CN109956732B

CN109956732B - 一种新型内墙节能保温基层及其制备和应用

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Publication number: CN109956732B
Application number: CN201711431986.8A
Authority: CN
Inventors: 张鑫; 姜瑞霞; 沈璟瑛; 李陈焰; 吴云; 孙长胜
Original assignee: SHANGHAI BIOASIA LIFE TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SHANGHAI BIOASIA LIFE TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2022-03-25
Anticipated expiration: 2037-12-26
Also published as: CN109956732A

Abstract

本发明属于建筑墙体保温节能领域，具体涉及一种新型内墙节能保温基层及其制备和应用。所述内墙保温基层，其制备原料包括如下重量份的成分：固体混合料10.2～40.6重量份；液体混合浆51.4～122。本发明的新型内墙节能保温基层具有成本低、低导热系数、用量少、施工简单、安全环保等优点。用本发明的新型内墙节能保温基层不仅优于市场上的内墙腻子，同时具有很好的保温效果，能有效降低墙体的传热系数，减少或者完全替代其他保温材料的使用。

Description

一种新型内墙节能保温基层及其制备和应用

技术领域

本发明属于建筑墙体保温节能领域，具体涉及一种新型内墙节能保温基层及其制备和应用。

背景技术

随着社会发展的加快，资源与环境问题此消彼长，节能环保愈加受到关注。在建筑行业，我国的建筑能耗占全社会总能耗的30％，对此国家提出了一系列政策用于建筑保温节能，以此来推动建筑行业对节能环保的重视及减轻其在资源上的巨大消耗。

目前行业中的内墙保温产品种类还比较少，且成本较高，市场无法接受。用保温腻子代替普通腻子，在不影响成本的情况下，节省了普通腻子的使用，同时增加了保温效果，提高了节能效率。

现今的市场机制下暂存下来的保温腻子仍然存在很多弊病，且随着市场机制与要求的日益严格，也终将会被淘汰。内墙保温腻子起到保温效果的主要物质为隔热粉，其添加量和物理性质对保温效果有着很大影响。大多数保温腻子保温效果差，如想达到一定要求的保温效果，就必须增加其使用厚度，如此不仅增加成本，增加了建筑物本身的重量，还减少了室内使用面积，其耐水性差，强度不够等缺点，也减少了内墙保温腻子的使用寿命。由于这些缺点，使原有的内墙保温腻子在市场上较难接受和广泛应用。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种新型内墙节能保温基层及其制备和应用。

为了实现上述目的以及其他相关目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种内墙保温基层，其制备原料包括如下重量份的成分：固体混合料 10.2～40.6重量份；液体混合浆 51.4～122。

进一步地，所述内墙保温基层，其制备原料包括如下重量份的成分：

固体混合料 20.0～50.0重量份；液体混合浆 66～108重量份。

固体混合料 22.6～48.2重量份；液体混合浆 66.0～107.2重量份。

再进一步地，所述内墙保温基层，其制备原料包括如下重量份的成分：

固体混合料 22.6～29.34重量份；液体混合浆 66.2～107.2重量份。

进一步地，所述固体混合料选自保温粉料、抗裂纤维、增稠保水剂中任一种或多种的组合。

进一步地，所述固体混合料包括如下重量份数的组分：

保温粉料9～35重量份抗裂纤维0.5～3.0重量份增稠保水剂0.7～2.6重量份。

进一步地，所述保温粉料选自膨胀珍珠岩、干凝胶中的任一种或多种。

进一步地，所述干凝胶为硅源干凝胶。更进一步地，所述干凝胶为水玻璃干凝胶。再进一步地，所述干凝胶为锂水玻璃干凝胶。

进一步地，所述干凝胶的平均孔径为15～23nm。所述干凝胶的孔隙率在85％以上。所述干凝胶的比表面积在200㎡/g以上。

进一步地，所述干凝胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)将硅源加入到醇溶液中，以碱性pH调节剂作为催化剂，进行凝胶反应，得到湿凝胶；

