CN109704673A - 一种外墙环保保温材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外墙环保保温材料，按重量份数计，原料包括以下组分，硅酸盐水泥70‑75份；粉煤灰17‑20份；发泡剂4‑6份；水性环氧树脂1‑2份；水性环氧固化剂1‑2份。本发明具有以下优点：水性环氧树脂具有较强的粘结力，在泡沫混凝土层中提高气泡之间的混凝土的粘结力，使其形成一个整体，共同受力，提高了泡沫混凝土层的强度意义以及泡沫混凝土层与密实混凝土层之间的结合牢固程度；另外，添加水性环氧树脂后，保温层表面会更加平滑，成型后形态更加完整。因此，水性环氧树脂还起到了定型和防止开裂的作用，显著提高了结构强度与使用寿命。

Description

一种外墙环保保温材料

技术领域

本发明涉及建筑材料，更具体地说，它涉及一种外墙环保保温材料。

背景技术

建筑保温是减少建筑物室内热量向室外散发的措施，主要从建筑外围护结构上采取措施，对创造适宜的室内热环境和节约能源有重要作用。

公告号为CN104761283B的专利公开了一种外墙保温材料，该保温材料包括下述重量份的原料：矿渣硅酸盐水泥25-45份，粉煤灰5-10份，发泡剂1-3份，硅酸钠0.1-0.7份，水20-40份；其中，发泡剂为30-70wt％十二烷基二甲基氧化胺和30-70wt％N-十二烷基二醇胺的混合物。

这种外墙保温材料仅通过硅酸盐水泥的固化进行成形，其脆性较高，尤其是在发泡后的脆性更是进一步提高，导致其结构强度较低，有待改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种外墙保温材料，具有结构强度高、使用寿命长的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种外墙环保保温材料，按重量份数计，原料包括以下组分，

通过采用上述技术方案，水性环氧树脂是把环氧树脂以微粒或液滴的形式分散在以水位连续相的分散介质中而配得的稳定树脂材料，当加入水性环氧固化剂后，水乳液内的环氧树脂即开始固化反应，逐渐积聚并排析水分，形成水“脂”分离，最后环氧树脂固化，水分被排出，而最终排析的水分越多，强度就越高；同时，水性环氧树脂具有较强的粘结力，在泡沫混凝土层中提高气泡之间的混凝土的粘结力，使其形成一个整体，共同受力，提高了泡沫混凝土层的强度意义以及泡沫混凝土层与密实混凝土层之间的结合牢固程度；另外，添加水性环氧树脂后，保温层表面会更加平滑，成型后形态更加完整。因此，水性环氧树脂还起到了定型和防止开裂的作用，显著提高了结构强度与使用寿命。

进一步地，按重量份数计，原料包括水性聚氨酯2-3份。

通过采用上述技术方案，水性聚氨酯是一种优异的保温材料，当水性聚氨酯与水性环氧树脂合同时，水性聚氨酯与水性环氧树脂之间会形成互穿网络结构，以进一步提高体系的结构稳定性。

进一步地，按重量份数计，原料包括明胶14-15份。

通过采用上述技术方案，明胶能够在起泡剂发泡过程中起到稳泡作用，改善气泡的气孔直径的大小和分布，使气泡不至于生成得过快与过大，并增大气泡表面强度使其不易破裂，在混合搅拌时大大减少了贯通性气孔，从而使保温材料内的孔结构更趋合理，并在强度上有所提高。此外，明胶和水性环氧树脂之间还具有协同作用，能够进一步提高体系中气泡的稳定性与成型后的结构强度。

进一步地，按重量份数计，原料包括玻璃纤维10-12份，所述玻璃纤维的长度为6-8mm。

通过采用上述技术方案，玻璃纤维的加入，能够降低体系固化后的收缩，并作为副骨架提高体系的结构强度。

进一步地，按重量份数计，原料包括柚子皮纤维6-8份，所述柚子皮纤维的长度为4-6mm。

通过采用上述技术方案，柚子皮纤维的表面具有较多的微孔结构，配合体系的气泡空产生良好的隔音和保温效果。此外，柚子皮纤维还具有良好的柔韧性，能够与玻璃纤维共同作为副骨架提高降低体系固化后的收缩并提高体系的结构强度。

