CN110981360A

CN110981360A - 一种反射辐射型建筑外墙腻子及其制备方法

Info

Publication number: CN110981360A
Application number: CN201911354888.8A
Authority: CN
Inventors: 张云升; 童鑫鑫; 佘伟; 严飞奕; 项宇凡
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2020-04-10

Abstract

本发明公开了一种反射辐射型建筑外墙腻子及其制备方法，该腻子按质量百分比包括白色硅酸盐水泥20～30％、矿渣5～8％、石英砂20～30％、碳酸钙20～30％、金红石型二氧化钛10～20％、微米碳化硅0.5～1.5％、羟丙基纤维素醚0.1～0.5％。制备方法如下：1)按比例称取白色硅酸盐水泥、矿渣、石英砂、碳酸钙、金红石型二氧化钛、微米碳化硅、羟丙基纤维素醚，将原料粉体混合均匀得到混合粉体；2)将混合粉体与水混合搅拌均匀得到所述的建筑外墙腻子。该反射辐射型建筑外墙腻子在太阳光区域具有较高反射率，在中红外区域具有较高辐射率，能够有效减少建筑物对太阳光的吸收，同时还能向外辐射能量，提高建筑物节能功能。

Description

一种反射辐射型建筑外墙腻子及其制备方法

技术领域

本发明涉及的是一种反射辐射型建筑外墙腻子及其制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

水泥混凝土是当今最重要的建筑材料，广泛应用于建筑、交通、桥梁、水利、地下工程等领域。随着全球经济迅速发展，建设规模空前，水泥混凝土使用量逐年上升，对于经济高速发展的中国尤为突出；随着社会的发展和进步，人们越来越关心建筑材料的环保性能，符合环保要求的绿色节能型建筑材料成为了行业最重要的发展方向之一。

另一方面，随着我国经济水平的提高，全国人民的生活水平也在不断提高，对于居住舒适度的要求也越来越高。一般民用建筑如学校、办公楼等，空调能耗占总能耗的50％以上。因此，开发环保节能的制冷技术具有十分重要的工程价值。

太阳辐射经过大气层到达地面的能量约为1000w/m²，是中低纬度区域建筑物重要的热量来源。而中红外区域存在着大气透射率较高的光谱段(8～13μm)，被称之为“大气窗口”。在这个波段的热辐射可以将能量直接从地面传输到大气层外。反射辐射型降温材料是指在太阳光区域具有较高反射率，能够减少建筑物对于太阳光的吸收。同时，其在“大气窗口”具有较高的辐射率。这种材料能够有效降低日间建筑物的温度，降低空调的使用频率，达到节能减排的效果。

研发反射辐射型建筑材料对解决人类目前所面临的能源问题，具有重大的社会意义与经济价值。目前，具有高反射率的涂料主要是有机涂料，毒性较大、辐射率较低、成本较高且与水泥建筑的粘接性能较差，因此高反射高辐射建筑外墙材料的发展亟待粘接强度较高、成本廉价、绿色环保的材料；当前传统外墙腻子主要用于墙面抹平作用，具有成本低、黏结强度高、耐碱性、施工性能好，但是一般不具有反射辐射等功能性。因此，开发同时满足粘接性能好以及具有高反射辐射功能的建筑外墙材料将具有重要的理论意义和工程应用价值。

发明内容

技术问题：为解决上述背景中提出的问题，本发明的目的在于提供一种反射辐射型建筑外墙腻子及其制备方法，该反射辐射型建筑外墙腻子在太阳光区域具有较高反射率，在中红外区域具有较高辐射率，能够有效减少建筑物对太阳光的吸收，同时还能向外辐射能量，提高建筑物节能功能。

技术方案：本发明提供了一种反射辐射型建筑外墙腻子，该腻子按照质量百分比包括以下组分：

其中：

所述的白色硅酸盐水泥为P.W 42.5或P.W 52.5白色硅酸盐水泥；所述的羟丙基纤维素醚粘度为6万～10万。

所述的矿渣满足GB/T18046-2008的要求，其比表面积为350～450m²/kg。

所述的石英砂粒径分布为10～40μm。

所述的碳酸钙中CaCO₃含量≥90wt％。

所述的金红石型二氧化钛中的金红石型TiO₂含量≥90wt％,粒径分布为0.1～0.6μm。

所述的微米碳化硅中SiC含量≥90wt％，粒径分布为5～20μm。

本发明还提供了一种反射辐射型建筑外墙腻子的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)按比例称取白色硅酸盐水泥、矿渣、石英砂、碳酸钙、金红石型二氧化钛、微米碳化硅和羟丙基纤维素醚，并将原料粉体混合均匀得到混合粉体；

2)将混合粉体与水混合搅拌均匀得到所述的建筑外墙腻子。

其中：

步骤1)所述的将原料粉体混合均匀得到混合粉体是指用混料机将原料粉体进行混合，转速为30～40r/min,混合时间≥30min得到混合粉体。

步骤2)所述的将混合粉体与水混合搅拌均匀中，混合粉体与水的质量比为2.5～4:1，按照国标GB1749-79调节稠度至50～70mm，搅拌过程是在转速为45～50r/min的条件下，搅拌3～5min。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：