(2)用醇溶液置换所述湿凝胶中的原溶液，进行老化处理；

(3)将老化后的湿凝胶用表面改性剂进行表面疏水改性；

(4)疏水改性后，添加干燥控制化学添加剂(DCCA)；

(5)将步骤(4)得到的湿凝胶进行冷冻干燥，得到干凝胶。

优选地，步骤(1)中，所述硅源为水玻璃。进一步地，所述硅源为锂水玻璃，亦即所述硅源为硅酸锂。

优选地，步骤(1)中，所述醇溶液选自乙醇或丙二醇。

优选地，步骤(1)中，所述硅源与醇溶液的体积比为1：(3～4.5)。

优选地，步骤(1)中，所述碱性pH调节剂为碱性pH调节剂AMP-95。

为了控制反应速度，所述硅源与所述催化剂的体积比为1：(0.1～0.5)。

优选地，步骤(2)中，所述醇溶液选自乙醇或丙二醇。

优选地，步骤(2)中，所述老化处理的温度为30-36℃，时间为30-48h。

优选地，步骤(3)中，所述表面改性剂为硅烷偶联剂。进一步地，所述硅烷偶联剂选自南京优普化工有限公司：UP-150乙烯基硅烷偶联剂。

优选地，步骤(4)中，所述干燥控制化学添加剂(DCCA)选自甲酰胺或N-二甲基甲酰胺(DMF)中的任一种或多种。

优选地，步骤(5)中，所述冷冻干燥包括用液氮淬冷，然后进行真空干燥处理。

进一步地，所述的真空干燥处理温度为80-85℃，处理时间为12-18h。

进一步地，所述膨胀珍珠岩的相变温度为30-40℃，相变焓>150KJ/Kg。

进一步地，所述抗裂纤维为木质纤维素。进一步地，所述木质纤维素PH值为6.5-7.5，纤维含量>95％，平均长度为200-400μm，分散性>97％。

进一步地，所述增稠保水剂选自羟丙基甲基纤维素、膨润土中的任一种或多种。

更优的，所述膨润土选自钠基膨润土和钙基膨润土中的一种或两种的组合。

进一步地，所述液体混合浆选自水、分散剂、杀菌剂、丙二醇、成膜助剂、苯丙乳液中的任一种或多种。

进一步地，所述液体混合浆包括如下重量份数的组分：

所述分散剂、杀菌剂、防冻剂、成膜助剂为本领域常规。

所述分散剂为多聚磷酸钠盐类分散剂。具体可使用的多聚磷酸钠盐类分散剂包括但不限于广东佰合新材料科技股份有限公司的LOPON NC等。

所述杀菌剂可选用本领域各种可适用的杀菌剂，具体可使用的杀菌剂包括但不限于：广州冠志化工有限公司公司的BEK-568、英国Clariant公司的BIF 10F、AS，美国Dow化学公司的BIOBON BP-10、BP-30，美国罗门哈斯公司的KATHON LX、LXE等。

优选地，所述防冻剂选自丙二醇、乙二醇中的任一种或多种。

所述成膜助剂可选用本领域各种可适用的成膜助剂，具体可使用的成膜助剂包括但不限于：德国明凌的

P871等。

优选地，所述乳液为苯丙乳液。所述苯丙乳液可选自保利佳BLJ-800、保利佳BLJ-8969、巴斯夫98A中的任意一种或多种。

本发明的第二方面，提供了前述内墙保温基层的制备方法，包括如下步骤：

按照配比将制备原料中的液体混合浆加入到固体混合料中，搅拌均匀，即可获得内墙保温基层。

本发明的第三方面，提供前述内墙保温基层在制备保温建筑材料中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明一方面对各种保温隔热矿物质粉体进行筛选，优化搭配，提高了新型内墙节能保温基层的保温效果；另一方面，使用特制的干凝胶，不仅降低了新型内墙节能保温基层的导热系数，也降低了新型内墙节能保温基层在建筑墙体上的重量。本发明的新型内墙节能保温基层具有成本低、低导热系数、用量少、施工简单、安全环保等优点。用本发明的新型内墙节能保温基层不仅优于市场上的内墙腻子，同时具有很好的保温效果，能有效降低墙体的传热系数，减少或者完全替代其他保温材料的使用。

