅氧烷为60～70质量份；所述的SiO2粉末为纳米SiO2粉末，为10～20质量份；所述的B2O3粉末为纳米B2O3粉末，为5～10质量份；所述的聚硅氧烷的分子量为1500～3000kg/mol，所述的SiO2粉末粒径为200～250nm，所述的B2O3粉末粒径为500～550nm；
所述的保温砂浆层由60～70质量份的硅酸盐水泥、400～420质量份的玻化微珠、20～35质量份的粉煤灰、1～4质量份的胶粉、1～4质量份的纤维素和0.1～1.5质量份的聚丙烯短纤维混合均匀后涂覆形成；
所述的外粘接砂浆层由300～320质量份的硅酸盐水泥、300～320质量份的石英砂、100～120质量份的粉煤灰、3～8质量份的胶粉、1～5质量份的纤维素、1～5质量份的聚丙烯酰胺、2～6质量份的聚乙烯醇和耐碱网格布构成，将耐碱网格布嵌入在由硅酸盐水泥、石英砂、粉煤灰、胶粉、纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇混合均匀后涂覆形成的浆层中。
而且，所述的保温内芯的燃烧性能等级为A2级别。
而且，所述的纳米Mg(OH)2、MgO、ZnO2颗粒粒径为250～300nm。
而且，所述的聚硅氧烷的分子量为2000～2500kg/mol，所述的SiO2粉末粒径为210～240nm，所述的B2O3粉末粒径为510～540nm。
一种梯度复合保温外模板的制备方法，包括如下步骤：将聚硅氧烷涂刷到硅化聚苯板保温内芯表面后，经60～80°处理10～15分钟后依次铺覆保温砂浆层，然后再次将聚硅氧烷涂刷到砂浆层表面，经60～80°处理10～15分钟后，再依铺覆外层砂浆，由此得到所述的新型梯度复合保温外模板；
所述的第一聚硅氧烷层一侧梯度渗入保温内芯的孔隙，与其中的无机相形成紧密结合，另一侧梯度渗入保温砂浆层内部；所述的第二聚硅氧烷层一侧梯度渗入保温砂浆层内部，另一侧梯度渗入外粘接砂浆层内部；第一聚硅氧烷层与保温内芯、保温砂浆层发生化学作用，形成网状交联结构，获得牢固结合；第二聚硅氧烷层与保温内芯、外粘接砂浆层发生化学作用，形成网状交联结构，获得牢固结合；
所述的保温内芯为硅化聚苯板，所述的硅化聚苯板由硅化液和硅化剂注入聚苯乙烯泡沫板中制得，同时填充有纳米Mg(OH)2、MgO、ZnO2颗粒作为阻燃剂，所述的纳米Mg(OH)2、MgO、ZnO2颗粒粒径为200～500nm；
所述的第一聚硅氧烷层由聚硅氧烷和SiO2粉末、B2O3粉末构成，所述的第二聚硅氧烷层由聚硅氧烷和SiO2粉末、B2O3粉末构成；所述的聚硅氧烷为60～70质量份；所述的SiO2粉末为纳米SiO2粉末，为10～20质量份；所述的B2O3粉末为纳米B2O3粉末，为5～10质量份；所述的聚硅氧烷的分子量为1500～3000kg/mol，所述的SiO2粉末粒径为200～250nm，所述的B2O3粉末粒径为500～550nm；
所述的保温砂浆层由60～70质量份的硅酸盐水泥、400～420质量份的玻化微珠、20～35质量份的粉煤灰、1～4质量份的胶粉、1～4质量份的纤维素和0.1～1.5质量份的聚丙烯短纤维混合均匀后涂覆形成；
所述的外粘接砂浆层由300～320质量份的硅酸盐水泥、300～320质量份的石英砂、100～120质量份的粉煤灰、3～8质量份的胶粉、1～5质量份的纤维素、1～5质量份的聚丙烯酰胺、2～6质量份的聚乙烯醇和耐碱网格布构成，将耐碱网格布嵌入在由硅酸盐水泥、石英砂、粉煤灰、胶粉、纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇混合均匀后涂覆形成的浆层中。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明提供的一种梯度复合保温外模板克服了保温内芯各层之间的成分突变，使各层间结合紧密，避免在外力和气温及变化时发生的开裂及脱落等现象，提高了抗压强度高；而且聚硅氧烷在高温时会转化为碳化硅和二氧化硅等，所以少量的聚硅氧烷的加入保温内芯的阻燃性能没有造成影响；采用硅化聚苯板作保温内芯，其防火性能也能达到标准要求，满足了当前建筑节能的标准要求，另外，保温内芯的防水性能得到增强。