CN114956716A - 轻质复合建筑外墙保温材料及其制备方法 - Google Patents

轻质复合建筑外墙保温材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻质复合建筑外墙保温材料及其制备方法。该轻质复合建筑外墙保温材料包括以下重量份原料：15～30份水泥、50～100份改性苯丙乳液、1～4份减水剂、6～10份发泡剂、1～3份十二碳醇酯、5～10份中空玻璃微球。与现有技术相比，本发明保温材料通过对苯丙乳液进行功能改性，与水泥复配后利用发泡剂发泡得到，制备得到的保温材料与墙界面结合紧密，具有较好保温隔音、耐磨阻燃性能。

Description

轻质复合建筑外墙保温材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温建筑材料技术领域，尤其涉及一种轻质复合建筑外墙保温材料及其制备方法。
背景技术
保温材料可以分为有机保温材料、无机保温材料、复合型保温材料三大类。有机保温材料常见的有发泡聚苯板、喷涂聚氨醋、挤塑聚苯板及聚苯颗粒等，具有质量轻、致密性高、易加工、保温隔热效果好的优点，但耐久性和耐候性差、易发生形变，易燃，安全系数低；无机保温材料主要包括膨胀珍珠岩、闭孔珍珠岩、中空玻化微珠、岩棉等，阻燃防火性好，不易变形，耐候性优良，且与墙面基体具有较好的结合力，但存在容重大、保温隔热效果差的缺点；复合型保温材料主要为岩棉、具有防辐射吸热性能的材料、农作物秸秆以及可利用的且通过无害化处理的具有保温性能的垃圾或者是经由发泡方式生产而来的空心材料等，不易变形，阻燃防火性、保温隔热性、耐久性良好，但是生产工艺还不成熟，无法普及。这几种类型的保温材料在建筑外墙保温建设中，因区域性气候的影响会导致对于保温材料的选择存在差异性。例如多雨的南方对于防水的要求较高，而干燥的北方则对于材料耐火阻燃的要求较高；再有，处于嘈杂地段对隔音效果要求较高，处于郊区对隔音效果则没什么要求。
国内建筑上的保温材料主要包括有机高分子发泡材料聚氨酯硬质泡沫塑料(PU)和聚苯乙烯泡沫塑料(EPS、XPS)，这些材料具有重量轻、保温性能优异、附着力良好的优点，但这些材料也存在易燃、易老化、吸烟温度低，污染严重等问题。当建筑中发生火灾现象时，聚苯乙烯泡沫板很快会出现燃烧，同时聚苯乙烯泡沫板遇火时会产生大量浓烟与有毒气体，增大了灭火的难度，同时，如果外墙保温材料与墙面结合不够紧密，会发生保温材料脱落情况，降低保温效果，增加经济成本，因此保温材料的阻燃性和材料与墙界面的结合紧密程度非常重要。
公开号为CN105347769B的发明专利公开了一种双组分高效轻质外墙保温材料及其制备方法，该外墙保温材料包括组分1和组分2，组分1的成分为水泥、石膏、木质纤维、缓凝剂；组分2的成分为成膜助剂、纤维素、可再分散乳胶粉、疏水性硅酸镁铝、疏水性SiO2气凝胶、岩棉、膨润土、合成树脂乳液。制备得到的外墙保温材料具有导热系数低、且耐火等级高、粘接强度高、容重低、吸水性弱、施工方便不开裂等优点。但是该外墙保温材料对外界的隔音效果不佳。
公开号为CN112250385A的发明专利公开了一种用于建筑外墙的轻质耐燃保温材料及其制备方法，该轻质耐燃保温材料通过将改性粉煤灰、海绵石、碱激发剂、抗碱玻璃纤维、硅酸盐水泥、防水抗裂水泥增强剂、岩石粉和聚丙烯酰胺混合分散，加入发泡剂、疏水剂、减水剂、热改性阻燃剂和中空玻璃微珠，得到发泡浆料，再将发泡浆料筑模成型，得到轻质耐燃保温材料。得到的轻质耐燃保温材料具有优异的阻燃性，制备效率高，但该轻质耐燃材料的内部结合力不佳，易出现功能材料脱落的情况。
公开号为CN105174895A的发明专利公开了一种建筑外墙用轻质防水保温材料及其制备方法，该轻质防水保温材料通过将改性粉煤灰、脱硫石膏、泡沫玻璃、碱激发剂、水泥、海泡石纤维、羟乙基甲基纤维素、丙烯酸钙、疏水剂、减水剂、聚硅氧烷、发泡剂混合，浇筑成型制备得到。得到的轻质防水保温材料具有较高抗压强度和优异的防水保温性能。但是该轻质防水保温材料与墙面的结合力不强，易脱落。