具体实施方式

在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

除非另外说明，本发明中所公开的实验方法、检测方法、制备方法均采用本技术领域常规的技术。

实施例1

一、干凝胶的制备

在100mL硅酸锂中加入300mL无水乙醇，均匀搅拌，再加入30mL碱性pH调节剂AMP-95，进行凝胶反应，得到湿凝胶。将湿凝胶常温常压放置，用乙醇溶液置换原溶液，在30℃下进行老化处理，时间为36h；将老化后的湿凝胶用1.08g硅烷偶联剂(南京优普化工有限公司：UP-150乙烯基硅烷偶联剂)进行表面疏水改性；疏水改性后，添加0.88g甲酰胺(HCONH₂，45.04)，以调整孔径尺寸大小的均匀性。将得到的湿凝胶用液氮淬冷，使其瞬间冷冻，然后进行真空干燥处理，温度为80℃，处理时间为18h。得到干凝胶。最终产物平均孔径为20nm，孔隙率为86％，比表面积为225㎡/g。

二、一种新型内墙节能保温基层的制备

配方如下：

各组分的原料信息如下：

分散剂为广东佰合新材料科技股份有限公司的LOPON NC；

杀菌剂为广州冠志化工有限公司公司的BEK-568；

成膜助剂为德国明凌的P871；

苯丙乳液为保利佳BJL-800；

抗裂纤维为河南齐祥实业有限公司的木质素纤维B-500；

羟丙基甲基纤维素为吴桥双盛纤维素有限公司的HMPC10000S；

膨胀珍珠岩的相变温度30-40℃，相变焓>150KJ/Kg，市售；

干凝胶为本实施例上述一中所制备；

其他原料均可通过市购获得。

按本实施例的配方量，在搅拌装置中加入膨胀珍珠岩、干凝胶、膨润土、抗裂纤维、羟丙基甲基纤维素混合均匀，得到固体混合料；再按配比，将原料中的水、分散剂、杀菌剂、丙二醇、成膜助剂、苯丙乳液混合均匀，得到液体混合浆。将得到的液体混合浆加入到固体混合料中，搅拌均匀，得到新型内墙节能保温基层。

此外，不使用干凝胶在，其他条件与本实施例中的配方相同不变，制备内墙保温基层，作为对比例1。

实施例2

一、干凝胶的制备

在100mL硅酸锂中加入300mL无水乙醇，均匀搅拌，在加入50mL碱性pH调节剂AMP-95，进行凝胶反应，得到湿凝胶。将湿凝胶常温常压放置，用乙醇溶液置换原溶液，在33℃下进行老化处理，时间为48h；将老化后的湿凝胶用1.33g的硅烷偶联剂(南京优普化工有限公司：UP-150乙烯基硅烷偶联剂)进行表面疏水改性；疏水改性后，添加甲酰胺与N-二甲基甲酰胺的混合物共0.67g(二者的质量比例为1：0.34)，以调整孔径尺寸大小的均匀性。将得到的湿凝胶用液氮淬冷，使其瞬间冷冻，然后进行真空干燥处理，温度为85℃，处理时间为12h。得到干凝胶。最终产物平均孔径为18nm，孔隙率为88.7％，比表面积为240㎡/g。

二、一种新型内墙节能保温基层的制备:

配方如下：

各组分的原料信息如下：

分散剂为广东佰合新材料科技股份有限公司的LOPON NC；

杀菌剂为广州冠志化工有限公司公司的BEK-568；

成膜助剂为德国明凌的P871；

苯丙乳液为保利佳BLJ-8969；

抗裂纤维为河南齐祥实业有限公司的木质素纤维B-500；

羟丙基甲基纤维素为吴桥双盛纤维素有限公司的HMPC10000S；

膨胀珍珠岩的相变温度30-40℃，相变焓>150KJ/Kg，市售；

干凝胶为本实施例上述一中所制备；

其他原料均可通过市购获得。

按本实施例的配方量，在搅拌装置中加入膨胀珍珠岩、干凝胶、膨润土、抗裂纤维、羟丙基甲基纤维素混合均匀，得到固体混合料；再按配比，将原料中的水、分散剂、杀菌剂、乙二醇、成膜助剂、苯丙乳液混合均匀，得到液体混合浆。将得到的液体混合浆加入到固体混合料中，搅拌均匀，得到新型内墙节能保温基层。

