CN113754376A - 一种建筑保温透湿性抹面胶浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，公开一种建筑保温透湿性抹面胶浆及其制备方法，该抹面胶浆包括按重量百分比计的以下组分：水泥30～45％；石英砂40～60％；保温材料2～5％；相变材料1～3％、木质纤维0.2～0.4％；聚乙烯醇纤维0.1～0.2％；乳胶粉1.5～2.5％；防水剂0.05～0.15％；保水剂0.15～0.25％。本发明通过木质纤维、聚乙烯醇纤维等成分，增加抹面胶浆的透湿性能，透湿性大于0.85g/m2.h；其次，通过添加保温材料，降低了抹面胶浆的导热系数，通过相变材料对热量的缓慢贮存或释放，避免温度的急升急降导致抹面胶浆开裂。

Description

一种建筑保温透湿性抹面胶浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体地说是一种建筑保温透湿性抹面胶浆及其制备方法。
背景技术
建筑节能成为当前发展的主题，外墙外保温是其中重要节能措施之一，其基本构造形式从内而外，由墙体、粘结层、保温层、抹面胶浆等构成，保温层一般采用聚苯板、岩棉板、发泡水泥板或发泡玻璃板，抹面胶浆是位于保温板外侧的防护层，起到找平、防止系统开裂、避免雨水渗透等，对保温系统功能的发挥起到至关重要的作用。然而随着时间的延长，外墙外保温系统问题仍然不断出现，其中以抹面胶浆防护层开裂为最常见。有调查显示，保温开裂外墙占施工保温外墙的90％以上，无规则的裂纹导致维修甚是困难。开裂导致渗水，内墙霉变，保温效果大打折扣，甚至保温层整体脱落，不仅不能起到保温节能的作用，还会带来系列社会问题。
导致抹面胶浆开裂的因素众多，如保温板的陈化时间不够、抹面胶浆施工厚度不均匀、网格布嵌入抹面胶浆内过深、系统的不稳定等，但是还有另外两个重要因素不能忽视：
(1)抹面胶浆的透湿性，或者称之水蒸气透过湿流密度(单位时间单位面积内流经抹面胶浆的水蒸气质量)。市场现有的抹面胶浆一般通过添加乳胶粉来提高抗裂性、防水性，但是乳胶粉分散在抹面胶浆里面后，堵塞了砂浆的毛细通道，保温系统的内侧水汽很难及时排出，导致系列问题的产生；
(2)抹面胶浆的保温性能。抹面胶浆与内侧的保温板导热系数差异过大，易产生界面应力，收缩不协调产生裂纹。
因此，抹面胶浆除了应有的基本性能外，如压折比、粘结强度、冻融循环等，还应着重研究并提升其透湿性能、保温性能等。根据GB/T 29906-2013《模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料》、GB/T 30595-2014《挤塑聚苯板(XPS)薄抹灰外墙外保温系统材料》，保温体系的透湿性(水蒸气透过湿流密度)指标要求不小于0.85g/m2.h，而对应的GB/T10801.1-2002《模塑聚苯乙烯泡沫板(EPS)》、GB/T10801.2-2002《挤塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)》要求透湿性不大于(2～6)ng/(Pa.m.s)，按照5ng/(Pa.m.s)取值计算，25mm保温板、△P＝140404Pa的透湿性为0.65g/m2.h，显然内外透湿性相差不大，并且防护层中水泥长久水化后，透湿性降低，很容易导致保温内侧的水蒸气不能及时排除，产生结露、结冰，水的溶胀循环导致系统不稳定，防护层开裂、起鼓、脱落，这也可能是有的保温系统做系统检测时能通过，但是实际应用1～2年后表面产生开裂的原因。较理想的系统构造从内至外，材料的透湿性要求越来越好，水蒸气就能够有一个顺畅的迁徙路线，不至于在墙体及保温装饰层内部形成冷凝水。同时从干燥过程来分析，也是有利于水蒸发后排出。因此，防护层抹面胶浆在保证不透水性能的前提下，透湿性能较大为优。其次，现有抹面胶浆保温性能差，导热系数大，与保温板间的传热系数差异大，基本25～30倍，导致热量的积聚，散热不及时，影响系统的稳定性与开裂性。