本发明具有设计合理、结构简单、易于加工、性能优良等特点，能够达到A级耐火等级要求，提高了建筑物的防火性能。同时，本发明利用具有渗透和粘结功能的聚硅氧烷复合渗透粘结剂，使各层之间的粘结成为一体(如附图所示)，缓解了保温层和砂浆层之间的弹性模量呈现出大幅度变化，解决了外保温墙体空鼓、开裂掉落等根本性问题，缓解了保温体系在长期自重荷载作用下产生的有害变形，提高了保温体系的整体稳定性；此外，本发明有着良好的热学性能，耐候性、抗冻融、防水性能佳，且其施工方法简单，易于操作，便于推广应用。
附图说明
图1聚硅氧烷与保温砂浆层或者外粘结砂浆层渗透界面图。
图2为聚硅氧烷的热裂解XRD图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明实施例中使用的原料如下：
实施例1中使用的聚硅氧烷型号为3370，购于中国科学院化学所；实施例2中使用的聚硅氧烷型号为3370，购于美国通用公司；二者均为液态的含有乙烯的聚硅氧烷。
硅化聚苯板采购于廊坊华日新型化工建材有限公司。
B2O3粉末采购于营口辽滨精细化工有限公司。
SiO2粉末采购于天津龙华诚信粉体技术有限公司。
硅酸盐水泥采购于唐山市奥顺水泥有限公司。
玻化微珠采购于天津东晟光建筑材料有限公司。
粉煤灰采购于邹城市恒志工贸有限公司。
胶粉采购于天津东晟光建筑材料有限公司。
纤维素采购于潍坊力特复合材料有限公司。
聚丙烯短纤维采购于曲周县申辉石膏缓凝剂有限公司。
石英砂采购于天津碧波泉滤水材料科技有限公司。
聚丙烯酰胺采购于天津碧波泉滤水材料科技有限公司。
聚乙烯醇采购于山西三维集团股份有限公司。
耐碱网格布采购于廊坊川振保温建材有限公司。
实施例1：
一种梯度复合保温外模板，以保温内芯为基体，所述的保温内芯两侧依次为第一聚硅氧烷层、内粘结加强层、保温砂浆层、第二聚硅氧烷层、外粘接砂浆层；所述的第一聚硅氧烷层一方面梯度渗入保温内芯的孔隙，与其中的无机相形成紧密结合，另一方面，梯度渗入保温砂浆层内部，形成所述的内粘结加强层；所述的第二聚硅氧烷层一方面梯度渗入保温砂浆层内部，另一方面，梯度渗入外粘接砂浆层内部；同时第一聚硅氧烷层和第二聚硅氧烷层含有较多的活性基团，易与保温内芯及砂浆中无机基材发生化学作用，形成网状交联结构，获得牢固结合；
所述的保温内芯为硅化聚苯板；
所述的第一聚硅氧烷层和第二聚硅氧烷层由聚硅氧烷和SiO2粉末、B2O3粉末构成，所述的聚硅氧烷为液态的含有乙烯的聚硅氧烷，质量份数为60；所述的SiO2粉末为纳米SiO2粉末，质量份数为10；所述的B2O3粉末为纳米B2O3粉末，质量份数为5；所述的聚硅氧烷的分子量为1500kg/mol，所述的SiO2粉末粒径为200nm，所述的B2O3粉末粒径为500nm；
所述的保温砂浆层由质量份数60份的硅酸盐水泥、400份的玻化微珠、20份的粉煤灰、1.5份的胶粉、1份的纤维素、0.5份的聚丙烯短纤维构成；
所述的外粘接砂浆层由质量份数300份的硅酸盐水泥、300份的石英砂、100份的粉煤灰、3份的胶粉、1份的纤维素、1份的聚丙烯酰胺、2份的聚乙烯醇和耐碱网格布构成。
而且，所述的硅化聚苯板硅化聚苯板由硅化液和硅化剂注入聚苯乙烯泡沫板中制得，同时填充有纳米Mg(OH)2、MgO、ZnO2颗粒作为阻燃剂，所述的纳米Mg(OH)2、MgO、ZnO2颗粒粒径为200nm。
而且，所述的保温内芯的燃烧性能等级为A2级别。
一种梯度复合保温外模板的制备方法，包括如下步骤：将聚硅氧烷涂刷到硅化聚苯板保温内芯表面后，经60°处理10分钟后依次铺覆保温砂浆层，然后再次将聚硅氧烷涂刷到砂浆层表面，经60°处理10分钟后，再依铺覆外层砂浆，由此得到所述的新型梯度复合保温外模板。
实施例2：