进一步地，所述发泡剂设置为蛋白质类发泡剂。

通过采用上述技术方案，发泡剂的实质就是它的表面活性作用，正因为蛋白质本身具有很强的表面活性，使其也能够具有发泡剂的特性。当蛋白质通过碱液水解后，较长肽链的蛋白质大分子变成断链的可溶性的中小分子混合物，其溶解于水后，可形成一定黏度的胶体溶液，由于溶液中具有很强的亲水性基团如羧基、羟基等和疏水基团如长碳链烃基，以及分子的不对称性等因素，降低了表面张力，促进了界面的形成，又因这些中小分子的肽链在界面上伸展，并通过分子间基团强烈的氢键作用，形成一个平面保护网，使界面得以加强，这样就促进了泡沫的形成和稳定。

进一步地，按重量份数计，原料包括茶皂素1-2份。

通过采用上述技术方案，茶皂素是一种优良的天然非离子型表面活性剂，具有良好的起泡性、润湿性和分散性，能有效地降低水的表面张力，且对蛋白质溶液的疏水性有明显的增强作用。而蛋白质的分子量和疏水性对其发泡效果有重要作用，其发泡特性随蛋白质的分子量和疏水性增大而提高，进而随着茶皂素发挥自身特性的同时，对蛋白质类发泡剂起到协同增效作用。

进一步地，按重量份数计，原料包括蔗糖2-3份。

通过采用上述技术方案，蔗糖属于多羟基化合物，能够溶于多种溶剂。蔗糖的加入使发泡液的体积略有提升，在稳定时间上也有一定的改善，蔗糖完全溶解后，溶液流动性明显下降，粘性增大。由于蛋白质类发泡剂最初由碱液水解而得，使得发泡液中含有大量金属离子所形成的盐，而当蔗糖与这些盐类共存时，会使其溶液黏度进一步增大，从而增加了泡沫液膜的表面粘弹度，这在一定程度上也加强了马拉高尼效应，即液膜的自我修复能力加强，泡沫更加稳定。

另外，蔗糖的结构本身也可以形成更促进泡沫稳定的氢键，还可能与发泡剂中的蛋白质以共价键的形式结合成糖蛋白，使其液膜粘度加大，这些都有利于泡沫的稳定。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.水性聚氨酯是一种优异的保温材料，当水性聚氨酯与水性环氧树脂合同时，水性聚氨酯与水性环氧树脂之间会形成互穿网络结构，以进一步提高体系的结构稳定性；

2.明胶能够在起泡剂发泡过程中起到稳泡作用，改善气泡的气孔直径的大小和分布，使气泡不至于生成得过快与过大，并增大气泡表面强度使其不易破裂，在混合搅拌时大大减少了贯通性气孔，从而使保温材料内的孔结构更趋合理，并在强度上有所提高。此外，明胶和水性环氧树脂之间还具有协同作用，能够进一步提高体系中气泡的稳定性与成型后的结构强度；

3.当蛋白质通过碱液水解后，较长肽链的蛋白质大分子变成断链的可溶性的中小分子混合物，其溶解于水后，可形成一定黏度的胶体溶液，由于溶液中具有很强的亲水性基团如羧基、羟基等和疏水基团如长碳链烃基，以及分子的不对称性等因素，降低了表面张力，促进了界面的形成，又因这些中小分子的肽链在界面上伸展，并通过分子间基团强烈的氢键作用，形成一个平面保护网，使界面得以加强，这样就促进了泡沫的形成和稳定；

4.茶皂素是一种优良的天然非离子型表面活性剂，具有良好的起泡性、润湿性和分散性，能有效地降低水的表面张力，且对蛋白质溶液的疏水性有明显的增强作用。而蛋白质的分子量和疏水性对其发泡效果有重要作用，其发泡特性随蛋白质的分子量和疏水性增大而提高，进而随着茶皂素发挥自身特性的同时，对蛋白质类发泡剂起到协同增效作用；

5.蔗糖属于多羟基化合物，能够溶于多种溶剂。蔗糖的加入使发泡液的体积略有提升，在稳定时间上也有一定的改善，蔗糖完全溶解后，溶液流动性明显下降，粘性增大。由于蛋白质类发泡剂最初由碱液水解而得，使得发泡液中含有大量金属离子所形成的盐，而当蔗糖与这些盐类共存时，会使其溶液黏度进一步增大，从而增加了泡沫液膜的表面粘弹度，这在一定程度上也加强了马拉高尼效应，即液膜的自我修复能力加强，泡沫更加稳定。另外，蔗糖的结构本身也可以形成更促进泡沫稳定的氢键，还可能与发泡剂中的蛋白质以共价键的形式结合成糖蛋白，使其液膜粘度加大，这些都有利于泡沫的稳定。

