CN115536332B - 一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料 - Google Patents

一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑保温材料领域，具体为一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料，以重量份数计，由以下原料制备而成：水泥80‑100份、粉煤灰20‑30份、生石灰10‑15份、羧基丁苯乳液3‑6份、VAE乳液10‑15份、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液1‑3份、聚乙烯纤维20‑30份、聚醚改性硅油4‑6份、烷基改性苯基含氢硅油1‑3份、复合发泡剂1‑1.5份、稳泡剂0.01‑0.05份、水30‑40份，本发明所制备的隔热保温装饰材料的导热系数小于0.1W/(m·K)，具有良好的隔热保温性能，而且力学性能优良，吸水率小于5％，耐水抗渗性好，有效改善了水浸开裂的问题，可以被广泛应用于被动房墙体装修装饰。

Description

一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料
技术领域
本发明涉及建筑保温材料领域，具体为一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料。
背景技术
“被动房”(Passive House)通俗地说，就是一种无需主动供应能量就能满足制冷和采暖需求的房屋，是一种高度节能和高舒适宜居的建筑，而如此低的能耗标准，是通过高隔热隔音、密封性强的建筑保温材料得以实现的。
有机保温材料虽然具有质轻、保温性能好等优点，但是防火性能差，燃烧产生的有毒气体还会造成二次伤害，所以被限制性使用，而无机保温材料具体如发泡混凝土，虽然防火性能优良，但是密度较大，保温性能较有机保温材料逊色，还伴随着吸水开裂等情况，应用场景也难以得到拓展。
发明内容
发明目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料。
所采用的技术方案如下：
一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料，以重量份数计，由以下原料制备而成：
水泥80-100份、粉煤灰20-30份、生石灰10-15份、羧基丁苯乳液3-6份、VAE乳液10-15份、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液1-3份、聚乙烯纤维20-30份、聚醚改性硅油4-6份、烷基改性苯基含氢硅油1-3份、复合发泡剂1-1.5份、稳泡剂0.01-0.05份、水30-40份。
进一步地，以重量份数计，由以下原料制备而成：
水泥90份、粉煤灰25份、生石灰12份、羧基丁苯乳液3份、VAE乳液15份、TESO/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液2份、聚乙烯纤维25份、聚醚改性硅油4份、烷基改性苯基含氢硅油1份、复合发泡剂1.2份、稳泡剂0.03份、水35份。
进一步地，所述TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液的制备方法如下：
将丙烯酸酯类单体、乳化剂、乙烯基三乙氧基硅烷、水混合预乳化30-60min得到预乳液，取部分预乳液、第一份数引发剂、碳酸氢钠、水混合升温至75-85℃反应30-60min，将剩余的预乳液、第二份数引发剂滴加入反应体系中，滴加完毕后再反应20-30min，最后滴加第三份数引发剂，反应60-120min恢复室温加入TEOS出料即可。
进一步地，所述丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸十二氟庚酯。
进一步地，所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸十二氟庚酯的质量比为20-25：10-20：1-2：4-8。
进一步地，所述乳化剂为SDS和OP-10，所述SDS和OP-10的质量比为3-5：1。
进一步地，所述烷基改性苯基含氢硅油的制备方法如下：
将苯基含氢硅油、氯铂酸、异丙醇混合，升温至70-75℃搅拌反应1-1.5h，再升温至110-120℃，将1-十二烯溶于异丙醇中滴加进反应体系中，反应5-8h后，减压蒸馏除去异丙醇和未反应的原料，加入石油醚搅拌溶解后过滤，再次减压蒸馏除去石油醚即可。
进一步地，所述复合发泡剂为松香酸钠和月桂酰基肌氨酸钠，所述松香酸钠和月桂酰基肌氨酸钠的质量比为1-5：1-5。
进一步地，所述稳泡剂为硬脂酸盐，优选为硬脂酸钙。
本发明还提供了一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料的制备方法：
