CN112723818A - 气凝胶改性的双组分无机保温砂浆及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种气凝胶改性的双组分无机保温砂浆及其制备和使用方法属于外墙保温材料领域，采用二氧化硅气凝胶颗粒进行改性，双组份醋酸乙烯‑乙烯共聚乳液在二氧化硅气凝胶的纳米孔隙的无死角渗透的作用下，进行缩聚反应，交联成膜，反应后有很高的交联密度，形成化学链条纵横交错的空间网状结构，养护完成后，使材料本身的传统无机保温砂浆的垂直拉拔强度0.1MPa上升到0.25MPa以上，更好解决强度差的问题，同时采用双组份设置，现场直接使用，质量更好的保证。

Description

气凝胶改性的双组分无机保温砂浆及其制备和使用方法
技术领域
本发明属于建筑外墙保温领域，特别是涉及一种气凝胶改性的双组分无机保温砂浆及其制备和使用方法。
背景技术
建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容，随着国家一系列的节能政策、法规、标准和强制性条文的出台，我国建筑行业的节能工作不断深入，节能标准不断提高，住宅及公共建筑防火等级要求越来越高，引进开发许多新型的节能技术和材料，在住宅建筑中大力推广使用。无机保温砂浆作为外墙保温的一种新型建筑材料与传统有机保温材料相比，防火阻燃性好、强度高、耐久性优良、不易空鼓开裂，是保温材料发展的新方向。
聚苯颗粒保温砂浆是以聚苯颗粒为轻质骨料与聚苯颗粒保温胶粉料按照一定比例配置而成的无机保温砂浆材料。该材料一般在施工现场加水搅拌成浆状即可进行涂抹施工，建筑外墙内外保温均可使用，施工方便，且保温效果较好。但随着政策节能要求的提高，和装配式系统的使用，导热系数偏高，强度差，不易控制等弊端不断显露，针对这一现场，对其进行改性来使它更好的适应现在的市场。
发明内容
本发明解决了现有聚苯颗粒保温砂导热系数偏高，强度差，不易控制的问题，旨在提供一种气凝胶改性的双组分无机保温砂浆及其制备和使用方法。本发明通过对配方和工艺进行改进将导热系数由原来的0.060w/m.k下降到0.030w/m.k，垂直拉拔强度由原来的0.1MPa增长到0.25MPa以上，相同保温效果耗量更低是原来的50％，成本更低，安全系数更高。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种改性的双组分无机保温砂浆，包括：甲乙两个组分，甲组分为：去离子水70-80份、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液15-25份、非离子型湿润分散剂0.2-0.5份、BIT防腐剂3-5份、碱溶涨类增稠剂0.5-2.5份；
所述乙组分由下述组分构成，各组分的质量分为：PO42.5硅酸盐水泥50-60份、二氧化硅气凝胶颗粒10-30份、碳酸钙10-20份、粉煤灰25-30份、纤维素醚1-3份、高岭土早强剂1-3份、木质纤维0.5-1份，耐碱短切纱0.1-0.5份，聚丙烯克裂短纤维0.2-0.4份，聚苯乙烯颗粒40-50份。
优选的，一种改性的双组分无机保温砂浆，包括甲乙两个组分，甲组分为：去离子水75份、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液50份、非离子型湿润分散剂0.3份、BIT防腐剂4份、碱溶涨类增稠剂1.5份；
所述乙组分由下述组分构成，各组分的质量分为：PO42.5硅酸盐水泥55份、二氧化硅气凝胶颗粒20份、325目的碳酸钙15份、粉煤灰27份、纤维素醚2份、高岭土早强剂2份、木质纤维0.8份，耐碱短切纱0.3份，聚丙烯克裂短纤维0.3份，聚苯乙烯颗粒45份。
优选的，一种改性的双组分无机保温砂浆，包括甲乙两个组分，甲组分为：去离子水78份、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液22份、非离子型湿润分散剂0.4份、BIT防腐剂4.5份、碱溶涨类增稠剂2.2份；