附图说明

图1是本发明制备方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图1和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例

实施例1

一种外墙环保保温材料，按重量份数计，原料组分如表1所示。

其中，发泡剂采用蛋白质类发泡剂(参照《精细化工》第28卷第1期，2011年1月《菜籽粕蛋白质混凝土发泡剂的制备及性能》自制)。

该外墙环保保温材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1，发泡液的制备：混合蛋白质类发泡剂、茶皂素和蔗糖，搅拌均匀；

步骤2，保温材料主体的制备：将硅酸盐水泥、粉煤灰、玻璃纤维(长度为6-8mm)和柚子皮纤维(4-6mm)均匀充分混合，加入适量水并搅拌均匀获得水泥浆，边搅拌边加入水性环氧树脂(陶氏化学DER916)、水性环氧固化剂(陶氏化学DEH804)和水性聚氨酯的混合物，最后加入明胶(工业皮胶)，直至搅拌均匀；

步骤3，将发泡液体和保温材料主体充分搅拌均匀；

步骤4，发泡成型并养护。

实施例2

与实施例1的区别在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。

实施例3

与实施例1的区别在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。

实施例4

与实施例3的区别在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。

实施例5

与实施例1的区别在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。

实施例6

与实施例5的区别在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。

实施例7

与实施例1的区别在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。

实施例8

与实施例7的区别在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。

对比例

对比例1

与实施例1的区别在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。

其中，发泡剂采用双氧水。

对比例2

与对比例1的区别在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。

性能检测试验

按GB/T 20473-2006《建筑保温砂浆》对各实施例和对比例的样品进行抗压强度和导热系数的测试。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						硅酸盐水泥	70	73	72	75	72
粉煤灰	18	17	19	18	20
						发泡剂	5	5	4	5	6
水性环氧树脂	1	2	1	1	2
						水性环氧固化剂	1	2	1	1	2
水性聚氨酯	2	3	2	2	3
						明胶	15	15	0	0	14
玻璃纤维	11	10	11	11	12
						柚子皮纤维	8	8	6	7	7
茶皂素	1	1	2	1	0
						蔗糖	2	2	3	2	3
导热系数，W/(m·K)	0.028	0.028	0.045	0.046	0.49

表1-续

	实施例6	实施例7	实施例8	对比例1	对比例2
						硅酸盐水泥	73	74	71	72	73
粉煤灰	18	17	19	20	18
						发泡剂	5	5	4	4	5
水性环氧树脂	1	1	2	1	2
						水性环氧固化剂	1	1	2	1	2
水性聚氨酯	2	2	3	2	3
						明胶	14	15	15	14	15
玻璃纤维	11	11	10	12	11
						柚子皮纤维	7	6	7	7	8
茶皂素	0	2	1	2	1
						蔗糖	3	0	0	2	2
导热系数，W/(m·K)	0.49	0.031	0.032	0.53	0.52

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)

1.一种外墙环保保温材料，其特征在于：按重量份数计，原料包括以下组分，

2.根据权利要求1所述的一种外墙环保保温材料，其特征在于：按重量份数计，原料包括水性聚氨酯2-3份。

3.根据权利要求1所述的一种外墙环保保温材料，其特征在于：按重量份数计，原料包括明胶14-15份。

4.根据权利要求1所述的一种外墙环保保温材料，其特征在于：按重量份数计，原料包括玻璃纤维10-12份，所述玻璃纤维的长度为6-8mm。

5.根据权利要求1所述的一种外墙环保保温材料，其特征在于：按重量份数计，原料包括柚子皮纤维6-8份，所述柚子皮纤维的长度为4-6mm。

6.根据权利要求1所述的一种外墙环保保温材料，其特征在于：所述发泡剂设置为蛋白质类发泡剂。

7.根据权利要求6所述的一种外墙环保保温材料，其特征在于：按重量份数计，原料包括茶皂素1-2份。

8.根据权利要求6所述的一种外墙环保保温材料，其特征在于：按重量份数计，原料包括蔗糖2-3份。