发明内容
有鉴于现有技术中保温材料存在的隔音效果不佳和与墙面结合不紧密的缺陷，本发明所要解决的技术问题是通过对苯丙乳液进行功能改性，与水泥复合，得到一种与建筑外墙墙面结合能力强，隔音保温、阻燃性好，同时防水耐磨性优良的轻质复合建筑外墙保温材料。
本发明提供的一种轻质复合建筑外墙保温材料，其特征在于，包括以下重量份原料：15～30份水泥、50～100份改性苯丙乳液、1～4份减水剂、6～10份发泡剂、1～3份十二碳醇酯、5～10份中空玻璃微球。
优选的，所述水泥为硅酸盐水泥。
优选的，所述改性苯丙乳液的制备方法如下：
步骤1、将丙烯酸、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、苯乙烯混合均匀，得到核单体混合物；将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、苯乙烯、聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，得到壳单体混合物；将过硫酸钾和水混合均匀，得到引发剂溶液；
步骤2、将碳脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠加入到水中混合均匀，再向内滴加步骤1制备的壳单体混合物，得到壳预乳化单体；
步骤3、将碳脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠加入到水中，搅拌得到核预乳化剂；将步骤1制备的核单体混合物以滴加到核预乳化剂中，继续搅拌得到核预乳化单体；将碳酸氢钠、双丙酮丙烯酰胺、碳脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾加入到水中混合均匀；升温至76～82℃，加入核预乳化单体，搅拌至反应体系出现蓝光，保温，加入纤维，滴加核预乳化单体和步骤1制备的引发剂溶液并搅拌，再滴加步骤2制备的壳预乳化单体和步骤1制备的引发剂溶液并搅拌；升温至83～90℃，保温，降温至15～30℃，用氨水调pH为7～8.5，得到初改性苯丙乳液；
步骤4、将步骤3制备的初改性苯丙乳液、粉煤灰加入到乙醇溶液中，搅拌，滴加正硅酸乙酯、钛酸丁酯并搅拌，加入醋酸溶液调pH为0.5～2，搅拌，得到改性苯丙乳液。
进一步优选的，所述改性苯丙乳液的制备方法如下，所述份数均为重量份：
步骤1、将1～3份丙烯酸、1.5～4.5份甲基丙烯酸羟丙酯、12～38份甲基丙烯酸甲酯、12～37份丙烯酸正丁酯、8.5～25份苯乙烯混合均匀，得到核单体混合物；将5～15份甲基丙烯酸甲酯、5～15份丙烯酸正丁酯、4～13份苯乙烯、5～20份聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯、1～4份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，得到壳单体混合物；将0.34份过硫酸钾和40份水混合均匀，得到引发剂溶液；
步骤2、将0.1～0.4份碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.2～0.6份十二烷基硫酸钠加入到7～23份水中混合均匀，匀速滴加20～65份步骤1制备的壳单体混合物，滴加时间为20～40min，得到壳预乳化单体；
