CN113980623A - 一种生物基高强度填缝修复保温材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种生物基高强度填缝修复保温材料及其制备方法，所述的生物基高强度填缝修复保温材料由以下原料制备而成：环氧树脂、稀释剂、醛酮树脂、木质纤维素、纳米碳酸钙、绢云母粉、气凝胶粉、空心玻璃微珠、活性碳酸钙、废弃砖瓦细粉，并搭配使用改性胺固化剂、红松精油、木质纤维素、纳米碳酸钙、气凝胶粉、空心玻璃微珠、硅灰石、活性碳酸钙、钛白粉。本发明所制备的生物基高强度填缝修复保温材料不仅应用生物基材料减少二氧化碳的排放以及对石油的依赖，采用废弃砖瓦细粉可实现资源循环再利用，对环境可持续发展目标的实现有明显助力作用。
Description
技术领域
本发明涉及家装领域，具体涉及在装修领域的生物基高强度填缝修复保温材料及其制备方法。
背景的技术
为积极响应国家可持续发展战略，落实节能减排政策。传统的填缝修复材料由于不具备保温功能，不满足能源节约和可持续发展的要求。为了克服市场现有产品技术特点的不足，所以对传统家装批刮填缝修复材料的施工性、粘结强度、保温等功能作出了更近一步的要求。因此提供一种环保且带有生物基高强度填缝修复保温材料成为新时代节能减排发展的需要。
发明内容
本发明提供一种生物基高强度填缝修复保温材料及其制备方法，本发明所制备的生物基高强度填缝修复保温材料不仅应用生物基材料减少二氧化碳的排放以及对石油的依赖，采用废弃砖瓦细粉可实现资源循环再利用，对环境可持续发展目标的实现有明显助力作用。同时本发明制备的生物基高强度填缝修复保温材料可大幅度提升填缝修复材料的常态下粘结强度，而且本身的热导率低，具有明显的隔热保温功能，能大幅度降低能源消耗，避免装修材料出现裂缝等危害，有助于保持装修建筑材料结构稳定，提升建筑材料的使用寿命。
本发明通过以下技术方案实现：
一种生物基高强度填缝修复保温材料，包括A组分和B组分，其中所述的A组分按照以下重量份数比配制而成：
所述的B组分按照以下重量份数比配制而成：
所述的A组分和B组分的重量份数比为0.99-1.01:0.49-0.51，使用时将两者混合搅拌在一起。
本申请的生物基高强度填缝修复保温材料中添加了醛酮树脂、红松精油，充分利用醛酮树脂耐候性、耐光性强、干燥速度快的特点，使环氧材料在加快干燥的同时拥有良好的耐候性。本申请的生物基高强度填缝修复保温材料中添加了气凝胶粉、空心玻璃微珠、凹凸棒土及废弃砖瓦细粉，充分利用几者(气凝胶拥有特殊三维网络结构，使材料小于空气分子的平均自由程，阻隔热量传播所有途径，搭配凹凸棒土四面体条带间形成与链平行的结构，复合空心玻璃微珠后具备更强的保温效果)的功能协同，大幅降低填缝修复材料的导热系数，使其具有明显的保温功能，应用生物基材料减少二氧化碳的排放以及对石油的依赖，采用废弃砖瓦细粉、资源循环再利用，对环境可持续发展目标的实现有明显助力作用。
进一步地，所述改性胺固化剂为一种生物基腰果酚醛胺固化剂。
进一步地，所述的气凝胶粉为粒径40-60nm的气凝胶粉；
进一步地，所述木质纤维素为纤维长度100-300μm的气相木质纤维素。
进一步地，所述纳米碳酸钙的粒径在25～100nm之间，比表面大于21-25m2/g，吸油值小于28g-32g/100g。
进一步地，所述绢云母粉为径厚比≥80，比重为2.6-2.7的绢云母粉。
进一步地，所述废弃砖瓦细粉由以下方法制备而成：
(1)先人工对废弃砖瓦块进行预筛和分拣，去除杂质(将掺杂在其中的混凝土、木材、钢筋等杂质挑出来，避免后续处理出现故障)；
(2)用反击式破碎机破碎后，再筛分并取其中粒径为200目至800目粒径大小砖瓦细粉备用。
进一步地，所述硅灰石粉为硬度为4.5～5.0(莫氏硬度)，密度为2.78～2.91克/立方厘米的硅灰石粉；
所述活性碳酸钙为吸油量为8-14g/100g碳酸钙；
所述空心玻璃微珠为粒径150-200μm的空心玻璃微珠；
进一步地，所述的稀释剂为1,4丁二醇二缩水甘油醚、十二至十四烷基缩水甘油醚或苄基缩水甘油醚中任两种或三种按照任意比例混合而成的混合物。
一种生物基高强度填缝修复保温材料的制备方法，所述的组分A的制备方法包括如下步骤：