一种梯度复合保温外模板，以保温内芯为基体，所述的保温内芯两侧依次为第一聚硅氧烷层、内粘结加强层、保温砂浆层、第二聚硅氧烷层、外粘接砂浆层；所述的第一聚硅氧烷层一方面梯度渗入保温内芯的孔隙，与其中的无机相形成紧密结合，另一方面，梯度渗入保温砂浆层内部，形成所述的内粘结加强层；所述的第二聚硅氧烷层一方面梯度渗入保温砂浆层内部，另一方面，梯度渗入外粘接砂浆层内部；同时第一聚硅氧烷层和第二聚硅氧烷层含有较多的活性基团，易与保温内芯及砂浆中无机基材发生化学作用，形成网状交联结构，获得牢固结合；
所述的保温内芯为硅化聚苯板；
所述的第一聚硅氧烷层和第二聚硅氧烷层由聚硅氧烷和SiO2粉末、B2O3粉末构成，所述的聚硅氧烷为液态的含有乙烯的聚硅氧烷，质量份数为70；所述的SiO2粉末为纳米SiO2粉末，质量份数为20；所述的B2O3粉末为纳米B2O3粉末，质量份数10；所述的聚硅氧烷的分子量为2000kg/mol，所述的SiO2粉末粒径为220nm，所述的B2O3粉末粒径为550nm；
所述的保温砂浆层由质量份数60份的硅酸盐水泥、400份的玻化微珠、20份的粉煤灰、1.5份的胶粉、1份的纤维素、0.5份的聚丙烯短纤维构成；
所述的外粘接砂浆层由质量份数300份的硅酸盐水泥、300份的石英砂、100份的粉煤灰、3份的胶粉、1份的纤维素、1份的聚丙烯酰胺、2份的聚乙烯醇和耐碱网格布构成。
而且，所述的硅化聚苯板硅化聚苯板由硅化液和硅化剂注入聚苯乙烯泡沫板中制得，同时填充有纳米Mg(OH)2、MgO、ZnO2颗粒作为阻燃剂，所述的纳米Mg(OH)2、MgO、ZnO2颗粒粒径为500nm。
而且，所述的保温内芯的燃烧性能等级为A2级别。
一种梯度复合保温外模板的制备方法，包括如下步骤：将聚硅氧烷涂刷到硅化聚苯板保温内芯表面后，经80°处理15分钟后依次铺覆保温砂浆层，然后再次将聚硅氧烷涂刷到砂浆层表面，经80°处理15分钟后，再依铺覆外层砂浆，由此得到所述的新型梯度复合保温外模板。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种梯度复合保温外模板，其特征在于：以保温内芯为基体，所述的保温内芯两侧依次为第一聚硅氧烷层、保温砂浆层、第二聚硅氧烷层、外粘接砂浆层；所述的第一聚硅氧烷层一侧梯度渗入保温内芯的孔隙，与其中的无机相形成紧密结合，另一侧梯度渗入保温砂浆层内部；所述的第二聚硅氧烷层一侧梯度渗入保温砂浆层内部，另一侧梯度渗入外粘接砂浆层内部；第一聚硅氧烷层与保温内芯、保温砂浆层发生化学作用，形成网状交联结构，获得牢固结合；第二聚硅氧烷层与保温内芯、外粘接砂浆层发生化学作用，形成网状交联结构，获得牢固结合；
所述的保温内芯为硅化聚苯板；
所述的第一聚硅氧烷层由聚硅氧烷和SiO2粉末、B2O3粉末构成，所述的第二聚硅氧烷层由聚硅氧烷和SiO2粉末、B2O3粉末构成；所述的聚硅氧烷为60～70质量份；所述的SiO2粉末为纳米SiO2粉末，为10～20质量份；所述的B2O3粉末为纳米B2O3粉末，为5～10质量份；所述的聚硅氧烷的分子量为1500～3000kg/mol，所述的SiO2粉末粒径为200～250nm，所述的B2O3粉末粒径为500～550nm；
所述的保温砂浆层由60～70质量份的硅酸盐水泥、400～420质量份的玻化微珠、20～35质量份的粉煤灰、1～4质量份的胶粉、1～4质量份的纤维素和0.1～1.5质量份的聚丙烯短纤维混合均匀后涂覆形成；
所述的外粘接砂浆层由300～320质量份的硅酸盐水泥、300～320质量份的石英砂、100～120质量份的粉煤灰、3～8质量份的胶粉、1～5质量份的纤维素、1～5质量份的聚丙烯酰胺、2～6质量份的聚乙烯醇和耐碱网格布构成，将耐碱网格布嵌入在由硅酸盐水泥、石英砂、粉煤灰、胶粉、纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇混合均匀后涂覆形成的浆层内。
