CN112341122B - 一种带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板及其制备方法，所述保温板包括以下组分：煅烧脱硫石膏100，偏高岭土40‑70，火山渣粉20‑50，片麻岩粉10‑30，电石渣2‑6，芒硝1‑5，膨胀珍珠岩150‑300，憎水剂3‑7，糊精0.3‑0.8，丁苯乳液4‑7，隔热钛白粉2‑5，钛铁棕色颜料1‑3，中空玻璃微珠3‑5，水80‑140。本发明制备方法包括：基体保温板的成型和养护；热反射涂料的制备；热反射涂层的涂刷；热反射涂层的固化。本发明具有良好的隔热保温性能和热反射性能，适合于夏热冬暖地区和夏热冬冷地区的外墙贴面，赋予建筑物良好的节能和装饰效果，具有广阔的应用前景。

Description

一种带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板及其 制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板及其制备方法。

背景技术

建筑物节能是我国的一项基本国策，其关系到生活在建筑物内的人们的健康和舒适性，也决定着建筑物的可持续发展。我国建筑物单位面积能耗是气候条件相近的发达国家的（2-3）倍，建筑节能工作任重而道远。

从2004年开始，我国推行建筑物外墙外保温措施，在外墙外保温系统中采用的保温材料先后有膨胀聚苯版，挤塑聚苯板、聚氨酯板、酚醛树脂板、岩棉板，以及无机保温砂浆和膨胀聚苯颗粒保温砂浆等。这些种类的保温材料要么不耐火、不阻燃，要么易吸水，要么导热系数不够低，以致我国建筑物节能工作至今都没有取得较好的效果，而且因施加了外墙外保温系统又产生了保温层空鼓、脱落甚至伤人、伤物的严重后果。

研究表明，对于夏热冬冷地区和夏热冬暖地区来说，夏季光照时间长，单纯的保温并不是最佳的选择。众所周知，照射到建筑物表面的太阳光能量可能被反射、吸收或透射，其反射率τ、吸收 率σ和透射率ρ之间存在如下关系：τ+σ+ρ=1。由于建筑物表面的涂料涂膜是不透明的，其对太阳光的透射率ρ可近似为0，则此时τ+σ=1。要降低建筑表面对太阳光的吸收率σ，就要尽可能提高建筑物表面对太阳光的反射率τ。照射到建筑物表面的太阳光能量主要分布在三个波段，其中紫外光（波长（0.2-0.3）μm）产生的能量约占总能量的5%，可见光（波长（0.3-0.72）μm）产生的能量约占总能量的45%，近红外光（波长（0.72-2.5）μm）产生的能量约占总能量的50%。可见，只要减少建筑物表面对可见光和近红外光能量的吸收，就可以最大程度地降低夏季建筑物制冷能耗，减小建筑物总能耗。

本发明瞄准这一最新研究成果，结合保温材料技术、热反射涂层技术以及脱硫石膏综合利用技术，开发了一种带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，其在夏季主要反射太阳光中的可见光和近红外光，使其携带的热量不致传递给建筑物表面，加上保温板本身的隔热性能，保证建筑物室内的凉爽。而到冬季，建筑物室内的热量又因保温板良好的隔热性而不致传递到建筑物外面，保证了建筑物室内温度的恒定。本发明成果代表了当今保温隔热材料最新产品技术，值得在夏热冬冷地区和夏热冬暖地区推广使用。

发明内容

本发明的目的就是结合保温材料技术、热反射涂层技术以及脱硫石膏综合利用技术，提供一种带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提出的一种带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，由煅烧脱硫石膏、偏高岭土、火山渣粉、片麻岩粉、电石渣、芒硝、膨胀珍珠岩、憎水剂、糊精、丁苯乳液、隔热钛白粉、中空玻璃微珠、钛铁棕色颜料和水组成，各组分的重量比为：