所述乙组分由下述组分构成，各组分的质量分为：PO42.5硅酸盐水泥58份、二氧化硅气凝胶颗粒25份、325目的碳酸钙17份、粉煤灰28份、纤维素醚2.5份、高岭土早强剂2.5份、木质纤维0.8份，耐碱短切纱0.4份，聚丙烯克裂短纤维0.35份，聚苯乙烯颗粒48份。
优选的，所述二氧化硅气凝胶颗粒的的孔隙率大于70％，导热系数小于0.020w/m.k。
本发明保护的另外一个技术方案：一种改性的双组分无机保温砂浆的制备方法，所述甲组分按如下步骤制备：
步骤1)、按甲组分的各组分用量准备原材料；
步骤2)、在容器中，搅拌过程中，依次加入步骤1)准备的去离子水、BIT防腐剂、非离子型润湿分散剂，并搅拌均匀；
步骤3)、在步骤2)制得的物料中，在搅拌下加入醋酸乙烯-乙烯共聚乳液体，加完后低速搅拌450-550转/分搅拌9-12分钟，然后加入BIT防腐剂、与碱溶涨增稠剂，再继续低速搅拌12-20分钟；
步骤4)、将步骤3)制得的物料进行包装，即为双组份无机保温砂浆的甲组分。
一种改性的双组分无机保温砂浆的制备方法，所述乙组分使用干粉预混设备按顺序添加硅酸盐水泥、二氧化硅气凝胶颗粒、碳酸钙、粉煤灰、纤维素醚、高岭土早强剂、木质纤维素、耐碱短切纱、聚丙烯克裂短纤维、聚苯乙烯颗粒搅拌均匀即可。
本发明保护的另外一种方案：一种的双组分无机保温砂浆的使用方法，将上述甲乙两种组份按照甲：乙＝1:(1-1.5)的质量比例，搅拌均匀，即可施工应用。
优选的，所述甲乙两种组份按照甲：乙＝1:1.3的质量比例，搅拌均匀，即可施工应用
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1、原来的胶粉聚苯颗粒无机保温砂浆的导热系数高，保温性能差，经过本发明改性后导热系数由原来的0.060w/m.k下降到0.030w/m.k。
2、强度增加，原来的垂直拉拔强度为0.1MPa，本发明的双组份的效果将垂直拉拔强度为0.25MPa，安全系数高。
3、原有的无机保温砂浆大多数为现场配制，人为因素较大，不好控制，本发明采用双组份在工厂预制好，现场直接使用，质量更好的保证。
4、解决了原来需要两遍施工，造成的层间分离的施工质量问题。提高施工效率，大大降低了材料耗量及成本。
具体实施方式
一种改性的双组分无机保温砂浆，包括甲乙两个组分，甲组分为：去离子水70-80份、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液15-25份、非离子型湿润分散剂0.2-0.5份、BIT防腐剂3-5份、碱溶涨类增稠剂0.5-2.5份；
所述乙组分由下述组分构成，各组分的质量分为：PO42.5硅酸盐水泥50-60份、二氧化硅气凝胶颗粒10-30份、325目的碳酸钙10-20份、粉煤灰25-30份、纤维素醚1-3份、高岭土早强剂1-3份、木质纤维0.5-1份，耐碱短切纱0.1-0.5份，聚丙烯克裂短纤维0.2-0.4份，聚苯乙烯颗粒40-50份。
本发明的原理：二氧化硅气凝胶为纳米级的连续三维网结构，因其特有的微孔及密闭空隙结构，使其热传导的三种方式，热传导，对流，辐射效果都不明显，所以其本身具有较低的导热系数在常温下一般为0.01-0.02w/m.k.其本身为A级不燃材料，随着全国绿色节能及A级材料的要求应用的要求不断提高，部分城市已经到75-85节能，普通的保温材料导热系数太高，应用厚度太大，安全系数太低的弊端愈发明显。
采用双组份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液在二氧化硅气凝胶的纳米孔隙的无死角渗透的作用下，进行缩聚反应，交联成膜。反应后有很高的交联密度，形成化学链条纵横交错的空间网状结构，养护完成后，使材料本身的传统无机保温砂浆的垂直拉拔强度0.1MPa上升到0.25MPa以上，更好解决强度差的问题。