步骤3、将0.15～0.45份碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.3～0.9份十二烷基硫酸钠加入到15～45份水中，以400～600转/分钟搅拌25～40分钟，得到核预乳化剂；将20～60份步骤1制备的核单体混合物匀速滴加到核预乳化剂中，滴加时间为20～40min，继续以400～600转/分钟搅拌20～40分钟，得到核预乳化单体；将0.15～0.15份碳酸氢钠、1～3份双丙酮丙烯酰胺、0.25～0.75份碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.5～1.5份十二烷基硫酸钠、0.06～0.25份过硫酸钾加入到20～60份水中混合均匀；升温至75～85℃，加入12.5～37.5份核预乳化单体，以400～600转/分钟搅拌至反应体系出现蓝光，保温20～40分钟，加入10～30份纤维，再以10～20mL/min的速度滴加18.5～55份核预乳化单体和10～30.5份步骤1制备的引发剂溶液，以400～600转/分钟搅拌20～40分钟，再10～20mL/min的速度滴加29～88份步骤2制备的壳预乳化单体和10～30份步骤1制备的引发剂溶液，以400～600转/分钟搅拌20～40分钟；升温至83～90℃，保温50～80分钟，降温至15～30℃，用50～60wt％氨水调pH为7～8.5，得到初改性苯丙乳液；
步骤4、将5～15份步骤3制备的初改性苯丙乳液、20～60份粉煤灰加入到130～450份30～50wt％乙醇溶液中，以300～500转/分钟搅拌20 40分钟，以0.05～0.1mL/min滴加0.25～0.75份正硅酸乙酯、0.25～0.75份钛酸丁酯，继续以300～500转/分钟搅拌1～3小时，加入浓度为60～80wt％醋酸调pH为0.5～2，以300～500转/分钟搅拌1～3小时，得到改性苯丙乳液。
优选的，所述纤维为玻璃纤维与活性碳纤维以重量份比2:(1～3)的混合物。
进一步优选的，所述玻璃纤维与活性碳纤维长度为0.5～1mm。
优选的，所述发泡剂为α-烯烃基磺酸钠。
优选的，所述中空玻璃微球粒径为20～100微米。
本发明还提供了上述轻质复合建筑外墙保温材料的制备方法：
D1、将水泥、改性苯丙乳液、中空玻璃微球混合，以200～300转/分钟搅拌10～15分钟，得到主料；
D2、将减水剂、十二碳醇酯混合均匀，加入到步骤D1制备的主料中，以200～400转/分钟搅拌10～15分钟，再加入发泡剂以400～600转/分钟搅拌5～10分钟，得到轻质复合建筑外墙保温材料。
本发明通过在苯丙乳液制备过程中先对苯丙乳液进行磷-硅改性，并在合成过程中加入玻璃纤维、活性碳纤维，再通过在苯丙乳液中加入粉煤灰并复合二氧化钛，得到改性苯丙乳液，再将改性苯丙乳液与水泥复配，进行发泡处理，得到了一种与墙面结合力好，防水保温、隔音耐磨且阻燃性好的轻质复合建筑外墙保温材料。在苯丙乳液进行壳层共聚的过程中，利用聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯在苯丙乳液上接枝含磷的基团，使阻燃基团在材料中分散均匀，提高材料的阻燃性能；苯丙乳液上接枝的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷发生水解，产生硅-羟基基团，部分与玻璃纤维表面产生的硅-羟基基团发生偶合，部分在加入粉煤灰以及制备二氧化钛反应过程中，生成大量硅-氧-硅共价键，使材料内部结合紧密，增加材料的耐磨性和高温稳定性，活性碳纤维质轻，与玻璃纤维复合，提高活性碳纤维在材料中的分散性，增强材料的保温性、耐磨性、阻燃性；再有，粉煤灰的加入以及二氧化钛的合成，使材料表面变得粗糙，材料内部结合紧密，提高材料与墙界面的结合紧密性，增强材料的隔音效果和保温隔热效果；同时，粉煤灰与墙基体中的氢氧化钙等物质发生反应，生成凝胶，提高了材料与墙面的界面结合能力，改善了墙面因返碱导致材料从墙面脱落的情况。
由于采用了以上的技术方案，与现有技术相比，本发明的一种轻质复合建筑外墙保温材料，其优点在于：1)将硅酸盐水泥与改性苯丙乳液复配，再进行发泡处理，提高了保温材料的防水性、隔音性，增强了保温材料与墙界面的结合紧密性；2)在苯丙乳液上接枝含磷基团和硅改性，提高了材料的阻燃性和防水性，同时也增强了材料内部的结合力；3)在改性苯丙乳液的过程中加入粉煤灰，复合二氧化钛，使材料保温隔热隔音性增强，提高材料与墙界面的结合紧密性；