2.根据权利要求1所述的一种梯度复合保温外模板，其特征在于：所述的保温内芯的燃烧性能等级为A2级别；所述的硅化聚苯板由硅化液和硅化剂注入聚苯乙烯泡沫板中制得，同时填充有纳米Mg(OH)2、MgO、ZnO2颗粒作为阻燃剂，所述的纳米Mg(OH)2、MgO、ZnO2颗粒粒径为200～500nm。
3.根据权利要求1所述的一种梯度复合保温外模板，其特征在于：所述的聚硅氧烷的分子量为2000～2500kg/mol，所述的SiO2粉末粒径为210～240nm，所述的B2O3粉末粒径为510～540nm。
4.根据权利要求1所述的一种梯度复合保温外模板，其特征在于：所述的耐碱网格布嵌入在由硅酸盐水泥、石英砂、粉煤灰、胶粉、纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇混合均匀后涂覆形成的浆层的中间位置。
5.一种梯度复合保温外模板的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将聚硅氧烷涂刷到硅化聚苯板保温内芯表面后，经60～80°处理10～15分钟后依次铺覆保温砂浆层，然后再次将聚硅氧烷涂刷到砂浆层表面，经60～80°处理10～15分钟后，再依铺覆外层砂浆，由此得到所述的新型梯度复合保温外模板；
所述的第一聚硅氧烷层一侧梯度渗入保温内芯的孔隙，与其中的无机相形成紧密结合，另一侧梯度渗入保温砂浆层内部；所述的第二聚硅氧烷层一侧梯度渗入保温砂浆层内部，另一侧梯度渗入外粘接砂浆层内部；第一聚硅氧烷层与保温内芯、保温砂浆层发生化学作用，形成网状交联结构，获得牢固结合；第二聚硅氧烷层与保温内芯、外粘接砂浆层发生化学作用，形成网状交联结构，获得牢固结合；
所述的保温内芯为硅化聚苯板，所述的硅化聚苯板由硅化液和硅化剂注入聚苯乙烯泡沫板中制得，同时填充有纳米Mg(OH)2、MgO、ZnO2颗粒作为阻燃剂，所述的纳米Mg(OH)2、MgO、ZnO2颗粒粒径为200～500nm；
所述的第一聚硅氧烷层由聚硅氧烷和SiO2粉末、B2O3粉末构成，所述的第二聚硅氧烷层由聚硅氧烷和SiO2粉末、B2O3粉末构成；所述的聚硅氧烷为60～70质量份；所述的SiO2粉末为纳米SiO2粉末，为10～20质量份；所述的B2O3粉末为纳米B2O3粉末，为5～10质量份；所述的聚硅氧烷的分子量为1500～3000kg/mol，所述的SiO2粉末粒径为200～250nm，所述的B2O3粉末粒径为500～550nm；
所述的保温砂浆层由60～70质量份的硅酸盐水泥、400～420质量份的玻化微珠、20～35质量份的粉煤灰、1～4质量份的胶粉、1～4质量份的纤维素和0.1～1.5质量份的聚丙烯短纤维混合均匀后涂覆形成；
所述的外粘接砂浆层由300～320质量份的硅酸盐水泥、300～320质量份的石英砂、100～120质量份的粉煤灰、3～8质量份的胶粉、1～5质量份的纤维素、1～5质量份的聚丙烯酰胺、2～6质量份的聚乙烯醇和耐碱网格布构成，将耐碱网格布嵌入在由硅酸盐水泥、石英砂、粉煤灰、胶粉、纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇混合均匀后涂覆形成的浆层中。
6.根据权利要求5所述的一种梯度复合保温外模板的制备方法，其特征在于：所述的保温内芯的燃烧性能等级为A2级别；所述的纳米Mg(OH)2、MgO、ZnO2颗粒粒径为250～300nm。
7.根据权利要求5所述的一种梯度复合保温外模板的制备方法，其特征在于：所述的聚硅氧烷的分子量为2000～2500kg/mol，所述的SiO2粉末粒径为210～240nm，所述的B2O3粉末粒径为510～540nm。
8.根据权利要求5所述的一种梯度复合保温外模板的制备方法，其特征在于：所述的耐碱网格布嵌入在由硅酸盐水泥、石英砂、粉煤灰、胶粉、纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇混合均匀后涂覆形成的浆层的中间位置。
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