1、本发明提供的反射辐射型建筑外墙腻子在太阳光区域具有较高反射率，在中红外区域具有较高辐射率，能够有效减少建筑物对太阳光的吸收，降低室内温度，同时还能向外辐射能量，提高建筑物节能功能；

2、本发明提供的反射辐射型建筑外墙腻子主要成分为白水泥、矿渣、碳酸钙以及二氧化钛，成本低，制备工艺简单，并且挥发性有机物含量少，绿色环保，具有良好的经济效益；

3、本发明提供的反射辐射型建筑外墙腻子，适用于各种建筑外墙的喷涂，适用范围广；其与传统有机反射涂料相比，具有辐射降温效果，并且更加环保健康，与传统腻子相比，反射率高，有效降低建筑物在白天吸收太阳光效率；

4、本发明提供的反射辐射型建筑外墙腻子中，白色硅酸盐水泥基体以及SiC在中红外区域具有高辐射(85％)，加入此粒径范围的金红石型TiO₂、CaCO₃以及石英砂能够有效提高腻子反射率(80％)，使得腻子满足GB/T25261-2010建筑反射隔热涂料中的反射率以及发射率要求。

具体实施方式

本发明提供了一种反射辐射型建筑外墙腻子及其制备方法，通过理论设计和实验设计，利用白色硅酸盐水泥、矿渣、石英砂、碳酸钙、二氧化钛、微米碳化硅、羟丙基纤维素醚制备的反射辐射型腻子。该腻子具有优异的力学性能以及较高的太阳光反射率、较高的中红外区域辐射率。

为了便于理解本发明，下面将采用实例对本发明进行全面的描述。但是本发明可以采用很多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施案例。提供这些实施案例的目的是使其他人对本发明的公开内容的理解更加透彻和全面。

本实例中采用的白色硅酸盐水泥来自于江西银杉P.W52.5水泥。

本实例中采用的灰色硅酸盐水泥来自于江南小野田P.II 52.5水泥。

本实例中采用的矿渣由江南粉磨有限公司生产的高性能矿渣微粉，满足GB/T18046-2008中S95及以上等级矿渣微粉的各项要求，其比表面积为350～450m²/kg。

本实例中采用的石英砂为市建筑材料，粒径分布为10～40μm

本实例中采用的碳酸钙来自于西陇科学化工生产的碳酸钙粉末，其中碳酸钙含量≥99wt％。

本实例中采用的金红石型二氧化钛来自于杜邦公司生产的钛白粉R-902，其中的金红石型TiO2含量≥91wt％,粒径分布为0.1～0.6μm

本实例中采用的微米碳化硅中SiC来自于科特新材料科技有限公司，微米碳化硅中SiC含量≥90wt％，粒径分布为5～20μm。

本实例中采用的羟丙基纤维素醚来自于上海臣启化工科技有限公司，其粘度为10万。

实施例1：

一种反射辐射型建筑外墙腻子，该反射辐射型外墙腻子按照质量百分比包括以下组分：白色硅酸盐水泥30％，矿渣8％，碳酸钙20％，石英砂20.2％，金红石型二氧化钛20％，纳米碳化硅1.5％，羟丙基纤维素醚0.3％。

一种反射辐射型建筑外墙腻子的制备方法，包括以下步骤：

1)按比例称取白色硅酸盐水泥、矿渣、石英砂、碳酸钙、金红石型二氧化钛、微米碳化硅、羟丙基纤维素醚，用混料机在转速30r/min,将粉体混合40min得到混合粉体；

2)按照粉水比为2.5:1将混合粉体与水混合,用搅拌机在50r/min搅拌3min，得到所述的建筑外墙腻子N1。

实施例2：

一种反射辐射型建筑外墙腻子，该反射辐射型外墙腻子按照质量百分比包括以下组分：白色硅酸盐水泥28％，矿渣8％，碳酸钙20％，石英砂23.1％，金红石型二氧化钛20％，纳米碳化硅0.5％，羟丙基纤维素醚0.4％。

一种反射辐射型建筑外墙腻子的制备方法，包括以下步骤：

1)按比例称取白色硅酸盐水泥、矿渣、石英砂、碳酸钙、金红石型二氧化钛、微米碳化硅、羟丙基纤维素醚，用混料机在转速40r/min,将粉体混合50min得到混合粉体；

2)按照粉水比为3:1将混合粉体与水混合，用搅拌机在50r/min搅拌5min，得到所述的建筑外墙腻子2。

实施例3：

一种反射辐射型建筑外墙腻子，该反射辐射型外墙腻子按照质量百分比包括以下组分：白色硅酸盐水泥23％，矿渣5％，碳酸钙28％，石英砂27.2％，金红石型二氧化钛15.5％，纳米碳化硅0.8％，羟丙基纤维素醚0.5％。