4)玻璃纤维和活性碳纤维复配加入苯丙乳液中，提高了活性碳纤维在材料中的分散性，增强了材料的保温性、耐磨性、阻燃性。
具体实施方式
实施例和对比例使用原料来源：
硅酸盐水泥：灵寿县玉苑矿产品有限公司，强度等级42.5，烧失量：5％，货号：1-6。
玻璃纤维：淄博泰鑫复合材料有限公司，无碱短玻璃纤维，长度：6mm，单丝直径：9～13微米，进一步剪切为0.5～1mm使用。
中空玻璃微球：重庆敬益新材料有限公司实力供应商，型号：S15，粒径：25～95微米。
粉煤灰：河北创天工程材料有限公司，低钙粉煤灰，粒径：0.5～300微米，孔隙率：50～80％。
实施例1
一种轻质复合建筑外墙保温材料，通过以下方法制备：
D1、将10kg硅酸盐水泥、40kg改性苯丙乳液、3.5kg中空玻璃微球混合，以250转/分钟搅拌13分钟，得到主料；
D2、将1.5kg减水剂、1kg十二碳醇酯混合均匀，加入到步骤D1制备的主料中，以300转/分钟搅拌13分钟，再加入4kgα-烯烃基磺酸钠以500转/分钟搅拌7分钟，得到轻质复合建筑外墙保温材料。
所述改性苯丙乳液的制备方法如下：
步骤1、将1kg丙烯酸、1.5kg甲基丙烯酸羟丙酯、12.75kg甲基丙烯酸甲酯、12.25kg丙烯酸正丁酯、8.25kg苯乙烯混合均匀，得到核单体混合物；将5kg甲基丙烯酸甲酯、5kg丙烯酸正丁酯、4.25kg苯乙烯、5kg聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯、2kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，得到壳单体混合物；将0.17kg过硫酸钾和20kg水混合均匀，得到引发剂溶液；
步骤2、将0.1kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.2kg十二烷基硫酸钠加入到7.5kg水中混合均匀，匀速滴加21.5kg步骤1制备的壳单体混合物，滴加时间为30分钟，得到壳预乳化单体；
步骤3、将0.15kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.3kg十二烷基硫酸钠加入到15kg水中，以500转/分钟搅拌30分钟，得到核预乳化剂；将14.45kg步骤1制备的核单体混合物匀速滴加到核预乳化剂中，滴加时间为30分钟，继续以500转/分钟搅拌30分钟，得到核预乳化单体；将0.15kg碳酸氢钠、1kg双丙酮丙烯酰胺、0.25kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.5kg十二烷基硫酸钠、0.08kg过硫酸钾加入到20kg水中混合均匀；升温至80℃，加入12.5kg核预乳化单体，以500转/分钟搅拌至反应体系出现蓝光，保温30分钟，加入5kg玻璃纤维、5kg活性碳纤维，再以15mL/min的速度滴加18.4kg核预乳化单体和10.09kg步骤1制备的引发剂溶液，以500转/分钟搅拌30分钟，再15mL/min的速度滴加29.3kg步骤2制备的壳预乳化单体和10.09kg步骤1制备的引发剂溶液，以500转/分钟搅拌30分钟；升温至85℃，保温1小时，降温至25℃，用55wt％氨水调pH为8，得到初改性苯丙乳液；
步骤4、将5kg步骤3制备的初改性苯丙乳液、20kg粉煤灰加入到140kg 40wt％乙醇溶液中，以400转/分钟搅拌30分钟，以0.07mL/min滴加0.25kg正硅酸乙酯、0.25kg钛酸丁酯，继续以400转/分钟搅拌2小时，加入浓度为70wt％醋酸调pH为1.5，以400转/分钟搅拌2小时，得到改性苯丙乳液。
对比例1
一种轻质复合建筑外墙保温材料的制备方法，与实施例1基本相同，唯一的区别仅仅在于改性苯丙乳液制备方法不同。
本对比例中苯丙乳液的制备方法如下：