因此，亟需开发一种建筑保温透湿性抹面胶浆，在保证一般物理性能如拉伸粘结强度、柔韧性/压折比、吸水量等指标的同时，提高其透湿性，并缩小抹面胶浆与保温板间的传热系数差，提高系统的稳定性，避免开裂。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种建筑保温透湿性抹面胶浆及其制备方法。本发明通过复配使用木质纤维、聚乙烯醇纤维等成分，增加抹面胶浆的透湿性能，透湿性大于0.85g/m2.h；通过添加保温材料，降低了抹面胶浆的导热系数；通过相变材料对热量的缓慢贮存或释放，避免温度的急升急降导致抹面胶浆开裂。
本发明为实现上述目的，采取以下技术方案予以实现：
一种建筑保温透湿性抹面胶浆，包括按重量百分比计的以下组分：
Figure BDA0003262132620000021
优选地，所述水泥为各种标号的普通硅酸盐水泥。如P.O42.5#水泥、P.O52.5#水泥。
优选地，所述石英砂细度为50～80目。
优选地，所述保温材料为聚苯乙烯发泡颗粒、膨胀珍珠岩、空心玻璃微珠中的一种或组合。聚苯乙烯发泡颗粒细度为20～50目、膨胀珍珠岩细度为60～120目数、空心玻璃微珠细度为100～200目。
优选地，所述相变材料为石蜡粉，其熔点为60～120℃，细度为60～100目。
优选地，所述透湿性材料一为木质纤维，单丝长度1～3mm，纤维直径50～100μm。
优选地，所述透湿性材料二为聚乙烯醇纤维，单丝长度2～5mm，纤维直径15～25μm。
优选地，所述乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯乳胶粉或丙烯酸乳胶粉，其玻璃化温度(Tg)在0～-10℃之间。
优选地，所述防水剂为烷基三乙氧基硅烷粉末，如辛基三乙氧基硅烷粉末。
优选地，所述保水剂为羟丙基甲基纤维素(HPMC)或羟乙基纤维素(HEMC)，其2wt％水溶液的粘度为100000～200000mPa.s。
本发明的另一目的在于公开上述建筑保温透湿性抹面胶浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、石英砂、保温材料、透湿性材料一、透湿性材料二、乳胶粉、防水剂、保水剂加入混合容器，在50～60r/min的速度下搅拌，充分混合1～2h；
(2)加入相变材料，继续搅拌0.5～1h，即得到所述的建筑保温透湿性抹面胶浆。
本发明工作原理如下：
论述本发明工作原理前，先表述本发明中几种特征原料主要成分及物性，如下表所示：
Figure BDA0003262132620000031
Figure BDA0003262132620000041
当抹面胶浆加入适量水搅拌均匀后，水泥开始水化，发生复杂的化学反应，其中硅酸三钙、硅酸二钙水化成水化硅酸钙、氢氧化钙，铝酸三钙水化成钙矾石等，水泥水化形成连续相，包裹其他成分，形成强度；纤维素吸水成为胶体状，提供抹面胶浆需要的施工性，批刮顺利；乳胶粉分散混溶在抹面胶浆中，提高界面粘结及胶浆所需的柔韧性、抗开裂性、降低吸水性等；防水剂提高抹面胶浆整体的憎水性，降低吸水性。保温材料分散在抹面胶浆中，降低导热吸热作用，使得抹面胶浆具有一定的保温功能，避免因普通抹面胶浆与保温板间导热系数差异过大导致界面热量梯度大，引起抹面胶浆的开裂。
相变材料石蜡粉分散在抹面胶浆中，当环境温度升高时，石蜡粉吸热，慢慢软化(由于选用的石蜡熔解点较高，不会液化)，当环境温度降低时，石蜡粉放热，慢慢硬化，从而避免抹面胶浆体系因温度的急升急降产生开裂。
抹面胶浆的保温透湿性能主要通过木质纤维和聚乙烯醇纤维实现。本发明采用木质纤维和聚乙烯醇纤维，主要利用其亲水性，纤维均匀分散在砂浆中，犹如毛细血管一样，通过纤维的传导作用，将水分内外传送。其次，木质纤维后期会慢慢腐烂，形成微米级别的细小毛孔，长期起到平衡水汽的作用。早期的木质纤维可防止砂浆裂纹，起到抗裂作用。