将水泥、粉煤灰、生石灰、聚乙烯纤维混合均匀，再将羧基丁苯乳液、VAE乳液、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液加入，搅拌得到料浆，将复合发泡剂加入水中得到发泡液，将发泡液、聚醚改性硅油、烷基改性苯基含氢硅油、稳泡剂加入料浆中，搅拌混合均匀后，注入模具中发泡成型，发泡结束后脱模养护即可。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料，羧基丁苯乳液、VAE乳液、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液具有良好的兼容性和协同性，可以渗透到一定深度范围内，发生化学反应形成憎水网络，形成聚合物膜，阻止水分在材料表面的润湿，还能够促进水化，生成C-S-H凝胶，改善了水化产物间的粘结性，提高力学强度，聚乙烯纤维的掺入增加了整个体系的界面薄弱区，提高了隔热保温装饰材料的韧性和抗压性能，聚醚改性硅油和烷基改性苯基含氢硅油能够快速消泡，降低液相表面张力，泡沫受到周围不平衡力的作用而产生破裂，达到消泡抑泡的作用，优化凝胶材料内部与外部的孔洞结构，使得保温材料硬化后表面平滑、无蜂窝麻面、均匀光滑、力学性能得到提升，松香酸钠、月桂酰基肌氨酸钠作为发泡剂具有发泡倍数高、泡沫稳定性好、泌水量低等优点，所形成的微孔孔径小，分布均匀，保温隔热性能提高，本发明所制备的隔热保温装饰材料的导热系数小于0.1W/(m·K)，具有良好的隔热保温性能，而且力学性能优良，吸水率小于5％，耐水抗渗性好，有效改善了水浸开裂的问题，可以被广泛应用于被动房墙体装修装饰。
附图说明
图1为本发明实施例1所制备隔热保温装饰材料的断面扫描图。
具体实施方式
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
水泥：海螺牌水泥PO 425硅酸盐水泥；
粉煤灰：新乡市予诚建材有限公司；
生石灰：新乡市予诚建材有限公司；
羧基丁苯乳液：铭祥化工科技(山东)集团有限公司，型号MX-613；
VAE乳液：山东润锦化工科技有限公司，707乳液；
TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液：自制；
聚乙烯纤维：四川华神化学建材有限责任公司；
聚醚改性硅油：山海化工；
烷基改性苯基含氢硅油：自制；
松香酸钠：济南荣广化工；
月桂酰基肌氨酸钠：济南荣广化工；
硬脂酸钙：山东旭晨化工；
水：自来水。
实施例1：
一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料，以重量份数计，由以下原料制备而成：
水泥90份、粉煤灰25份、生石灰12份、羧基丁苯乳液3份、VAE乳液15份、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液2份、聚乙烯纤维25份、聚醚改性硅油4份、烷基改性苯基含氢硅油1份、松香酸钠0.6份、月桂酰基肌氨酸钠0.6份、硬脂酸钙0.03份、水35份。
其中，TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液的制备方法如下：
将240g甲基丙烯酸甲酯、150g丙烯酸丁酯、10g丙烯酸、50g甲基丙烯酸十二氟庚酯、4.5g SDS、1.5g OP-10、90g乙烯基三乙氧基硅烷、1.2L水混合预乳化50min得到预乳液，取1/4预乳液、5mL 10wt％过硫酸铵溶液、1g碳酸氢钠、500mL水混合升温至80℃反应50min，将剩余3/4的预乳液、15mL10wt％过硫酸铵溶液滴加入反应体系中，滴加完毕后再反应30min，最后滴加5mL 10wt％过硫酸铵溶液，反应100min恢复室温加入55g TEOS出料即可。
烷基改性苯基含氢硅油的制备方法如下：
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的反应釜中，将162g苯基含氢硅油、0.25g氯铂酸、200mL异丙醇混合，升温至75℃搅拌反应1.5h，再升温至120℃，在25min内将16.8g 1-十二烯溶于200mL异丙醇中滴加进反应体系中，反应6h后，减压蒸馏除去异丙醇和未反应的原料，加入1L石油醚搅拌溶解后过滤，滤液再次减压蒸馏除去石油醚即可。
上述用于被动房墙体隔热保温装饰材料的制备方法如下：
将水泥、粉煤灰、生石灰、聚乙烯纤维混合均匀，再将羧基丁苯乳液、VAE乳液、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液加入，搅拌得到料浆，将松香酸钠、月桂酰基肌氨酸钠组成的复合发泡剂加入水中得到发泡液，将发泡液、聚醚改性硅油、烷基改性苯基含氢硅油、稳泡剂硬脂酸钙加入料浆中，搅拌混合均匀后，注入模具中40℃静停发泡15min成型，脱模养护28d即可，养护温度为22-26℃，环境湿度为60-80％。
实施例2：
一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料，以重量份数计，由以下原料制备而成：
