CN109694216A - 一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料及其制备方法，其技术方案要点是包括如下重量份的组分：去离子水75~85份、硅胶粘结剂5~15份、甲基硅醇钠5~10份、防渗剂1~3份，将去离子水、硅胶粘结剂、甲基硅醇钠与防渗剂掺混在一起形成本发明的防渗水粘结材料，具有优异的防水、防渗、抗老化、抗冻融以及保温性。

Description

一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑保温材料，特别涉及一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料及其制备方法。

背景技术

建筑节能是国家产业政策重点扶持的行业。目前，建筑节能材料主要分为无机保温轻骨料和有机保温轻骨料。但是由于材料化学性质的特点，不论是无机体系还是有机体系，都无法同时兼顾保温节能与消防安全的要求。从保温性能而言，有机材料优于无机材料；从消防安全性能而言，无机保温材料又略胜一筹。近年来，无机保温材料中膨胀珍珠岩以其优良的防火性能，对环境无污染等优势正逐步成为无机外墙保温材料的首选。

目前，现有专利中授权公告号为CN104926260B的中国专利公开了一种无机防火轻集料膨胀珍珠岩保温板及其制备方法，该保温板包括由以下重量份数的原料组成：膨胀珍珠岩 30~41份、聚丙烯纤维 0.9~1.2份、憎水剂 0.6份、防霉剂 0.1~0.4份、水玻璃 44~49份、成膜助剂 8~10份、轻骨料 12~18份、蒸馏水 15~20份、可再分散性乳胶粉 4~8份，制成的保温板密度低，粘结强度和拉伸强度高，耐水性能好，符合现阶段建材保温性能的要求。

水玻璃，俗称泡花碱。在建筑工程领域中是指硅酸钠的水溶液，具有良好的粘结能力。但是，保温板在经过风吹日晒和雨淋后，水玻璃中的盐离子就会从保温板中析出，保温板表面会出现较严重的剥落、破损现象，从而造成保温板的渗水、漏水。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料，该粘结材料是泡花碱的更新换代产品，有助于提高保温板的防渗水、防漏性能。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料，包括如下重量份的组分：去离子水 75~85份、硅胶粘结剂 5~15份、甲基硅醇钠 5~10份、防渗剂 1~3份。

本发明进一步设置为：包括如下重量份的组分：去离子水 80份、硅胶粘结剂 10份、甲基硅醇钠 8份、防渗剂 2份。

通过采用上述技术方案，硅胶粘结剂是由单组份有机硅高分子化合物组成，具有优异的粘结性、高温保粘性、高模量、耐冲击、耐高温以及良好的热稳定性与耐候性；甲基硅醇钠是一种单组份固化型高分子防水剂材料，主要成份为甲基硅酸盐，在水和二氧化碳的作用下生成甲基硅酸醇，甲基硅酸醇有助于与建筑材料起化学反应生成不溶性的网状有机硅树脂膜，具有优异的防水、防渗、防潮、抗老化、抗污染和透气性；防渗剂添加至粘结材料的体系内，有效防止水分渗入，提高粘结材料的粘结强度，特别是在容易返碱的建筑物表面涂刷，具有封碱的作用，从而保持建筑物的美观；还具有快干、耐候、耐老化的性能；将去离子水、硅胶粘结剂、甲基硅醇钠与防渗剂掺混在一起形成本发明的防渗水粘结材料，具有优异的防水、防渗、抗老化、抗冻融以及抗裂性。

本发明进一步设置为：所述硅胶粘结剂包括如下重量份的组分：丙烯酸乳液70~80份、纳米二氧化硅 8~12份、松蜡树脂 5~10份与乳化剂 1~3份。

通过采用上述技术方案，将丙烯酸乳液、纳米二氧化硅、松蜡树脂与乳化剂进行调配，用作膨胀珍珠岩外墙保温板的硅胶粘结剂，具有优异的抗碱性、防水性、防渗性以及抗冻融性、抗老化性；由于制得的硅胶粘结剂属于水性粘结材料，在去离子水中，易与甲基硅醇钠、防渗剂进行掺混，有利于保证混合过程的均匀性。