一种反射辐射型建筑外墙腻子的制备方法，包括以下步骤：

1)按比例称取白色硅酸盐水泥、矿渣、石英砂、碳酸钙、金红石型二氧化钛、微米碳化硅、羟丙基纤维素醚，用混料机在转速35r/min,将粉体混合60min得到混合粉体；

2)按照粉水比为3.5:1将混合粉体与水混合，用搅拌机在47r/min搅拌3min，得到所述的建筑外墙腻子N3。

实施例4：

一种反射辐射型建筑外墙腻子，该反射辐射型外墙腻子按照质量百分比包括以下组分：白色硅酸盐水泥20％，矿渣5％，碳酸钙30％，石英砂23.2％，金红石型二氧化钛20％，纳米碳化硅1.5％，羟丙基纤维素醚0.3％。

一种反射辐射型建筑外墙腻子的制备方法，包括以下步骤：

1)按比例称取白色硅酸盐水泥、矿渣、石英砂、碳酸钙、金红石型二氧化钛、微米碳化硅、羟丙基纤维素醚，用混料机在转速40r/min,将粉体混合30min得到混合粉体；

2)按照粉水比为3:1将混合粉体与水混合，用搅拌机在45r/min搅拌5min，得到所述的建筑外墙腻子N4。

实施例5：

该实施例作为对比例：不选用高反射高辐射材料制备水泥腻子：灰色硅酸盐水泥30％，矿渣5％，碳酸钙35％，石英砂29.7％，羟丙基纤维素醚0.3％。

其制备方法，包括以下步骤：

1)按比例称取灰色硅酸盐水泥、矿渣、石英砂、碳酸钙、羟丙基纤维素醚，用混料机在转速40r/min,将粉体混合50min得到混合粉体；

2)按照粉水比为3:1将混合粉体与水混合，用搅拌机在50r/min搅拌5min，得到所述的建筑外墙腻子N5。

实施例6：

该实施例作为对比例：不选用高反射高辐射材料制备水泥腻子：白色硅酸盐水泥30％，矿渣5％，碳酸钙35％，石英砂29.7％，羟丙基纤维素醚0.3％。

其制备方法，包括以下步骤：

1)按比例称取白色硅酸盐水泥、矿渣、石英砂、碳酸钙、羟丙基纤维素醚，用混料机在转速40r/min,将粉体混合50min得到混合粉末；

2)按照粉水比为3:1将混合粉体与水混合，用搅拌机在50r/min搅拌5min，得到所述的建筑外墙腻子N6。

实施例1～6制备得到的反射辐射型建筑外墙腻子的基本性能如表1所示：

表1实施例1～6制备得到的反射辐射型建筑外墙腻子基本性能

从表1中可以看出，常见的灰色硅酸盐水泥腻子N5的反射率为30.5％，而白色硅酸盐水泥腻子N6的反射率为65.1％，反射率均没有达到GB/T25261-2010中对于建筑用反射隔热涂料中反射率≥80％的要求。而本发明加入优选粒径范围的金红石型TiO₂、CaCO₃以及石英砂能够有效提高腻子反射率；同时，加入SiC并利用水泥基材料高辐射的特性，得到具有高反射高辐射型建筑外墙腻子N1～N4，能够有效阻止太阳光进入室内，降低室内温度，提高居住舒适度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种反射辐射型建筑外墙腻子，其特征在于：该腻子按照质量百分比包括以下组分：

2.如权利要求1所述的反射辐射型建筑外墙腻子，其特征在于，所述的白色硅酸盐水泥为P.W 42.5或P.W 52.5白色硅酸盐水泥；所述的羟丙基纤维素醚的粘度为6万～10万。

3.如权利要求1所述的反射辐射型建筑外墙腻子，其特征在于，所述的矿渣满足GB/T18046-2008，其比表面积为350～450m²/kg。

4.如权利要求1所述的反射辐射型建筑外墙腻子，其特征在于，所述的石英砂粒径分布为10～40μm。

5.如权利要求1所述的反射辐射型建筑外墙腻子，其特征在于，所述的碳酸钙中CaCO₃含量≥90wt％。

6.如权利要求1所述的反射辐射型建筑外墙腻子，其特征在于，所述的金红石型二氧化钛中的金红石型TiO₂含量≥90wt％,粒径分布为0.1～0.6μm。

7.如权利要求1所述的反射辐射型建筑外墙腻子，其特征在于，所述的微米碳化硅中SiC含量≥90wt％，粒径分布为5～20μm。

8.一种如权利要求1所述的反射辐射型建筑外墙腻子的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

2)将混合粉体与水混合搅拌均匀，得到所述的建筑外墙腻子。

9.如权利要求8所述的一种反射辐射型建筑外墙腻子的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的将原料粉体混合均匀得到混合粉体是指用混料机将原料粉体进行混合，转速为30～40r/min,混合时间≥30min。

10.如权利要求8所述的一种反射辐射型建筑外墙腻子的制备方法，其特征在于：步骤2)所述的将混合粉体与水混合搅拌均匀中，混合粉体与水的质量比为2.5～4:1，按照国标GB1749-79调节稠度至50～70mm，搅拌过程是在转速为45～50r/min的条件下，搅拌3～5min。