由此可见，本发明采用多种合理的技术措施，很好地协调了抹面胶浆防水性、粘结性与透湿性、保温性之间的矛盾，在不影响抹面胶浆的柔韧性、防水性等基本性能基础上，通过添加多种纤维等提高了材料的透湿性，添加相变材料避免了抹面胶浆的开裂性，使得本发明得以实现。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)透湿性强，水蒸气透过湿流密度高。复配使用50-100μm木质纤维、15-25μm聚乙烯醇纤维等提高抹面胶浆的透湿性，透湿性大于0.85g/m2.h，并且，随着纤维添加量的调整，透湿性能可调节。
(2)具有保温效果。添加保温性能优良的有机和无机材料，使得抹面胶浆具有保温效果，抹面胶浆与保温层导热系数差值小，降低开裂性。
(3)添加相变材料。通过相变材料对热量的缓慢贮存或释放，避免抹面胶浆体系因温度的急升急降产生开裂。
附图说明
图1是本发明实施例2抹面胶浆试块截面示意图；
图2是对比例2抹面胶浆试块截面示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例来对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种建筑保温透湿性抹面胶浆，其制备方法包括以下步骤：
(1)将40份(重量份数，下同)P.O42.5#普通硅酸盐水泥、51.43份石英砂、3.5份聚苯乙烯泡沫颗粒、0.25份木质纤维、0.11份聚乙烯醇纤维、2.2份乙烯-醋酸乙烯乳胶粉、0.08份辛基三乙氧基硅烷粉末、0.23份羟甲基丙基纤维素，一并加入搅拌设备中，慢速(50～60r/min)搅拌1.8h；
(2)将2.2份石蜡粉加入上述反应物中，继续慢速搅拌0.5h，即得到本发明所述的建筑保温透湿性抹面胶浆。
实施例2
一种建筑保温透湿性抹面胶浆，其制备方法包括以下步骤：
(1)将35.52份P.O42.5#普通硅酸盐水泥、56份石英砂、1.6份聚苯乙烯泡沫颗粒、2.1份空心玻璃微珠、0.31份木质纤维、0.14份聚乙烯醇纤维、1.5份乙烯-醋酸乙烯乳胶粉、0.1份辛基三乙氧基硅烷粉末、0.23份羟乙基纤维素，一并加入搅拌设备中，慢速(50～60r/min)搅拌2h；
(2)将2.5份石蜡粉加入上述反应物中，继续慢速搅拌0.5h，即得到本发明所述的建筑保温透湿性抹面胶浆。
实施例3
一种建筑保温透湿性抹面胶浆，其制备方法包括以下步骤：
(1)将31.63份P.O52.5#普通硅酸盐水泥、58份石英砂、2.2份膨胀珍珠岩、2.8份空心玻璃微珠、0.35份木质纤维、0.1份聚乙烯醇纤维、1.8份乙烯-醋酸乙烯乳胶粉、0.12份辛基三乙氧基硅烷粉末、0.2份羟乙基纤维素，一并加入搅拌设备中，慢速(50～60r/min)搅拌2h；
(2)将2.8份石蜡粉加入上述反应物中，继续慢速搅拌0.5h，即得到本发明所述的建筑保温透湿性抹面胶浆。
对实施例1-3制得的抹面胶浆进行性能测试：
一般物理性能按照GB/T 30595-2014《挤塑聚苯板(XPS)薄抹灰外墙外保温系统材料》标准测试，透湿性能按GB/T 17146-1997《建筑材料及其制品透过性能试验方法》标准中干燥剂法测试，导热系数按GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》标准试验，结果如下表所示。
Figure BDA0003262132620000061
注：20℃～60℃加热冷却循环是指抹面胶浆批刮在保温板上固化成型后，由20℃升温到60℃，保持5h，然后自然冷却到20℃，保持5h，再重复以上加热冷却循环过程30次，最后测试粘结强度。主要考察抹面胶浆与保温板在较高应用温度循环下的粘结能力。
对比例1：
将31.63份P.O52.5#普通硅酸盐水泥、58份石英砂、2.2份膨胀珍珠岩、2.8份空心玻璃微珠、0.35份木质纤维、0.1份聚乙烯醇纤维、1.8份乙烯-醋酸乙烯乳胶粉、0.12份辛基三乙氧基硅烷粉末、0.2份羟乙基纤维素，一并加入搅拌设备中，慢速(50～60r/min)搅拌2h，得到一种建筑保温抹面胶浆。
对比例2：