本发明进一步设置为：所述硅胶粘结剂的体积含水率为7~9%。

通过采用上述技术方案，体积含水率是单位体积内保温板的含水量。含水量越大，则提高了保温板的热导率，甚至引起保温板的开裂，破坏保温结构。限定硅胶粘结剂的体积含水率为7~9%，表明在硅胶粘结剂中含水率较低，该硅胶粘结剂的粘度较大，显著提高了硅胶粘结剂的粘结性能，进而保证硅胶粘结剂具有优异的保温性能。

本发明进一步设置为：所述硅胶粘结剂的导热系数为0.028~0.035W/（m·K）。

通过采用上述技术方案，保温板的保温隔热性能主要由材料的热传导性能决定的，材料的导热系数越小，表明保温板的保温隔热性能越好。限定硅胶粘结剂的导热系数在0.028~0.035W/（m·K）范围之间，经由硅胶粘结剂制备的防渗水粘结材料，具有优异的隔热、保温性能。

本发明进一步设置为：所述防渗剂包括如下重量份的组分：水泥熟料粉 50~60份、聚硼硅氧烷 15~25份、气相二氧化硅 5~10份、工业硫酸铝 5~10份、甲酸钙 5~10份、相容剂1~3份。

通过采用上述技术方案，水泥熟料粉主要由氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁四种氧化物组成，同时还含有少量的氧化镁、三氧化硫、氧化钛、氧化磷以及碱等现代生产的硅酸盐水泥熟料，作为防渗剂的组成成分，有助于提高防渗剂的致密性与高强性，同时还能减少成本，节约能耗；

聚硼硅氧烷具有优异的热稳定性，与其他填料具有优良的相容性，特别适合于建筑工程材料的阻燃改性，从而保证外墙保温板具有较高的阻燃等级；

气相二氧化硅是重要的超微细无机新材料，由于其粒径很小，因而具有表面积较大、表面吸附力强、表面能大、化学纯度高、分散性能好的特点，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，广泛应用在众多学科及领域内，且具有独特的、不可取代的作用，在本发明中，添加气相二氧化硅的防渗剂，具有较高的致密性，有助于提高防渗剂的防渗水性、粘结性、保温性以及相容性；

工业硫酸铝为白色结晶体，在空气中长期存放易吸潮结块，易溶于水，水溶液成酸性，难溶于醇；主要用作造纸施胶剂和饮用水、工业用水及废水处理的絮凝剂，还是生产人造宝石和其他铝盐，如氨明矾、钾明矾、精制硫酸铝的原料；另外，工业硫酸铝还广泛用于优质澄清剂、石油除臭脱色剂、混凝土防水剂、高级纸张锻白、钛白粉后薄膜处理和催化剂载体的生产。本发明的粘结体系碱性较弱，工业硫酸铝的稳定性优异，不易风化，有助于促进建筑材料的水化作用，从而增强防渗剂的速凝作用；

在建筑领域中，甲酸钙可用作快速凝固剂、润滑剂、早强剂，在本发明外墙保温板的体系内，有助于加快各材料的硬化速度，缩短凝结时间，使得保温板尽早提高强度并投入使用；

将水泥熟料粉、聚硼硅氧烷、气相二氧化硅、工业硫酸铝、甲酸钙与相容剂混合在一起，形成的防渗剂具有粒径小、细度高、高致密性的优点，从而保证防渗剂具有优异的防水、防渗以及保温性能。