步骤1、将1kg丙烯酸、1.5kg甲基丙烯酸羟丙酯、12.75kg甲基丙烯酸甲酯、12.25kg丙烯酸正丁酯、8.25kg苯乙烯混合均匀，得到核单体混合物；将5kg甲基丙烯酸甲酯、5kg丙烯酸正丁酯、4.25kg苯乙烯、2kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，得到壳单体混合物；将0.17kg过硫酸钾和20kg水混合均匀，得到引发剂溶液；
步骤2、将0.1kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.2kg十二烷基硫酸钠加入到7.5kg水中混合均匀，匀速滴加21.5kg步骤1制备的壳单体混合物，滴加时间为30分钟，得到壳预乳化单体；
步骤3、将0.15kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.3kg十二烷基硫酸钠加入到15kg水中，以500转/分钟搅拌30分钟，得到核预乳化剂；将14.45kg步骤1制备的核单体混合物匀速滴加到核预乳化剂中，滴加时间为30分钟，继续以500转/分钟搅拌30分钟，得到核预乳化单体；将0.15kg碳酸氢钠、1kg双丙酮丙烯酰胺、0.25kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.5kg十二烷基硫酸钠、0.08kg过硫酸钾加入到20kg水中混合均匀；升温至80℃，加入12.5kg核预乳化单体，以500转/分钟搅拌至反应体系出现蓝光，保温30分钟，加入5kg玻璃纤维、5kg活性碳纤维，再以15mL/min的速度滴加18.4kg核预乳化单体和10.09kg步骤1制备的引发剂溶液，以500转/分钟搅拌30分钟，再15mL/min的速度滴加29.3kg步骤2制备的壳预乳化单体和10.09kg步骤1制备的引发剂溶液，以500转/分钟搅拌30分钟；升温至85℃，保温1小时，降温至25℃，用55wt％氨水调pH为8，得到初改性苯丙乳液；
步骤4、将5kg步骤3制备的初改性苯丙乳液、20kg粉煤灰加入到140kg 40wt％乙醇溶液中，以400转/分钟搅拌30分钟，以0.07mL/min滴加0.25kg正硅酸乙酯、0.25kg钛酸丁酯，继续以400转/分钟搅拌2小时，加入浓度为70wt％醋酸调pH为1.5，以400转/分钟搅拌2小时，得到改性苯丙乳液。
对比例2
一种轻质复合建筑外墙保温材料的制备方法，与实施例1基本相同，唯一的区别仅仅在于改性苯丙乳液制备方法不同。
本对比例中苯丙乳液的制备方法如下：
步骤1、将1kg丙烯酸、1.5kg甲基丙烯酸羟丙酯、12.75kg甲基丙烯酸甲酯、12.25kg丙烯酸正丁酯、8.25kg苯乙烯混合均匀，得到核单体混合物；将5kg甲基丙烯酸甲酯、5kg丙烯酸正丁酯、4.25kg苯乙烯、5kg聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯、2kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，得到壳单体混合物；将0.17kg过硫酸钾和20kg水混合均匀，得到引发剂溶液；
步骤2、将0.1kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.2kg十二烷基硫酸钠加入到7.5kg水中混合均匀，匀速滴加21.5kg步骤1制备的壳单体混合物，滴加时间为30分钟，得到壳预乳化单体；
步骤3、将0.15kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.3kg十二烷基硫酸钠加入到15kg水中，以500转/分钟搅拌30分钟，得到核预乳化剂；将14.45kg步骤1制备的核单体混合物匀速滴加到核预乳化剂中，滴加时间为30分钟，继续以500转/分钟搅拌30分钟，得到核预乳化单体；将0.15kg碳酸氢钠、1kg双丙酮丙烯酰胺、0.25kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.5kg十二烷基硫酸钠、0.08kg过硫酸钾加入到20kg水中混合均匀；升温至80℃，加入12.5kg核预乳化单体，以500转/分钟搅拌至反应体系出现蓝光，保温30分钟，再以15mL/min的速度滴加18.4kg核预乳化单体和10.09kg步骤1制备的引发剂溶液，以500转/分钟搅拌30分钟，再15mL/min的速度滴加29.3kg步骤2制备的壳预乳化单体和10.09kg步骤1制备的引发剂溶液，以500转/分钟搅拌30分钟；升温至85℃，保温1小时，降温至25℃，用55wt％氨水调pH为8，得到初改性苯丙乳液；