第一容器中加入环氧树脂、稀释剂和醛酮树脂，然后在在(50-52)℃下保温(30-35)min,然后在300-500转/分钟的转速下分散5-8分钟至混合均匀；
接着保持上述转速，并加入木质纤维素、纳米碳酸钙、绢云母粉、气凝胶粉、空心玻璃微珠、活性碳酸钙、废弃砖瓦细粉，之后调整转速至400-800转/分钟分散10-15分钟至均匀；
所述的组分B的制备方法包括如下步骤：
在第二容器中依次加入改性胺固化剂和红松精油，然后在300-500转/分钟的转速下分散5-8分钟至混合均匀；
接着保持上述转速，并依次加入木质纤维素、纳米碳酸钙、硅灰石粉、气凝胶粉、空心玻璃微珠、活性碳酸钙和钛白粉，之后调整转速至400-800转/分钟分散10-15分钟至均匀。
使用时将所述的组分A和组分B按照重量份数比为0.99-1.01:0.49-0.51搅拌均匀，即成。
以上制备步骤采用了分步以及不同分散速度的控制，能够有效实现物料的充分融合，在经过两步对主漆的主物料充分混合，红松精油及醛酮树脂物质能在稀释剂中以及较低分散速度的配合下，更好以及更稳定的与主物料实现融合。
与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：
1)本申请的生物基高强度填缝修复保温材料中添加了气凝胶粉、空心玻璃微珠及凹凸棒土，充分利用它们(气凝胶拥有特殊三维网络结构，使材料小于空气分子的平均自由程，阻隔热量传播所有途径，搭配凹凸棒土四面体条带间形成与链平行的结构，复合空心玻璃微珠后具备更强的保温效果)的功能协同，大幅降低填缝修复材料的导热系数，使其具有明显的保温功能，同时大幅度提升生物基高强度填缝修复保温材料的常态及高温条件下的粘结强度。
2)应用生物基材料减少二氧化碳的排放以及对石油的依赖，采用废弃砖瓦细粉、资源循环再利用，对环境可持续发展目标的实现有明显助力作用。
3)本发明添加了醛酮树脂、红松精油，充分利用醛酮树脂耐候性、耐光性强、干燥速度快的特点，配合红松精油，使环氧材料在加快干燥的同时拥有良好的耐候性。同时本发明干燥速度快(传统环氧胶表干时间大于1小时、实干大于24小时，本发明表干时间小于20分钟，实干小于4小时)，干燥速度提升70％以上，能够使工人在短时间内完成修复工作，快速解决装修材料出现裂缝等危害，有助于保持装修建筑材料结构稳定，提升建筑材料的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
(一)具体实施方式
一种生物基高强度填缝修复保温材料，由下述重量配比的原料组成：
所述的B组分按照以下重量份数比配制而成：
一种生物基高强度填缝修复保温材料的制备方法，
所述的组分A的制备方法包括如下步骤：
第一容器中加入环氧树脂、稀释剂和醛酮树脂，升温至50℃并浸泡30min,然后在300-500转/分钟的转速下分散5-8分钟至混合均匀；
接着保持上述转速，并加入木质纤维素、纳米碳酸钙、绢云母粉、气凝胶粉、空心玻璃微珠、活性碳酸钙、废弃砖瓦细粉，之后调整转速至400-800转/分钟分散10-15分钟至均匀；
所述的组分B的制备方法包括如下步骤：
①在第二容器中依次加入改性胺固化剂和红松精油，然后在300-500转/分钟的转速下分散5-8分钟至混合均匀；
②接着保持上述转速，并依次加入木质纤维素、纳米碳酸钙、硅灰石粉、气凝胶粉、空心玻璃微珠、活性碳酸钙和钛白粉，之后调整转速至400-800转/分钟分散10-15分钟至均匀。
使用时将所述的组分A和组分B按照重量份数比为0.99-1.01:0.49-0.51搅拌均匀，即成。
以上步骤制备采用了分步以及不同分散速度的控制，能够有效实现物料的充分融合，在经过步骤①以及步骤②对主漆的主物料充分混合，红松精油及醛酮树脂物质能在稀释剂中以及较低分散速度的配合下，更好以及更稳定的与主物料实现融合。
所述改性胺固化剂为一种生物基腰果酚醛胺固化剂。
所述的气凝胶粉为粒径40-60nm的气凝胶粉；
所述木质纤维素为纤维长度100-300μm的木质纤维素。
所述纳米碳酸钙的粒径在25～100nm之间，比表面大于21-25m2/g，吸油值小于28g-32g/100g。
所述绢云母粉为径厚比≥80，比重为2.6-2.7的绢云母粉。