本发明进一步设置为所述防渗剂的制备方法包括如下步骤：

（1）将聚硼硅氧烷放在坩埚中，并在180~200℃高温环境中加热，待聚硼硅氧烷呈熔融状态；

（2）向熔融的聚硼硅氧烷中依次添加水泥熟料粉、气相二氧化硅、工业硫酸铝、甲酸钙以及相容剂，进行高速搅拌形成混合物；

（3）然后将步骤（2）中搅拌均匀的混合物在-20~-15℃的低温环境下冷却；

（4）最后将混合物粉碎至粒径为1000~1200目的粉末。

通过采用上述技术方案，利用聚硼硅氧烷的高温粘合性，将其余水泥熟料粉、气相二氧化硅、工业硫酸铝、甲酸钙以及相容剂等填料粘合在聚硼硅氧烷中，在混料过程中不断搅拌，有利于提高混料的均匀性；同时，在冷却过程中亦保持搅拌状态，保证了冷却过程的均匀性，显著提高了物料冷却后的结构强度；将冷却后的混合物粉碎成粉末，粒径较小，细度较高，从而保证防渗剂的高度填充性。

本发明的另一目的在于公开一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照重量份称取以下物料：去离子水 75~85份、硅胶粘结剂 5~15份、甲基硅醇钠 5~10份、防渗剂 1~3份；

（2）将步骤（1）中的配料投入分散机中，调节转速为180~200r/min，搅拌时间为30~45分钟。

通过采用上述技术方案，将各种配料投入分散机中，经过高速搅拌、均匀分散的方法制备防渗水粘结材料，制备过程简单、易得，适合于大批量生产。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明制备的防渗水粘结材料具有优异的防水、防渗、抗碱性、抗冻融以及保温性能，视为泡花碱的更新换代产品，作为建筑物外墙保温板的添加剂；

2、本发明的防渗水粘结材料呈低碱性，制得的保温板不会出现返碱现象，有利于保证保温板具有良好的防渗水、保温性能；

3、本发明制备的防渗水粘结材料具有石膏的速凝性，在使用过程中能够快速固化，减少施工过程的固化时间；

4、本发明制备的防渗水粘结材料具有水泥的高强性，添加至保温板体系中，有利于保证保温板具有较高的结构强度。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

预制松蜡树脂：首先将40g的水加热至沸腾状态，放入40g的石蜡进行搅拌，使得石蜡溶解；然后加入60g的松香树脂，在200r/min的搅拌下，进行皂化反应；再加入1g松节油与1g草酸，并提高转速至400r/min继续搅拌，制得均匀的混合液；最后，对混合液进行加热，加热时间为60min形成松蜡树脂。

实施例一：

一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）称取去离子水 75g、硅胶粘结剂 5g、甲基硅醇钠 5g、防渗剂 1g；

（2）将步骤（1）中的配料投入分散机中，调节转速为180r/min，搅拌时间为30分钟。

其中，硅胶粘结剂的制备方法包括如下步骤：

（1）配料：称取丙烯酸乳液70g、纳米二氧化硅 8g、松蜡树脂 5g与烷基酚氧乙烯醚 1g；

（2）向分散机中投入70g的丙烯酸乳液，调节转速为800r/min，搅拌均匀；

（3）依次加入8g的纳米二氧化硅、5g的松蜡树脂与1g的烷基酚氧乙烯醚，继续搅拌15min即可。

防渗剂的制备方法包括如下步骤：

（1）称取水泥熟料粉 50g、聚硼硅氧烷 15g、气相二氧化硅 5g、工业硫酸铝 5g、甲酸钙5g和相容剂 1g；

（2）将15g聚硼硅氧烷放在坩埚中，并在180℃的高温环境中加热，待聚硼硅氧烷呈熔融状态；

（3）向熔融的聚硼硅氧烷中依次添加50g水泥熟料粉、5g气相二氧化硅、5g工业硫酸铝、5g甲酸钙以及1g相容剂，进行高速搅拌形成混合物；

（4）然后将搅拌均匀的混合物在-20℃的低温环境下冷却；

（5）利用粉碎机将混合物粉碎至平均粒径约为1000~1200目的粉末。

实施例二：

一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）称取去离子水 78g、硅胶粘结剂 8g、甲基硅醇钠 6g、防渗剂 1g；