(1)将35.52份P.O42.5#普通硅酸盐水泥、56份石英砂、1.6份聚苯乙烯泡沫颗粒、2.1份空心玻璃微珠、1.5份乙烯-醋酸乙烯乳胶粉、0.1份辛基三乙氧基硅烷粉末、0.23份羟乙基纤维素，一并加入搅拌设备中，慢速(50～60r/min)搅拌2h；
(2)将2.5份石蜡粉加入上述反应物中，继续慢速搅拌0.5h，即得到一种建筑保温抹面胶浆。
对比例1-2制得的抹面胶浆的测试结果如下表所示：
Figure BDA0003262132620000071
对比例1与本发明实施例3相比，其他条件相同，主要无相变材料石蜡粉成分的添加，大部分性能与本发明实施例3相近，而“20℃～60℃加热冷却循环30次”粘结强度为0.12MPa，仅为本发明实施例3(0.21MPa)的60％左右。可以看出：本发明由于高温下石蜡的相变作用，避免了抹面胶浆温度的急升急降导致界面粘结强度的大幅下降。
对比例2与本发明实施例2相比，其他条件相同，因未采用透气成分(木质纤维和聚乙烯醇纤维)，致使透湿性较小。
抹面胶浆的透湿性能主要通过木质纤维和聚乙烯醇纤维实现。本发明采用木质纤维和聚乙烯醇纤维，主要利用其亲水性，纤维均匀分散在砂浆中，犹如毛细血管一样，通过纤维的传导作用，将水分内外传送。其次，木质纤维后期会慢慢腐烂，形成微米级别的细小毛孔，长期起到平衡水汽的作用。早期的木质纤维可防止砂浆裂纹，起到抗裂作用。图1是本发明实施例2抹面胶浆试块截面示意图，图2是对比例2抹面胶浆试块截面示意图。图1中可见均匀分布的纤维孔，通过纤维作用可以将内部水分传送到外。图2则比较密实，水蒸气不能及时排除。对比图1和图2可以证实：“采用木质纤维和聚乙烯醇纤维可以提高抹面胶浆的透湿性能”。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种建筑保温透湿性抹面胶浆，其特征在于，包括按重量百分比计的以下组分：
Figure FDA0003262132610000011
2.根据权利要求1所述的一种建筑保温透湿性抹面胶浆，其特征在于，所述水泥为各种标号的普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种建筑保温透湿性抹面胶浆，其特征在于，所述石英砂细度为50～80目。
4.根据权利要求1所述的一种建筑保温透湿性抹面胶浆，其特征在于，所述保温材料为聚苯乙烯发泡颗粒、膨胀珍珠岩、空心玻璃微珠中的一种或组合。
5.根据权利要求1所述的一种建筑保温透湿性抹面胶浆，其特征在于，所述相变材料为石蜡粉，其熔点为60～120℃，细度为60～100目。
6.根据权利要求1所述的一种建筑保温透湿性抹面胶浆，其特征在于，所述透湿性材料一为木质纤维，单丝长度1～3mm，纤维直径50～100μm。
7.根据权利要求1所述的一种建筑保温透湿性抹面胶浆，其特征在于，所述透湿性材料二为聚乙烯醇纤维，单丝长度2～5mm，纤维直径15～25μm。
8.根据权利要求1所述的一种建筑保温透湿性抹面胶浆，其特征在于，所述乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯乳胶粉或丙烯酸乳胶粉，其玻璃化温度(Tg)在0～-10℃之间。
9.根据权利要求1所述的一种建筑保温透湿性抹面胶浆，其特征在于，所述防水剂为烷基三乙氧基硅烷粉末；所述保水剂为羟丙基甲基纤维素(HPMC)或羟乙基纤维素(HEMC)，其2wt％水溶液的粘度为100000～200000mPa.s。
10.权利要求1～9任一项所述一种建筑保温透湿性抹面胶浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将水泥、石英砂、保温材料、透湿性材料一、透湿性材料二、乳胶粉、防水剂、保水剂加入混合容器，在50～60r/min的速度下搅拌，充分混合1～2h；
(2)加入相变材料，继续搅拌0.5～1h，即得到所述的建筑保温透湿性抹面胶浆。
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