此外，不使用干凝胶在，其他条件与本实施例中的配方相同不变，制备内墙保温基层，作为对比例2。

实施例3

一、干凝胶的制备

在100mL硅酸锂中加入450mL丙二醇，均匀搅拌，在加入20mL碱性pH调节剂AMP-95，进行凝胶反应，得到湿凝胶。将湿凝胶常温常压放置，用丙二醇溶液置换原溶液，在36℃下进行老化处理，时间为40h；将老化后的湿凝胶用0.97g的硅烷偶联剂(南京优普化工有限公司：UP-150乙烯基硅烷偶联剂)进行表面疏水改性；疏水改性后，添加1.1g的甲酰胺(HCONH₂，45.04)，以调整孔径尺寸大小的均匀性。将得到的湿凝胶用液氮淬冷，使其瞬间冷冻，然后进行真空干燥处理，温度为81℃，处理时间为18h。得到干凝胶。最终产物平均孔径为15nm，孔隙率为91％，比表面积为280㎡/g。

二、一种新型内墙节能保温基层的制备:

配方如下：

各组分的原料信息如下：

分散剂为广东佰合新材料科技股份有限公司的LOPON NC；

杀菌剂为广州冠志化工有限公司公司的BEK-568；

成膜助剂为德国明凌的P871；

苯丙乳液为巴斯夫998A；

抗裂纤维为河南齐祥实业有限公司的木质素纤维B-500；

羟丙基甲基纤维素为吴桥双盛纤维素有限公司的HMPC10000S；

膨胀珍珠岩的相变温度30-40℃，相变焓>150KJ/Kg，市售；

干凝胶为本实施例上述一中所制备；

其他原料均可通过市购获得。

此外，不使用干凝胶在，其他条件与本实施例中的配方相同不变，制备内墙保温基层，作为对比例3。

实施例4

一、干凝胶的制备

在100mL硅酸锂中加入400mL无水乙醇，均匀搅拌，在加入10mL碱性pH调节剂AMP-95，进行凝胶反应，得到湿凝胶。将湿凝胶常温常压放置，用乙醇溶液置换原溶液，在35℃下进行老化处理，时间为45h；将老化后的湿凝胶用1.16g的硅烷偶联剂(南京优普化工有限公司：UP-150乙烯基硅烷偶联剂)进行表面疏水改性；疏水改性后，添加甲酰胺与N-二甲基甲酰胺的混合物共1.22g(二者的质量比例为1：0.66)，以调整孔径尺寸大小的均匀性。将得到的湿凝胶用液氮淬冷，使其瞬间冷冻，然后进行真空干燥处理，温度为83℃，处理时间为14h。得到干凝胶。最终产物平均孔径为23nm，孔隙率为85％，比表面积为200㎡/g。

二、一种新型内墙节能保温基层的制备:

配方如下：

各组分的原料信息如下：

分散剂为广东佰合新材料科技股份有限公司的LOPON NC；

杀菌剂为广州冠志化工有限公司公司的BEK-568；

成膜助剂为德国明凌的P871；

苯丙乳液为保利佳BLJ-8969；

抗裂纤维为河南齐祥实业有限公司的木质素纤维B-500；

羟丙基甲基纤维素为吴桥双盛纤维素有限公司的HMPC10000S；

膨胀珍珠岩的相变温度30-40℃，相变焓>150KJ/Kg，市售；

干凝胶为本实施例上述一中所制备；

其他原料均可通过市购获得。

此外，不使用干凝胶在，其他条件与本实施例中的配方相同不变，制备内墙保温基层，作为对比例4。

实施例5新型内墙节能保温基层的检测

1、新型内墙节能保温基层的性能检测

(1)实验对象：实施例1至4获得的新型内墙节能保温基层

(2)实验方法：实验方法参考JG/T298-2010《建筑室内用腻子》

表1新型内墙节能保温基层的检测数据

2、新型内墙节能保温基层的导热系数检测

(1)实验对象：

实验例：本发明实施例1至4制备的新型内墙节能保温基层以及对比例1-4获得的内墙保温基层；对比例：市场上购买的普通内墙保温腻子；

(2)实验方法

实验内容：测试腻子施工养护后的实际导热系数

实验依据：GB/T 10295-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》

(3)实验结果

表2新型内墙节能保温基层的导热系数(W/(m·K))