进一步地，所述废弃砖瓦细粉由以下方法制备而成：
(1)先人工对废弃砖瓦块进行预筛和分拣，去除杂质(将掺杂在其中的混凝土、木材、钢筋等杂质挑出来，避免后续处理出现故障)；
(2)用反击式破碎机破碎后，再筛分并取其中粒径为200目至800目粒径大小砖瓦细粉备用。
所述硅灰石粉为硬度为4.5～5.0(莫氏硬度)，密度为2.78～2.91克/立方厘米的硅灰石粉；
所述活性碳酸钙为吸油量为8-14g/100g碳酸钙；
所述空心玻璃微珠为粒径150-200μm的空心玻璃微珠；
所述的生物基高强度填缝修复保温材料，其特征在于：所述的稀释剂为1,4丁二醇二缩水甘油醚、十二至十四烷基缩水甘油醚或苄基缩水甘油醚中任两种或三种按照任意比例混合而成的混合物。
原料来源：
环氧树脂优选江苏三木化工有限公司生产的SM828；
醛酮树脂优选广州市百里嘉科技有限公司生产的醛酮树脂；
红松精油优选吉林派诺生物公司生产红松塔精油；
气凝胶粉优选河南泛锐复合材料研究院有限公司生产气凝胶粉；
空心玻璃微珠优选河北石茂建材有限公司生产空心玻璃微珠；
改性胺固化剂优选广州百联合成材料有限公司生产3613B固化剂；
其它原料均为市面上常用的原料。
实施例1
所述的B组分按照以下重量份数比配制而成：
一种生物基高强度填缝修复保温材料的制备方法，
所述的组分A的制备方法包括如下步骤：
第一容器中加入环氧树脂、稀释剂和醛酮树脂，升温至50℃并浸泡35min,然后在300-500转/分钟的转速下分散5-8分钟至混合均匀；
接着保持上述转速，并加入木质纤维素、纳米碳酸钙、绢云母粉、气凝胶粉、空心玻璃微珠、活性碳酸钙、废弃砖瓦细粉，之后调整转速至400-800转/分钟分散10-15分钟至均匀；
所述的组分B的制备方法包括如下步骤：
①在第二容器中依次加入改性胺固化剂和红松精油，然后在300-500转/分钟的转速下分散5-8分钟至混合均匀；
②接着保持上述转速，并依次加入木质纤维素、纳米碳酸钙、硅灰石粉、气凝胶粉、空心玻璃微珠、活性碳酸钙和钛白粉，之后调整转速至400-800转/分钟分散10-15分钟至均匀。
使用时将所述的组分A和组分B按照重量份数比为1:0.5搅拌均匀，即成。
实施例2
其中所述的A组分按照以下重量份数比配制而成：
所述的B组分按照以下重量份数比配制而成：
一种生物基高强度填缝修复保温材料的制备方法，所述的组分A的制备方法包括如下步骤：
第一容器中加入环氧树脂、稀释剂和醛酮树脂，升温至51℃并浸泡32min,然后在300-500转/分钟的转速下分散5-8分钟至混合均匀；
接着保持上述转速，并加入木质纤维素、纳米碳酸钙、绢云母粉、气凝胶粉、空心玻璃微珠、活性碳酸钙、废弃砖瓦细粉，之后调整转速至400-800转/分钟分散10-15分钟至均匀；
所述的组分B的制备方法包括如下步骤：
①在第二容器中依次加入改性胺固化剂和红松精油，然后在300-500转/分钟的转速下分散5-8分钟至混合均匀；
②接着保持上述转速，并依次加入木质纤维素、纳米碳酸钙、硅灰石粉、气凝胶粉、空心玻璃微珠、活性碳酸钙和钛白粉，之后调整转速至400-800转/分钟分散10-15分钟至均匀。
使用时将所述的组分A和组分B按照重量份数比为0.99:0.49搅拌均匀，即成。
实施例3
一种生物基高强度填缝修复保温材料，由下述重量配比的原料组成：
其中所述的A组分按照以下重量份数比配制而成：
所述的B组分按照以下重量份数比配制而成：
一种生物基高强度填缝修复保温材料的制备方法，所述的组分A的制备方法包括如下步骤：
第一容器中加入环氧树脂、稀释剂和醛酮树脂，升温至52℃并浸泡30min,然后在300-500转/分钟的转速下分散5-8分钟至混合均匀；
接着保持上述转速，并加入木质纤维素、纳米碳酸钙、绢云母粉、气凝胶粉、空心玻璃微珠、活性碳酸钙、废弃砖瓦细粉，之后调整转速至400-800转/分钟分散10-15分钟至均匀；
所述的组分B的制备方法包括如下步骤：
①在第二容器中依次加入改性胺固化剂和红松精油，然后在300-500转/分钟的转速下分散5-8分钟至混合均匀；
②接着保持上述转速，并依次加入木质纤维素、纳米碳酸钙、硅灰石粉、气凝胶粉、空心玻璃微珠、活性碳酸钙和钛白粉，之后调整转速至400-800转/分钟分散10-15分钟至均匀。