（2）将步骤（1）中的配料投入分散机中，调节转速为180r/min，搅拌时间为30分钟。

其中，硅胶粘结剂的制备方法包括如下步骤：

（1）配料：称取丙烯酸乳液72g、纳米二氧化硅 9g、松蜡树脂 8g与烷基酚氧乙烯醚 1g；

（2）向分散机中投入72g的丙烯酸乳液，调节转速为800r/min，搅拌均匀；

（3）依次加入9g的纳米二氧化硅、8g的松蜡树脂与1g的烷基酚氧乙烯醚，继续搅拌15min即可。

防渗剂的制备方法包括如下步骤：

（1）称取水泥熟料粉 53g、聚硼硅氧烷 18g、气相二氧化硅 7g、工业硫酸铝 7g、甲酸钙7g和相容剂 1g；

（2）将18g聚硼硅氧烷放在坩埚中，并在180℃的高温环境中加热，待聚硼硅氧烷呈熔融状态；

（3）向熔融的聚硼硅氧烷中依次添加53g水泥熟料粉、7g气相二氧化硅、7g工业硫酸铝、7g甲酸钙以及1g相容剂，进行高速搅拌形成混合物；

（4）然后将搅拌均匀的混合物在-18℃的低温环境下冷却；

（5）利用粉碎机将混合物粉碎至平均粒径约为1000~1200目的粉末。

实施例三：

一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）称取去离子水 80g、硅胶粘结剂 10g、甲基硅醇钠 8g、防渗剂 2g；

（2）将步骤（1）中的配料投入分散机中，调节转速为180r/min，搅拌时间为30分钟。

其中，硅胶粘结剂的制备方法包括如下步骤：

（1）配料：称取丙烯酸乳液75g、纳米二氧化硅 10g、松蜡树脂 8g与烷基酚氧乙烯醚2g；

（2）向分散机中投入75g的丙烯酸乳液，调节转速为800r/min，搅拌均匀；

（3）依次加入10g的纳米二氧化硅、8g的松蜡树脂与2g的烷基酚氧乙烯醚，继续搅拌15min即可。

防渗剂的制备方法包括如下步骤：

（1）称取水泥熟料粉 55g、聚硼硅氧烷 20g、气相二氧化硅 8g、工业硫酸铝 8g、甲酸钙8g和相容剂 2g；

（2）将20g聚硼硅氧烷放在坩埚中，并在180℃的高温环境中加热，待聚硼硅氧烷呈熔融状态；

（3）向熔融的聚硼硅氧烷中依次添加55g水泥熟料粉、8g气相二氧化硅、8g工业硫酸铝、8g甲酸钙以及2g相容剂，进行高速搅拌形成混合物；

（4）然后将搅拌均匀的混合物在-18℃的低温环境下冷却；

（5）利用粉碎机将混合物粉碎至平均粒径约为1000~1200目的粉末。

实施例四：

一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）称取去离子水 83g、硅胶粘结剂 12g、甲基硅醇钠 9g、防渗剂 2g；