步骤4、将5kg步骤3制备的初改性苯丙乳液、20kg粉煤灰加入到140kg 40wt％乙醇溶液中，以400转/分钟搅拌30分钟，以0.07mL/min滴加0.25kg正硅酸乙酯、0.25kg钛酸丁酯，继续以400转/分钟搅拌2小时，加入浓度为70wt％醋酸调pH为1.5，以400转/分钟搅拌2小时，得到改性苯丙乳液。
对比例3
一种轻质复合建筑外墙保温材料的制备方法，与实施例1基本相同，唯一的区别仅仅在于改性苯丙乳液制备方法不同。
本对比例中苯丙乳液的制备方法如下：
步骤1、将1kg丙烯酸、1.5kg甲基丙烯酸羟丙酯、12.75kg甲基丙烯酸甲酯、12.25kg丙烯酸正丁酯、8.25kg苯乙烯混合均匀，得到核单体混合物；将5kg甲基丙烯酸甲酯、5kg丙烯酸正丁酯、4.25kg苯乙烯、5kg聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯、2kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，得到壳单体混合物；将0.17kg过硫酸钾和20kg水混合均匀，得到引发剂溶液；
步骤2、将0.1kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.2kg十二烷基硫酸钠加入到7.5kg水中混合均匀，匀速滴加21.5kg步骤1制备的壳单体混合物，滴加时间为30分钟，得到壳预乳化单体；
步骤3、将0.15kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.3kg十二烷基硫酸钠加入到15kg水中，以500转/分钟搅拌30分钟，得到核预乳化剂；将14.45kg步骤1制备的核单体混合物匀速滴加到核预乳化剂中，滴加时间为30分钟，继续以500转/分钟搅拌30分钟，得到核预乳化单体；将0.15kg碳酸氢钠、1kg双丙酮丙烯酰胺、0.25kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.5kg十二烷基硫酸钠、0.08kg过硫酸钾加入到20kg水中混合均匀；升温至80℃，加入12.5kg核预乳化单体，以500转/分钟搅拌至反应体系出现蓝光，保温30分钟，加入5kg玻璃纤维、5kg活性碳纤维，再以15mL/min的速度滴加18.4kg核预乳化单体和10.09kg步骤1制备的引发剂溶液，以500转/分钟搅拌30分钟，再15mL/min的速度滴加29.3kg步骤2制备的壳预乳化单体和10.09kg步骤1制备的引发剂溶液，以500转/分钟搅拌30分钟；升温至85℃，保温1小时，降温至25℃，用55wt％氨水调pH为8，得到初改性苯丙乳液；
步骤4、将5kg步骤3制备的初改性苯丙乳液加入到140kg 40wt％乙醇溶液中，以400转/分钟搅拌30分钟，以0.07mL/min滴加0.25kg正硅酸乙酯、0.25kg钛酸丁酯，继续以400转/分钟搅拌2小时，加入浓度为70wt％醋酸调pH为1.5，以400转/分钟搅拌2小时，得到改性苯丙乳液。
对比例4
一种轻质复合建筑外墙保温材料的制备方法，与实施例1基本相同，唯一的区别仅仅在于改性苯丙乳液制备方法不同。
本对比例中苯丙乳液的制备方法如下：