水泥100份、粉煤灰30份、生石灰15份、羧基丁苯乳液6份、VAE乳液15份、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液3份、聚乙烯纤维30份、聚醚改性硅油6份、烷基改性苯基含氢硅油3份、松香酸钠0.6份、月桂酰基肌氨酸钠0.6份、硬脂酸钙0.05份、水40份。
其中，TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液的制备方法如下：
将250g甲基丙烯酸甲酯、200g丙烯酸丁酯、20g丙烯酸、80g甲基丙烯酸十二氟庚酯、4.5g SDS、1.5g OP-10、90g乙烯基三乙氧基硅烷、1.2L水混合预乳化60min得到预乳液，取1/4预乳液、5mL 10wt％过硫酸铵溶液、1g碳酸氢钠、500mL水混合升温至85℃反应60min，将剩余3/4的预乳液、15mL10wt％过硫酸铵溶液滴加入反应体系中，滴加完毕后再反应30min，最后滴加5mL 10wt％过硫酸铵溶液，反应120min恢复室温加入55g TEOS出料即可。
烷基改性苯基含氢硅油的制备方法同实施例1。
上述用于被动房墙体隔热保温装饰材料的制备方法如下：
将水泥、粉煤灰、生石灰、聚乙烯纤维混合均匀，再将羧基丁苯乳液、VAE乳液、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液加入，搅拌得到料浆，将松香酸钠、月桂酰基肌氨酸钠组成的复合发泡剂加入水中得到发泡液，将发泡液、聚醚改性硅油、烷基改性苯基含氢硅油、稳泡剂硬脂酸钙加入料浆中，搅拌混合均匀后，注入模具中40℃静停发泡15min成型，脱模养护28d即可，养护温度为22-26℃，环境湿度为60-80％。
实施例3：
一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料，以重量份数计，由以下原料制备而成：
水泥100份、粉煤灰30份、生石灰15份、羧基丁苯乳液6份、VAE乳液15份、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液3份、聚乙烯纤维30份、聚醚改性硅油6份、烷基改性苯基含氢硅油3份、松香酸钠0.6份、月桂酰基肌氨酸钠0.6份、硬脂酸钙0.05份、水40份。
其中，TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液的制备方法如下：
将250g甲基丙烯酸甲酯、200g丙烯酸丁酯、20g丙烯酸、80g甲基丙烯酸十二氟庚酯、4.5g SDS、1.5g OP-10、90g乙烯基三乙氧基硅烷、1.2L水混合预乳化60min得到预乳液，取1/4预乳液、5mL 10wt％过硫酸铵溶液、1g碳酸氢钠、500mL水混合升温至85℃反应60min，将剩余3/4的预乳液、15mL10wt％过硫酸铵溶液滴加入反应体系中，滴加完毕后再反应30min，最后滴加5mL 10wt％过硫酸铵溶液，反应120min恢复室温加入55g TEOS出料即可。
烷基改性苯基含氢硅油的制备方法同实施例1。
上述用于被动房墙体隔热保温装饰材料的制备方法如下：
将水泥、粉煤灰、生石灰、聚乙烯纤维混合均匀，再将羧基丁苯乳液、VAE乳液、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液加入，搅拌得到料浆，将松香酸钠、月桂酰基肌氨酸钠组成的复合发泡剂加入水中得到发泡液，将发泡液、聚醚改性硅油、烷基改性苯基含氢硅油、稳泡剂硬脂酸钙加入料浆中，搅拌混合均匀后，注入模具中40℃静停发泡15min成型，脱模养护28d即可，养护温度为22-26℃，环境湿度为60-80％。
实施例4：
与实施例1基本相同，区别在于，一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料，以重量份数计，由以下原料制备而成：
水泥100份、粉煤灰20份、生石灰15份、羧基丁苯乳液3份、VAE乳液15份、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液1份、聚乙烯纤维30份、聚醚改性硅油4份、烷基改性苯基含氢硅油3份、松香酸钠0.6份、月桂酰基肌氨酸钠0.6份、硬脂酸钙0.01份、水40份。
实施例5：
与实施例1基本相同，区别在于，一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料，以重量份数计，由以下原料制备而成：
水泥80份、粉煤灰30份、生石灰10份、羧基丁苯乳液6份、VAE乳液10份、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液3份、聚乙烯纤维20份、聚醚改性硅油6份、烷基改性苯基含氢硅油1份、松香酸钠0.6份、月桂酰基肌氨酸钠0.6份、硬脂酸钙0.05份、水30份。
对比例1：
与实施例1基本相同，区别在于，不加入羧基丁苯乳液。
对比例2：
与实施例1基本相同，区别在于，不加入VAE乳液。
对比例3：