本发明改性后的无机保温胶粉与传统的胶粉聚苯颗粒无机保温砂浆对比：不止提高了二倍的强度从0.1MPa提高到0.25MPa以上、在保温性能上也达到了双倍的效果，导热系数从原来的0.06w/m.k到0.03w/m.k，施工简化，由原来的两边施工简化到一遍施工，提高施工效率及安全系数，更大大的降低了材料成本在全国应用该改性聚苯颗粒无机保温胶粉是大势所趋。
实施例一
一种改性的双组分无机保温砂浆，包括甲乙两个组分，甲组分为：去离子水80份、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液50份、非离子型湿润分散剂0.5份、BIT防腐剂3份、碱溶涨类增稠剂1份；
所述乙组分由下述组分构成，各组分的质量分为：PO42.5硅酸盐水泥60份、孔隙率大于70％、导热系数为0.018w/m.k的二氧化硅气凝胶颗粒20份、325目的重质碳酸钙15份、粉煤灰25份、纤维素醚2份、高岭土早强剂2份、木质纤维0.8份，耐碱短切纱0.3份，聚丙烯克裂短纤维0.3份，堆积密度为8Kg/m3的聚苯乙烯颗粒45份。
所述甲组分按如下步骤制备：
步骤1)、按甲组分的各组分用量准备原材料；
步骤2)、在容器中，搅拌过程中，依次加入步骤1)准备的去离子水、BIT防腐剂、非离子型润湿分散剂，并搅拌均匀；
步骤3)、在步骤2)制得的物料中，在搅拌下加入醋酸乙烯-乙烯共聚乳液体，加完后低速搅拌450-550转/分搅拌10分钟，然后加入与碱溶涨增稠剂，再继续低速搅拌15分钟；
步骤4)、将步骤3)制得的物料进行包装，即为双组份无机保温砂浆的甲组分。
所述乙组分使用干粉预混设备按顺序添加硅酸盐水泥、二氧化硅气凝胶颗粒、碳酸钙、粉煤灰、纤维素醚、高岭土早强剂、木质纤维素、耐碱短切纱、聚丙烯克裂短纤维、聚苯乙烯颗粒搅拌均匀即可。
将上述组份按照甲：乙＝1:1的配比，搅拌均匀施工应用，按照国家标准JGT158-2013胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统材料的实验法检测。垂直拉拔强度为0.25MPa(标准要求0.1MPa)，导热系数经过导热仪(CD-DR2030)检测，导热系数为0.028w/m.k，标准要求0.060w/m.k。
实施例二、一种改性的双组分无机保温砂浆，包括甲乙两个组分，甲组分为：去离子水78份、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液22份、非离子型湿润分散剂0.4份、BIT防腐剂4.5份、碱溶涨类增稠剂2.2份；
所述乙组分由下述组分构成，各组分的质量分为：PO42.5硅酸盐水泥58份、二氧化硅气凝胶颗粒的的孔隙率大于70％，导热系数小于0.020w/m.k的二氧化硅气凝胶颗粒25份、325目的碳酸钙17份、粉煤灰28份、纤维素醚2.5份、高岭土早强剂2.5份、木质纤维0.8份，耐碱短切纱0.4份，聚丙烯克裂短纤维0.35份，聚苯乙烯颗粒48份。
所述甲组分按如下步骤制备：
步骤1)、按甲组分的各组分用量准备原材料；
步骤2)、在容器中，搅拌过程中，依次加入步骤1)准备的去离子水、BIT防腐剂、非离子型润湿分散剂，并搅拌均匀；
步骤3)、在步骤2)制得的物料中，在搅拌下加入醋酸乙烯-乙烯共聚乳液体，加完后低速搅拌450-550转/分搅拌10分钟，然后加入与碱溶涨增稠剂，再继续低速搅拌15分钟；
步骤4)、将步骤3)制得的物料进行包装，即为双组份无机保温砂浆的甲组分。
所述乙组分使用干粉预混设备按顺序添加硅酸盐水泥、二氧化硅气凝胶颗粒、碳酸钙、粉煤灰、纤维素醚、高岭土早强剂、木质纤维素、耐碱短切纱、聚丙烯克裂短纤维、聚苯乙烯颗粒搅拌均匀即可。
将上述甲乙两种组份按照甲：乙＝1:1.3的质量比例，搅拌均匀，即可施工应用。
为了更好的证明本发明的双组份无机保温砂浆的效果，下面是本发明的双组份无机保温砂浆和聚苯颗粒无机保温砂浆的实验对比数据。
Figure BDA0002838912280000051
由上述实验数据可以看出：原来胶粉聚苯颗粒无机保温砂浆的导热系数高，保温性能差；强度差，聚苯颗粒无机保温砂浆垂直拉拔强度为0.1MPa，本发明的双组份无机保温砂浆垂直拉拔强度为0.25MPa，安全系数高。