（2）将步骤（1）中的配料投入分散机中，调节转速为180r/min，搅拌时间为30分钟。

其中，硅胶粘结剂的制备方法包括如下步骤：

（1）配料：称取丙烯酸乳液78g、纳米二氧化硅 11g、松蜡树脂 9g与烷基酚氧乙烯醚2g；

（2）向分散机中投入78g的丙烯酸乳液，调节转速为800r/min，搅拌均匀；

（3）依次加入11g的纳米二氧化硅、9g的松蜡树脂与2g的烷基酚氧乙烯醚，继续搅拌15min即可。

防渗剂的制备方法包括如下步骤：

（1）称取水泥熟料粉 58g、聚硼硅氧烷 22g、气相二氧化硅 9g、工业硫酸铝 9g、甲酸钙8g和相容剂 2g；

（2）将22g聚硼硅氧烷放在坩埚中，并在180℃的高温环境中加热，待聚硼硅氧烷呈熔融状态；

（3）向熔融的聚硼硅氧烷中依次添加58g水泥熟料粉、9g气相二氧化硅、9g工业硫酸铝、8g甲酸钙以及2g相容剂，进行高速搅拌形成混合物；

（4）然后将搅拌均匀的混合物在-18℃的低温环境下冷却；

（5）利用粉碎机将混合物粉碎至平均粒径约为1000~1200目的粉末。

实施例五：

一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）称取去离子水 85g、硅胶粘结剂 15g、甲基硅醇钠 10g、防渗剂 3g；

（2）将步骤（1）中的配料投入分散机中，调节转速为180r/min，搅拌时间为30分钟。

其中，硅胶粘结剂的制备方法包括如下步骤：

（1）配料：称取丙烯酸乳液80g、纳米二氧化硅 12g、松蜡树脂 10g与烷基酚氧乙烯醚3g；

（2）向分散机中投入80g的丙烯酸乳液，调节转速为800r/min，搅拌均匀；

（3）依次加入12g的纳米二氧化硅、10g的松蜡树脂与3g的烷基酚氧乙烯醚，继续搅拌15min即可。

防渗剂的制备方法包括如下步骤：

（1）称取水泥熟料粉 60g、聚硼硅氧烷 25g、气相二氧化硅 10g、工业硫酸铝 10g、甲酸钙 10g和相容剂 3g；

（2）将25g聚硼硅氧烷放在坩埚中，并在180℃的高温环境中加热，待聚硼硅氧烷呈熔融状态；

（3）向熔融的聚硼硅氧烷中依次添加60g水泥熟料粉、10g气相二氧化硅、10g工业硫酸铝、10g甲酸钙以及3g相容剂，进行高速搅拌形成混合物；

（4）然后将搅拌均匀的混合物在-18℃的低温环境下冷却；

（5）利用粉碎机将混合物粉碎至平均粒径约为1000~1200目的粉末。

选取申请公布号为CN104926260B的中国专利，将配方中的水玻璃去除，添加本发明各实施例涉及的防渗水粘结材料制成保温板，作为待检测的试样。

对比例：以授权公告号为CN104926260B的中国专利作为对比例。

将各实施例制备的保温板以及对比例送至江苏省建工建材质量检测中心进行检测；

1、外观质量的检测结果如下表所示：（针对裂纹以及缺棱掉角两项指标）

通过上表可知，实施例与对比例制备的保温板表面无缺棱、掉角现象，表观质量完好。而对比例采用水玻璃作为粘结剂的保温板表面出现缺棱、掉角，表面强度较低，在使用过程中容易造成漏水、渗水。

2、返碱检测：选取实施例四与对比例作为样本，将两个样本放置在相同的测试环境中，测试设备选取烘箱，调节温度在30~35℃放置30天，同时保持通风；调节温度在-20~-15℃放置30天，同时保持通风，60天后观察样本表面质量。

返碱的检测结果如下表所示：

样本	表面质量	检测结果
			实施例四	表面完好	合格
对比例	表面出现白花花的物质	不合格

通过上表可知，经高、低温且通风的测试环境后，对比例的保温板表面出现白花花的物质，而实施例四的保温板表面质量完好，解决了现有技术中保温板表面易产生白花花的物质的缺陷，具有优异的抗碱性、耐候性与抗高低温性能，有助于为保温板的防渗水性能提供质量保障。

3、体积含水率（%）的检测结果如下表所示：

通过上表可知，实施例制备的保温板的体积含水率在标准范围之内。体积含水率是单位体积内保温板的含水量。含水量越大，则提高了保温板的热导率，甚至引起保温板的开裂，破坏保温结构。实施例四的保温板具有最优异的防水性能。