使用时将所述的组分A和组分B按照重量份数比为1.01:0.49搅拌均匀，即成。
施工方法如下：
分别采用两块长60cm宽30cm厚1cm的实木复合木板，中间间隔5mm的缝隙，将上述实施例的保温材料A、B组分按照重量份数比为1:0.5搅拌均匀后批刮入已清洁的缝隙中(缝隙刮满填实),标准条件下固化168h后测试。
测量的导热系数如下：
| 生物基高强度填缝修复保温材料 | 导热系数/(W.m<sup>-1</sup>.K<sup>-1</sup>) |
| 实施例1 | 0.021 |
| 实施例2 | 0.022 |
| 实施例3 | 0.020 |
由上表可见本发明实施例1-3制备的生物基高强度填缝修复保温材料具有很好的隔热保温作用。
依据GB/T《装修防开裂用环氧树脂接缝胶》标准，一种生物基高强度填缝修复保温材料主要性能指标如下：
本发明所述的生物基高强度填缝修复保温材料及其制备方法并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种生物基高强度填缝修复保温材料，其特征在于：包括A组分和B组分，使用时将A组分和B组分按照重量份数比为0.99-1.01:0.49-0.51混合使用；
其中所述的A组分按照以下重量份数比配制而成：
所述的B组分按照以下重量份数比配制而成：
2.根据权利要求1所述的生物基高强度填缝修复保温材料，其特征在于：所述改性胺固化剂为生物基腰果酚醛胺固化剂。
3.根据权利要求1所述的生物基高强度填缝修复保温材料，其特征在于：所述的气凝胶粉为粒径40-60nm的气凝胶粉。
4.根据权利要求1所述的生物基高强度填缝修复保温材料，其特征在于：所述木质纤维素为纤维长度100-300μm的气相木质纤维素。
5.根据权利要求1所述的生物基高强度填缝修复保温材料，其特征在于：所述纳米碳酸钙的粒径在25～100nm之间，比表面大于21-25m2/g，吸油值小于28g-32g/100g。
6.根据权利要求1所述的生物基高强度填缝修复保温材料，其特征在于：所述绢云母粉为径厚比≥80，比重为2.6-2.7的绢云母粉。
7.根据权利要求1所述的生物基高强度填缝修复保温材料，其特征在于：所述废弃砖瓦细粉的制备方法包括以下步骤：
(1)先人工对废弃砖瓦块进行预筛和分拣，去除杂质；
(2)用反击式破碎机，把废弃砖瓦块处理成不同规格大小的砖瓦粉末；
(3)将处理后的砖瓦粉末用振动筛进行筛分，取200目至800目粒径大小砖瓦细粉备用。
8.根据权利要求1所述的生物基高强度填缝修复保温材料，其特征在于：所述硅灰石粉为硬度在4.5～5.0(莫氏硬度)之间，密度在2.78～2.91克/立方厘米之间的硅灰石粉；
所述活性碳酸钙为吸油量为8-14g/100g碳酸钙；
所述空心玻璃微珠为粒径150-200μm的空心玻璃微珠。
9.根据权利要求1所述的生物基高强度填缝修复保温材料，其特征在于：所述的稀释剂为1,4丁二醇二缩水甘油醚、十二至十四烷基缩水甘油醚或苄基缩水甘油醚中任意一种或任意两种以上按照任意比例混合而成的混合物。
10.根据权利要求1-9任一所述的生物基高强度填缝修复保温材料的制备方法，其特征在于：
所述的组分A的制备方法包括如下步骤：
第一容器中加入环氧树脂、稀释剂和醛酮树脂，然后在50-52℃下保温30-35min,然后在300-500转/分钟的转速下分散5-8分钟至混合均匀；
接着保持上述转速，加入木质纤维素、纳米碳酸钙、绢云母粉、气凝胶粉、空心玻璃微珠、活性碳酸钙、废弃砖瓦细粉，之后调整转速至400-800转/分钟分散10-15分钟至均匀；
所述的组分B的制备方法包括如下步骤：
在第二容器中依次加入改性胺固化剂和红松精油，然后在300-500转/分钟的转速下分散5-8分钟至混合均匀；
接着保持上述转速，并加入木质纤维素、纳米碳酸钙、硅灰石粉、气凝胶粉、空心玻璃微珠、活性碳酸钙和钛白粉，之后调整转速至400-800转/分钟分散10-15分钟至均匀；
使用时将所述的组分A和组分B按照重量份数比为0.99-1.01:0.49-0.51搅拌均匀，即获得生物基高强度填缝修复保温材料。
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