上面对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种气凝胶改性的双组分无机保温砂浆，其特征在于，包括：甲乙两个组分：
所述甲组分由下述组分构成，各组分的质量分为：去离子水70-80份、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液15-25份、非离子型湿润分散剂0.2-0.5份、BIT防腐剂3-5份、碱溶涨类增稠剂0.5-2.5份；
所述乙组分由下述组分构成，各组分的质量分为：PO42.5硅酸盐水泥50-60份、二氧化硅气凝胶颗粒10-30份、重质碳酸钙10-20份、粉煤灰25-30份、纤维素醚1-3份、高岭土早强剂1-3份、木质纤维0.5-1份，耐碱短切纱0.1-0.5份，聚丙烯克裂短纤维0.2-0.4份，聚苯乙烯颗粒40-50份。
2.根据权利要求1所述的气凝胶改性的双组分无机保温砂浆，其特征在于：包括甲乙两个组分，甲组分为：去离子水75份、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液50份、非离子型湿润分散剂0.3份、BIT防腐剂4份、碱溶涨类增稠剂1.5份；
所述乙组分由下述组分构成，各组分的质量分为：PO42.5硅酸盐水泥55份、二氧化硅气凝胶颗粒20份、325目的碳酸钙15份、粉煤灰27份、纤维素醚2份、高岭土早强剂2份、木质纤维0.8份，耐碱短切纱0.3份，聚丙烯克裂短纤维0.3份，聚苯乙烯颗粒45份。
3.根据权利要求1所述的气凝胶改性的双组分无机保温砂浆，其特征在于：包括甲乙两个组分，甲组分为：去离子水78份、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液22份、非离子型湿润分散剂0.4份、BIT防腐剂4.5份、碱溶涨类增稠剂2.2份；
所述乙组分由下述组分构成，各组分的质量分为：PO42.5硅酸盐水泥58份、二氧化硅气凝胶颗粒25份、325目的碳酸钙17份、粉煤灰28份、纤维素醚2.5份、高岭土早强剂2.5份、木质纤维0.8份，耐碱短切纱0.4份，聚丙烯克裂短纤维0.35份，聚苯乙烯颗粒48份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的气凝胶改性的双组分无机保温砂浆，其特征在于：所述二氧化硅气凝胶颗粒的的孔隙率大于70％，导热系数小于0.020w/m.k。
5.根据权利要求1-3任一项所述的气凝胶改性的双组分无机保温砂浆的制备方法，其特征在于：所述甲组分按如下步骤制备：
步骤1)、按甲组分的各组分用量准备原材料；
步骤2)、在容器中，搅拌过程中，依次加入步骤1)准备的去离子水、BIT防腐剂、非离子型润湿分散剂，并搅拌均匀；
步骤3)、在步骤2)制得的物料中，在搅拌下加入醋酸乙烯-乙烯共聚乳液体，加完后低速搅拌450-550转/分搅拌9-12分钟，然后加入与碱溶涨增稠剂，再继续低速搅拌12-20分钟；
步骤4)、将步骤3)制得的物料进行包装，即为双组份无机保温砂浆的甲组分。
6.根据权利要求1-3任一项所述的气凝胶改性的双组分无机保温砂浆的制备方法，其特征在于：所述乙组分使用干粉预混设备按顺序添加硅酸盐水泥、二氧化硅气凝胶颗粒、碳酸钙、粉煤灰、纤维素醚、高岭土早强剂、木质纤维素、耐碱短切纱、聚丙烯克裂短纤维、聚苯乙烯颗粒搅拌均匀即可。
7.气凝胶改性的双组分无机保温砂浆的使用方法，其特征在于：将权利要求1-3任一项所述的二氧化硅气凝胶改性的双组分无机保温砂浆的甲乙两种组份按照甲：乙＝1:(1-1.5)的质量比例，搅拌均匀，即可施工应用。
8.根据权利要求8所述的气凝胶改性的双组分无机保温砂浆的使用方法，其特征在于：所述甲乙两种组份按照甲：乙＝1:1.3的质量比例，搅拌均匀，即可施工应用。
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