步骤1、将1kg丙烯酸、1.5kg甲基丙烯酸羟丙酯、12.75kg甲基丙烯酸甲酯、12.25kg丙烯酸正丁酯、8.25kg苯乙烯混合均匀，得到核单体混合物；将5kg甲基丙烯酸甲酯、5kg丙烯酸正丁酯、4.25kg苯乙烯、2kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，得到壳单体混合物；将0.17kg过硫酸钾和20kg水混合均匀，得到引发剂溶液；
步骤2、将0.1kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.2kg十二烷基硫酸钠加入到7.5kg水中混合均匀，匀速滴加21.5kg步骤1制备的壳单体混合物，滴加时间为30分钟，得到壳预乳化单体；
步骤3、将0.15kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.3kg十二烷基硫酸钠加入到15kg水中，以500转/分钟搅拌30分钟，得到核预乳化剂；将14.45kg步骤1制备的核单体混合物匀速滴加到核预乳化剂中，滴加时间为30分钟，继续以500转/分钟搅拌30分钟，得到核预乳化单体；将0.15kg碳酸氢钠、1kg双丙酮丙烯酰胺、0.25kg碳脂肪醇聚氧乙烯醚、0.5kg十二烷基硫酸钠、0.08kg过硫酸钾加入到20kg水中混合均匀；升温至80℃，加入12.5kg核预乳化单体，以500转/分钟搅拌至反应体系出现蓝光，保温30分钟，再以15mL/min的速度滴加18.4kg核预乳化单体和10.09kg步骤1制备的引发剂溶液，以500转/分钟搅拌30分钟，再15mL/min的速度滴加29.3kg步骤2制备的壳预乳化单体和10.09kg步骤1制备的引发剂溶液，以500转/分钟搅拌30分钟；升温至85℃，保温1小时，降温至25℃，用55wt％氨水调pH为8，得到初改性苯丙乳液；
步骤4、将5kg步骤3制备的初改性苯丙乳液加入到140kg 40wt％乙醇溶液中，以400转/分钟搅拌30分钟，以0.07mL/min滴加0.25kg正硅酸乙酯、0.25kg钛酸丁酯，继续以400转/分钟搅拌2小时，加入浓度为70wt％醋酸调pH为1.5，以400转/分钟搅拌2小时，得到改性苯丙乳液。
对比例5
一种轻质复合建筑外墙保温材料的制备方法，与实施例1基本相同，唯一的区别仅仅在于改性苯丙乳液替换为苯丙乳液。
测试例1
导热系数的测试：
导热系数通过以下方法进行测试：先将试样材料在直径为10mm，厚度为5mm的模具中浇筑成型，养护7天，养护温度为20±3℃，相对湿度为60～80％，烘干至恒重，用石墨进行喷涂，在35℃下，用激光导热分析仪LFA427进行测试，每个试样测3个平行，取平均值，测试结果见表1。
测试例2
隔音性能测试：
参照中华人民共和国国家标准GB/T19889.5-2006《声学建筑和建筑构件隔声测量第3部分：外墙构件和外墙空气声隔声的实验室测量》中5.6(扬声器噪声测量构件隔声)对试样进行隔音性能测试，以隔音量表示，试样浇筑成型后养护14天后进行测试，养护温度为20±3℃，相对湿度为60～80％，试样尺寸为100cm×100cm×1.5cm，每个试样选定5个位置，取平均值，结果见表1。
测试例3
燃烧等级测试：
参照中华人民共和国国家标准GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》对试样进行测试和分级，没个试样做5个平行，最后根据平均数据进行分级，结果见表1。
测试例4
界面结合力测试：
依照中华人民共和国化工行业标准HG/T4567-2013《建筑用弹性中涂漆》在尺寸为70mm×70mm×20mm砂浆块的型框内刮抹1mm厚的保温材料试样，养护14天，养护温度为20±3℃，相对湿度为60～80％，对保温材料试样进行粘结强度试验，做3个平行，结果取平均值，试验结果见表1。
表1材料性能测试结果
Figure BDA0003597516750000141
(备注：导热系数越小，说明保温性能越大；隔音量越大，说明隔音效果越好；燃烧等级：A(不燃材料)、B1(难燃材料)、B2(可燃材料)；粘结强度越大，说明材料与墙界面结合力越强。)