煅烧脱硫石膏 100

偏高岭土 40-70

火山渣粉 20-50

片麻岩粉 10-30

电石渣 2-6

芒硝 1-5

膨胀珍珠岩 150-300

憎水剂 3-7

糊精 0.3-0.8

丁苯乳液 4-7

隔热钛白粉 2-5

钛铁棕色颜料 1-3

中空玻璃微珠 3-5

水 80-140。

各组分的重量比为：

煅烧脱硫石膏 100

偏高岭土 40-60

火山渣粉 20-48

片麻岩粉 10-25

电石渣 3-6

芒硝 2-4

膨胀珍珠岩 180-280

憎水剂 3-6

糊精 0.3-0.5

丁苯乳液 4-6

隔热钛白粉 2-4

钛铁棕色颜料 1-2.5

中空玻璃微珠 3-5

水 90-120。

本发明中，所述的煅烧脱硫石膏为湿法脱硫石膏在（160-200）℃高温下煅烧而得，SO₃含量大于等于40.0%，比表面积大于等于3000cm²/g。

本发明中，所述偏高岭土为天然高岭土在（800-1000）℃高温下煅烧，并破碎、粉磨而得，SiO₂含量大于等于30.0%，比表面积大于等于5000cm²/g，火山灰活性指数大于等于75.0%。

本发明中，所述火山渣粉为拉萨凝灰岩在（600-800）℃高温下煅烧，并破碎、粉磨而得，SiO₂含量大于等于40.0%，Al₂O₃含量大于等于8.0%，比表面积大于等于3500cm²/g，火山灰活性指数大于等于65.0%。

本发明中，所述片麻岩粉为片麻岩破碎、筛分而得，比表面积大于等于3500cm²/g。

本发明中，所述电石渣为电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣，机械粉磨至比表面积大于等于2000cm²/g。

本发明中，所述芒硝为市售产品，比表面积大于等于2000cm²/g。

本发明中，所述膨胀珍珠岩最大粒径小于等于2.0mm，堆积密度小于等于150kg/m³。

本发明中，所述憎水剂为有机硅烷憎水剂，浓度50%+10%。

本发明中，所述糊精为市售产品，粉体。

本发明中，所述丁苯乳液浓度为50%±5%，且含有10%丙烯酸乳液。

本发明中，所述钛铁棕色颜料为市售产品，比表面积大于等于2000cm²/g。

本发明中，所述钛白粉为金红石型钛白粉，TiO₂含量大于等于80.0%，比表面积大于等于5500cm²/g。

本发明中，所述中空玻璃微珠为外形直径不超过1.5mm，堆积密度小于等于300kg/m³。

本发明中，所述水为饮用自来水。

本发明所述带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板的制备方法，具体步骤如下：

（1）基体保温板的成型

将称量好的煅烧脱硫石膏、偏高岭土、火山渣粉、片麻岩粉、电石渣和芒硝加入搅拌机内，干混（1-2）min至均匀后，加水继续搅拌2min，然后投入膨胀珍珠岩、憎水剂和糊精，搅拌2min，得到拌合料；

将拌合料投入到平板模具中，加压（0.5-1.0）MPa，压制成型后静停（2-3）h，移到温度为（50-80）℃的养护窑中进行热养护，热养护时间为（6-8）h，取出，冷却到室温，得到基体保温板；

（2）热反射涂料的制备

先将称量好的丁苯乳液投入搅拌器，加入钛铁棕色颜料和隔热钛白粉，机械搅拌（1-2）min，得到混合料，然后将混合料投入辊磨机辊磨，出料后投入中空玻璃微珠，机械搅拌（0.5-1）min，得到热反射涂料；

（3）热反射涂层的施作

在步骤（1）得到的基体保温板安装后的暴露面喷涂步骤（2）得到的热反射涂料，热反射涂料的用量为（1-2）kg/m²；

（4）热反射涂层的固化

基体保温板表面喷涂好热反射涂层后，利用微波照射，使涂层固化，微波照射时间为（0.5-1）h，涂层固化后，带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板的制备工序即全部完成。

本发明旨在资源化高效利用工业固废脱硫石膏和电石渣，以及地域性原材料火山渣、片麻石，最终生产出节能效率高、施工容易的带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，服务于夏热冬冷地区和夏热冬暖地区建筑物的新建和改建工程。