与实施例1基本相同，区别在于，不加入TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液。
对比例4：
与实施例1基本相同，区别在于，用市售丙烯酸酯乳液(济南汇锦川化工有限公司)代替乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液。
对比例5：
与实施例1基本相同，区别在于，不加入聚醚改性硅油。
对比例6：
与实施例1基本相同，区别在于，不加入烷基改性苯基含氢硅油。
对比例7：
与实施例1基本相同，区别在于，用市售苯基含氢硅油(安徽艾约塔硅油有限公司)代替烷基改性苯基含氢硅油。
性能测试：
将本发明实施例1-5及对比例1-7中所制备隔热保温装饰材料作为试样进行性能测试；
按照《建筑砂浆基本性能试验方法标准》推荐的方法检测试样的干密度；参考国标GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》(ISO法)推荐的水泥胶砂抗压强度、抗折强度测试方法进行测试，采用控制加载速率的方式进行抗压强度实验，加载速率为2kN/s。荷载传感器记录，停止加载时，等待3s读数；采用液压加荷的方式进行抗折强度实验，读数精度为0.1MPa。采用YG-DRL02型导热系数测量仪，对试样进行导热系数测试，按照GB/T 11970-1997中方法进行吸水率测试；
测试结果如下表1所示：
表1：
由上表1可知，本发明所制备的隔热保温装饰材料的导热系数小于0.1W/(m·K)，具有良好的隔热保温性能，而且力学性能优良，吸水率小于5％，耐水抗渗性好，有效改善了水浸开裂的问题，可以被广泛应用于被动房墙体装修装饰。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种用于被动房墙体隔热保温装饰材料，其特征在于，以重量份数计，由以下原料制备而成：
水泥80-100份、粉煤灰20-30份、生石灰10-15份、羧基丁苯乳液3-6份、VAE乳液10-15份、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液1-3份、聚乙烯纤维20-30份、聚醚改性硅油4-6份、烷基改性苯基含氢硅油1-3份、复合发泡剂1-1.5份、稳泡剂0.01-0.05份、水30-40份；
所述TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液的制备方法如下：
将丙烯酸酯类单体、乳化剂、乙烯基三乙氧基硅烷、水混合预乳化30-60min得到预乳液，取部分预乳液、第一份数引发剂、碳酸氢钠、水混合升温至75-85℃反应30-60min，将剩余的预乳液、第二份数引发剂滴加入反应体系中，滴加完毕后再反应20-30min，最后滴加第三份数引发剂，反应60-120min恢复室温加入TEOS出料即可；
所述丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸十二氟庚酯；
所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸十二氟庚酯的质量比为20-25：10-20：1-2：4-8；
所述烷基改性苯基含氢硅油的制备方法如下：
将苯基含氢硅油、氯铂酸、异丙醇混合，升温至70-75℃搅拌反应1-1.5h，再升温至110-120℃，将1-十二烯溶于异丙醇中滴加进反应体系中，反应5-8h后，减压蒸馏除去异丙醇和未反应的原料，加入石油醚搅拌溶解后过滤，再次减压蒸馏除去石油醚即可；
所述复合发泡剂为松香酸钠和月桂酰基肌氨酸钠，所述松香酸钠和月桂酰基肌氨酸钠的质量比为1-5：1-5。
2.如权利要求1所述的用于被动房墙体隔热保温装饰材料，其特征在于，以重量份数计，由以下原料制备而成：
水泥90份、粉煤灰25份、生石灰12份、羧基丁苯乳液3份、VAE乳液15份、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液2份、聚乙烯纤维25份、聚醚改性硅油4份、烷基改性苯基含氢硅油1份、复合发泡剂1.2份、稳泡剂0.03份、水35份。
3.如权利要求1所述的用于被动房墙体隔热保温装饰材料，其特征在于，所述乳化剂为SDS和OP-10，所述SDS和OP-10的质量比为3-5：1。
4.如权利要求1所述的用于被动房墙体隔热保温装饰材料，其特征在于，所述稳泡剂为硬脂酸钙。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的用于被动房墙体隔热保温装饰材料的制备方法，其特征在于，将水泥、粉煤灰、生石灰、聚乙烯纤维混合均匀，再将羧基丁苯乳液、VAE乳液、TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯复合乳液加入，搅拌得到料浆，将复合发泡剂加入水中得到发泡液，将发泡液、聚醚改性硅油、烷基改性苯基含氢硅油、稳泡剂加入料浆中，搅拌混合均匀后，注入模具中发泡成型，发泡结束后脱模养护即可。
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