对比实施例1与对比例1～5，整体上，实施例1的测试性能优于对比例1～5。原因是实施例1在苯丙乳液中接枝含磷基团与硅烷，提高了材料的阻燃性；在改性苯丙乳液的过程中加入粉煤灰，复合二氧化钛，使无机粒子围绕乳胶呈环状分布，增强了材料保温隔热隔音性，提高了材料与墙界面的结合紧密性；粉煤灰的加入也提高了材料与结合界面的粘结力和隔音效果；玻璃纤维和活性碳纤维复配加入苯丙乳液中，提高活性碳纤维在材料中的分散性，增强材料的保温性、阻燃性。

Claims (8)

1.一种轻质复合建筑外墙保温材料，其特征在于，包括以下重量份组分：15～30份水泥、50～100份改性苯丙乳液、1～4份减水剂、6～10份发泡剂、1～3份十二碳醇酯、5～10份中空玻璃微球。
2.如权利要求1所述的一种轻质复合建筑外墙保温材料，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥。
3.如权利要求1所述的一种轻质复合建筑外墙保温材料，其特征在于，所述改性苯丙乳液的制备方法为：
步骤1、将丙烯酸、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、苯乙烯混合均匀，得到核单体混合物；将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、苯乙烯、聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，得到壳单体混合物；将过硫酸钾和水混合均匀，得到引发剂溶液；
步骤2、将碳脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠加入到水中混合均匀，再向内滴加步骤1制备的壳单体混合物，得到壳预乳化单体；
步骤3、将碳脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠加入到水中，搅拌得到核预乳化剂；将步骤1制备的核单体混合物滴加到核预乳化剂中，继续搅拌得到核预乳化单体；将碳酸氢钠、双丙酮丙烯酰胺、碳脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾加入到水中混合均匀；升温至76～82℃，加入核预乳化单体，搅拌至反应体系出现蓝光，保温，加入纤维，滴加核预乳化单体和步骤1制备的引发剂溶液并搅拌，再滴加步骤2制备的壳预乳化单体和步骤1制备的引发剂溶液并搅拌；升温至83～90℃，保温，降温至15～30℃，用氨水调pH为7～8.5，得到初改性苯丙乳液；
步骤4、将步骤3制备的初改性苯丙乳液、粉煤灰加入到乙醇溶液中，搅拌，滴加正硅酸乙酯、钛酸丁酯并搅拌，加入醋酸溶液调pH为0.5～2，搅拌，得到改性苯丙乳液。
4.如权利要求3所述的一种轻质复合建筑外墙保温材料，其特征在于：所述步骤3中纤维为玻璃纤维与活性碳纤维以重量份比2:(1～3)的混合物。
5.如权利要求4所述的一种轻质复合建筑外墙保温材料，其特征在于：玻璃纤维与活性碳纤维长度为0.5～1mm。
6.如权利要求3所述的一种轻质复合建筑外墙保温材料，其特征在于：所述步骤4中滴加速度为0.05～0.1mL/min。
7.如权利要求1所述的一种轻质复合建筑外墙保温材料，其特征在于：所述发泡剂为α-烯烃基磺酸钠。
8.如权利要求1～7任一项所述的一种轻质复合建筑外墙保温材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
D1、将水泥、改性苯丙乳液、中空玻璃微球混合，以200～300转/分钟搅拌10～15分钟，得到主料；
D2、将减水剂、十二碳醇酯混合均匀，加入到步骤D1制备的主料中，以200～400转/分钟搅拌10～15分钟，再加入发泡剂以400～600转/分钟搅拌5～10分钟，得到轻质复合建筑外墙保温材料。
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