本发明中，基体保温板混合料中，煅烧脱硫石膏遇水，溶解出一定量SO₄ ^2-和Ca²⁺，芒硝遇水溶解出一定量SO₄ ^2-和Na⁺，电石渣遇水溶解出一定量OH^-和Ca²⁺。大约10min后，混合料液相中始终处于硫酸钙和氢氧化钙饱和状态。在湿热养护条件下，液相中OH^-和SO₄ ^2-激发偏高岭土和火山渣粉的火山活性，促进偏高岭土和火山渣粉中的活性SiO₂和活性Al₂O₃溶解，发生火山灰反应，生成钙矾石（AFt）晶体和水化硅酸钙（CSH）凝胶。钙矾石晶体相互搭接、穿插，而水化硅酸钙凝胶则填充于晶体搭接、穿插形成的孔隙内，产生强度。随着湿热养护时间的延长，水化生成物越来越多，结构越来越密实，孔径细化，强度提高。

本发明中，片麻岩粉虽活性较低，但其颗粒强度高，填充于水化产物堆积体中，有助于发挥骨架作用，减少收缩。

本发明中，膨胀珍珠岩作为轻质骨料，在于降低基体板材的干表观密度，减小板材的导热系数。糊精的作用在于溶于浆体液相水中，增加液相水的粘度，改善拌合料的稳定性，确保板材的组成均匀性。憎水剂的作用在于赋予基体板材良好的憎水性，减小吸水率，降低吸湿性，确保板材在使用过程中含水率不增加，导热系数不增加。

本发明中，热反射涂料由丁苯乳液、钛铁棕色颜料、隔热钛白粉和中空玻璃微珠组成，其中丁苯乳液为主要成膜物质，钛铁棕色颜料兼具次要成膜物质、颜料和热反射物质的作用，隔热钛白粉兼具填充料和热反射物质的作用。中空玻璃微珠的存在则降低了涂层形成涂膜后的导热系数。本发明中，丁苯乳液包含的丙烯酸，对改善涂膜的防水性和耐候性十分重要，不可或缺。

本发明将基体保温板与热反射涂料相结合，最大程度地解决冬暖夏冷地区和冬暖夏暖地区建筑物的节能效率和居住舒适度问题，本发明适合节能材料与构件生产企业生产，产品适合于现浇钢筋混凝土结构，以及钢结构、轻钢龙骨结构和装配式绿色节能建筑。

本发明的有益效果在于：本发明瞄准这一最新研究成果，结合保温材料技术、热反射涂层技术以及脱硫石膏综合利用技术，开发了一种带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，其在夏季主要反射太阳光中的可见光和近红外光，使其携带的热量不致传递给建筑物表面，加上保温板本身的隔热性能，保证建筑物室内的凉爽。而到冬季，建筑物室内的热量又因保温板良好的隔热性而不致传递到建筑物外面，保证了建筑物室内温度的恒定。本发明成果代表了当今保温隔热材料最新产品技术，值得在夏热冬冷地区和夏热冬暖地区推广使用。

附图说明

图1为本发明所制得的带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板的样品示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，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。

实施例1：

一种带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，各组分重量比例为：煅烧脱硫石膏100，偏高岭土40，火山渣粉20，片麻岩粉10，电石渣2，芒硝1，膨胀珍珠岩150，憎水剂3，糊精0.3，丁苯乳液4，隔热钛白粉2，钛铁棕色颜料1，中空玻璃微珠3，水100。带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板的制备方法包括：基体保温板的成型方法为压制成型，养护温度70℃，热反射涂层的施作采用喷涂方式，只在保温板安装后的暴露面喷涂，热反射涂料的用量为1kg/m²，热反射涂层的固化采用微波照射。性能测试结果见表1。

实施例2：

一种带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，各组分重量比例为：煅烧脱硫石膏100，偏高岭土70，火山渣粉50，片麻岩粉30，电石渣6，芒硝5，膨胀珍珠岩300，憎水剂7，糊精0.8，丁苯乳液7，隔热钛白粉5，钛铁棕色颜料3，中空玻璃微珠5，水80。带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板的制备方法包括：基体保温板的成型方法为压制成型，养护温度50℃，热反射涂层的施作采用喷涂方式，只在保温板安装后的暴露面喷涂，热反射涂料的用量为2kg/m²，热反射涂层的固化采用微波照射。性能测试结果见表1。