4、软化系数（%）的检测结果如下表所示：

通过上表可知，软化系数是耐水性性质的一个表示系数，数值越大，表明材料的耐水性越好。实施例制备的保温板的软化系数均在标准范围之内，而对比例的保温板未达到标准要求，表明实施例制备的保温板的耐水性能更加优异。

5、干密度（kg/m³）的检测结果如下表所示：

通过上表可知，实施例制备的保温板经过干密度的检测后，均在标准要求的合格范围内。干密度是指在单位体积中所含的保温材料的重量，所以在合格标准范围内，干密度的数值越大，表明所含有的保温材料越多，保温板的保温性能愈佳，综上所述，实施例四的保温板的保温性能最佳。

6、导热系数的检测结果如下表所示：单位W/（m·K）

通过上表可知，实施例制备的保温板经过导热系数的检测后，均在标准要求的合格范围内，实施例的导热系数均在0.030 W/（m·K）左右，远远小于对比例的导热系数，导热系数越小，则不利于热量的传导，经计算，保温性能提高40%以上。

7、抗拉强度（MPa）的检测结果如下表所示：

通过上表可知，实施例与对比例制备的保温板的抗拉强度均在标准要求的范围内。实施例四的抗拉强度明显优于对比例，表明实施例四粘结材料的粘结性能较高，与膨胀珍珠岩的粘结能力较强，从而保证保温板具有优异的抗拉强度。

8、抗冻性（%）的检测结果如下表所示：（质量损失率与抗压强度损失率）

通过上表可知，实施例制备的保温板的质量损失率与抗压强度损失率均在标准要求的范围内，而对比例超出了检测标准，显著降低了保温板的抗冻融性。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料，其特征在于包括如下重量份的组分：去离子水 75~85份、硅胶粘结剂 5~15份、甲基硅醇钠 5~10份、防渗剂 1~3份。

2.根据权利要求1所述的一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料，其特征在于包括如下重量份的组分：去离子水 80份、硅胶粘结剂 10份、甲基硅醇钠 8份、防渗剂 2份。

3.根据权利要求1所述的一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料，其特征在于所述硅胶粘结剂包括如下重量份的组分：丙烯酸乳液70~80份、纳米二氧化硅 8~12份、松蜡树脂 5~10份与乳化剂 1~3份。

4.根据权利要求3所述的一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料，其特征在于：所述硅胶粘结剂的体积含水率为7~9%。

5.根据权利要求3所述的一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料，其特征在于：所述硅胶粘结剂的导热系数为0.028~0.035 W/（m·K）。

6.根据权利要求1所述的一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料，其特征在于所述防渗剂包括如下重量份的组分：水泥熟料粉 50~60份、聚硼硅氧烷 15~25份、气相二氧化硅 5~10份、工业硫酸铝 5~10份、甲酸钙 5~10份、相容剂 1~3份。

7.根据权利要求6所述的一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料，其特征在于所述防渗剂的制备方法包括如下步骤：

（1）将聚硼硅氧烷放在坩埚中，并在180~200℃高温环境中加热，待聚硼硅氧烷呈熔融状态；

（2）向熔融的聚硼硅氧烷中依次添加水泥熟料粉、气相二氧化硅、工业硫酸铝、甲酸钙以及相容剂，进行高速搅拌形成混合物；

（3）然后将步骤（2）中搅拌均匀的混合物在-20~-15℃的低温环境下冷却；

（4）最后将混合物粉碎至粒径为1000~1200目的粉末。

8.一种膨胀珍珠岩外墙保温板的防渗水粘结材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）按照重量份称取以下物料：去离子水 75~85份、硅胶粘结剂 5~15份、甲基硅醇钠 5~10份、防渗剂 1~3份；

（2）将步骤（1）中的配料投入分散机中，调节转速为180~200r/min，搅拌时间为30~45分钟。