3、新型内墙节能保温基层的实际保温效果测试

(1)实验对象：实验例：本发明是实施例1至4制备的新型内墙节能保温基层以及对比例1-4获得的内墙保温基层；对比例：市场上购买的普通内墙保温腻子

(2)实验方法：

实验内容：测试新型内墙节能保温基层施工养护后的实际保温效果

具体步骤：

1)在四方铁皮罐上，其中四面施工同一厚度的实施例产品和市场上购买的普通内墙保温腻子；

2)待养护结束后，在罐中注入水，并保持水温恒温90℃；

3)用红外测温枪测试空白面的表面温度，定义为T1，待测样品表面温度为T2；用T1与T2之间的温差来体现保温效果；

4)分别测试实施例中方法制备的全部新型内墙节能保温基层及市场上购买的普通内墙保温腻子。

在封闭环境下，测试的环境温度为20±2℃，湿度为45％-60％，具体数据如下：

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims

1.一种内墙保温基层，其制备原料包括如下重量份的成分：

固体混合料 10.2～40.6重量份；液体混合浆 51.4～122；

所述固体混合料由如下重量份数的组分组成：保温粉料9～35重量份、抗裂纤维 0.5～3.0重量份、增稠保水剂 0.7～2.6重量份；

所述保温粉料为膨胀珍珠岩和干凝胶；

所述干凝胶为锂水玻璃干凝胶；所述干凝胶的平均孔径为15～23nm；所述干凝胶的孔隙率在85%以上；所述干凝胶的比表面积在200㎡/g以上；

所述抗裂纤维为木质纤维素；所述木质纤维素PH值为6.5-7.5，纤维含量>95%，平均长度为200-400μm，分散性>97%。

2.根据权利要求1中所述的内墙保温基层，其特征在于，所述干凝胶的制备方法，包括如下步骤：（1）将硅源加入到醇溶液中，以碱性pH调节剂作为催化剂，进行凝胶反应，得到湿凝胶；（2）用醇溶液置换所述湿凝胶中的原溶液，进行老化处理；（3）将老化后的湿凝胶用表面改性剂进行表面疏水改性；（4）疏水改性后，添加干燥控制化学添加剂；（5）将步骤（4）得到的湿凝胶进行冷冻干燥，得到干凝胶。

3.根据权利要求2中所述的内墙保温基层，其特征在于，还包括以下特征中的任一项或多项：（1）所述步骤（1）中，所述醇溶液选自乙醇或丙二醇；（2）所述步骤（1）中，所述硅源与醇溶液的体积比为1：（3～4.5）；（3）所述步骤（1）中，所述碱性pH调节剂为碱性pH调节剂AMP-95；（4）所述步骤（1）中，所述硅源与所述催化剂的体积比为1：（0.1～0.5）；（5）所述步骤（2）中，所述醇溶液选自乙醇或丙二醇；（6）所述步骤（2）中，所述老化处理的温度为30-36℃，时间为30-48h；（7）所述步骤（3）中，所述表面改性剂为硅烷偶联剂；（8）所述步骤（4）中，所述干燥控制化学添加剂选自甲酰胺或N-二甲基甲酰胺中的任一种或多种；（9）步骤（5）中，所述冷冻干燥包括用液氮淬冷，然后进行真空干燥处理。

4.根据权利要求1中所述的内墙保温基层，其特征在于，所述增稠保水剂选自羟丙基甲基纤维素、膨润土中的任一种或多种。

5.根据权利要求1中所述的内墙保温基层，其特征在于，所述液体混合浆包括如下重量份数的组分：水 45～100重量份；分散剂 0.1～0.5重量份；杀菌剂 0.1～0.5重量份；防冻剂 0.1～0.5重量份；成膜助剂 0.1～0.5重量份；乳液 6～20重量份。

6.根据权利要求5中所述的内墙保温基层，其特征在于，还包括以下特征中的任一项或多项：（1）所述分散剂为多聚磷酸钠盐类分散剂；（2）所述防冻剂选自丙二醇、乙二醇中的任一种或多种；（3）所述乳液为苯丙乳液。

7.如权利要求1～5任一项所述内墙保温基层的制备方法，包括如下步骤：按照配比将制备原料中的液体混合浆加入到固体混合料中，搅拌均匀，即可获得内墙保温基层。

8.如权利要求1～5任一项所述内墙保温基层在制备保温建筑材料中的应用。