实施例3：

一种带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，各组分重量比例为：煅烧脱硫石膏100，偏高岭土60，火山渣粉60，片麻岩粉20，电石渣5，芒硝4，膨胀珍珠岩230，憎水剂4，糊精0.5，丁苯乳液6，隔热钛白粉4，钛铁棕色颜料2，中空玻璃微珠4，水140。带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板的制备方法包括：基体保温板的成型方法为压制成型，养护温度80℃，热反射涂层的施作采用喷涂方式，只在保温板安装后的暴露面喷涂，热反射涂料的用量为1.5kg/m²，热反射涂层的固化采用微波照射。性能测试结果见表1。

表1实施例性能测试结果

Claims (9)

1.一种带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，其特征在于由煅烧脱硫石膏、偏高岭土、火山渣粉、片麻岩粉、电石渣、芒硝、膨胀珍珠岩、憎水剂、糊精、丁苯乳液、隔热钛白粉、钛铁棕色颜料、中空玻璃微珠和水组成，各组分的重量比为：

煅烧脱硫石膏 100

偏高岭土 40-70

火山渣粉 20-50

片麻岩粉 10-30

电石渣 2-6

芒硝 1-5

膨胀珍珠岩 150-300

憎水剂 3-7

糊精 0.3-0.8

丁苯乳液 4-7

隔热钛白粉 2-5

钛铁棕色颜料 1-3

中空玻璃微珠 3-5

水 80-140。

2.根据权利要求1所述的一种带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，其特征在于各组份的重量比为：

煅烧脱硫石膏 100

偏高岭土 40-60

火山渣粉 20-48

片麻岩粉 10-25

电石渣 3-6

芒硝 2-4

膨胀珍珠岩 180-280

憎水剂 3-6

糊精 0.3-0.5

丁苯乳液 4-6

隔热钛白粉 2-4

钛铁棕色颜料 1-2.5

中空玻璃微珠 3-5

水 90-120。

3.根据权利要求1 所述的带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，其特征在于所述煅烧脱硫石膏为湿法脱硫石膏在（160-200）℃高温下煅烧而得，SO₃含量大于等于40.0%，比表面积大于等于3000cm²/g。

4.根据权利要求1 所述的带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，其特征在于所述火山渣粉为拉萨凝灰岩在（600-800）℃高温下煅烧，并破碎、粉磨而得，SiO₂含量大于等于40.0%，Al₂O₃含量大于等于8.0%，比表面积大于等于3500cm²/g，火山灰活性指数大于等于65.0%。

5.根据权利要求1 所述的带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，其特征在于所述膨胀珍珠岩最大粒径小于等于2.0mm，堆积密度小于等于150kg/m³。

6.根据权利要求1 所述的带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，其特征在于所述丁苯乳液浓度为50%±5%，且含有10%丙烯酸乳液。

7.根据权利要求1 所述的带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，其特征在于所述钛白粉为金红石型钛白粉，TiO₂含量大于等于80.0%，比表面积大于等于5500cm²/g。

8.根据权利要求1 所述的带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板，其特征在于所述中空玻璃微珠为外形直径不超过1.5mm，堆积密度小于等于300kg/m³。

9.一种如权利要求1 所述的带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）基体保温板的成型

将称量好的煅烧脱硫石膏、偏高岭土、火山渣粉、片麻岩粉、电石渣和芒硝加入搅拌机内，干混（1-2）min至均匀后，加水继续搅拌2min，然后投入膨胀珍珠岩、憎水剂和糊精，搅拌2min，得到拌合料；

将拌合料投入到平板模具中，加压（0.5-1.0）MPa，压制成型后静停（2-3）h，移到温度为（50-80）℃的养护窑中进行热养护，热养护时间为（6-8）h，取出，冷却到室温，得到基体保温板；

（2）热反射涂料的制备

先将称量好的丁苯乳液投入搅拌器，加入钛铁棕色颜料和隔热钛白粉，机械搅拌（1-2）min，得到混合料，然后将混合料投入辊磨机辊磨，出料后投入中空玻璃微珠，机械搅拌（0.5-1）min，得到热反射涂料；

（3）热反射涂层的施作

在步骤（1）得到的基体保温板安装后的暴露面喷涂步骤（2）得到的热反射涂料，热反射涂料的用量为（1-2）kg/m²；

（4）热反射涂层的固化

基体保温板表面喷涂好热反射涂层后，利用微波照射，使涂层固化，微波照射时间为（0.5-1）h，涂层固化后，带热反射涂层的煅烧脱硫石膏复合胶凝材料保温板的制备工序即全部完成。

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