发明内容
为了克服现有技术的缺陷,本发明提供了一种全水发泡喷涂聚氨酯外保温系统,采用水作为聚氨酯保温层的发泡剂,完全避免了对大气臭氧层的破坏,并提高了保温效果。
本发明采用的一种全水发泡喷涂聚氨酯外保温系统,包括依次覆盖于外墙体表面的防潮界面层、聚氨酯保温层、界面层、轻质防护砂浆层和柔性腻子层,所述轻质防护砂浆层中夹有网格布,覆盖有全水发泡喷涂聚氨酯外保温系统的外墙体的阳角设有护角,所述聚氨酯保温层采用水作发泡剂。
作为本发明的优选方案,所述聚氨酯保温层的材料,含有100份重量比的聚醚,1~3份重量比的泡沫稳定剂,1~3份重量比的复合发泡催化剂,1~3份重量比的复合凝胶催化剂,1~5份重量比的水。
作为本发明的一种改进,所述网格布的网孔的中心距为5mm×5mm。
作为本发明的优选方案,当保温系统表面在采用面砖等加强做法时,所述网格布为加强耐碱网格布。
作为本发明的一种改进,所述加强耐碱网格布网孔的中心距为10mm×10mm。
作为本发明的一种改进,所述护角为塑料护角。
作为本发明的一种改进,所述轻质防护砂浆层和/或柔性腻子层内添加相变蓄能材料。
作为本发明的优选方案,所述相变蓄能材料选用硬酯酸、软酯酸和硬脂酸正丁酯作为相变材料,活性炭、空心玻璃微珠和膨胀珍珠岩作为基体材料,聚合物水泥,环氧树脂,硅树脂,聚合物胶乳作为包覆材料。
该全水发泡喷涂聚氨酯外保温系统由基层墙体处理层,聚氨酯保温层和柔性腻子层,轻质防护砂浆找平层,网格布加固层,饰面层。基层墙体处理层选用界面砂浆。轻质防护砂浆是由高效相变蓄能材料、有机无机轻质材料复合有机树脂、无机粘结剂、特种纤维、有机硅增水剂及其它助剂组成。加固层采用普通耐碱网格布。施工时先刷涂界面处理剂,然后喷涂聚氨酯保温层,然后刷界面防护层,抹轻质防护砂浆找平,将耐碱网格布压入轻质防护砂浆,在网格布的表面刮柔性腻子,然后饰面层施工。
本发明的全水发泡喷涂聚氨酯外保温系统与现有的外保温系统相比,保温和绝热性能优良、结构简单、防水、防火,不开裂,粘结性好。该保温系统除满足多种建筑节能要求以外,还拥有如下诸多特点:
1、聚氨酯保温层采用水作发泡剂,所以成型以后的聚氨酯保温层,完全避免了采用的氟利昂类发泡剂时对大气臭氧层的破坏作用,是一种绿色环保的保温材料。而且,全水发泡泡沫制备工艺简便,对设备的要求很低,可沿用CFC211体系的设备,具有广阔的市场前景。
2、保温性能好。硬质聚氨酯泡沫构成的保温层密度35~40kg/m3时,其导热系数为0.025W/(m.K),聚苯乙烯泡沫板导热系数为0.05W/(m.K),水泥珍珠岩导热系数为0.1W/(m.K)。
3、防水性好。由于硬质聚氨酯保温层其泡孔是封闭的,且闭孔率在95%左右,具有良好的不透水性。采用硬质聚氨酯泡沫作保温防水,一次成型,没有接头,收头构造简单,不需特别处理,对发泡后的聚氨酯采用界面防护剂进一步处理,一方面提高了聚氨酯的保温效果,同时进一步提高了发泡聚氨酯与轻质防护砂浆层的粘接力。
4、采用加强做法时,保温系统使用时间更长久。由于镀锌金属网在水泥的碱性环境下易发生腐蚀,尤其是采用质量不合格的金属网时,这种现象更是不可避免。随着金属网的腐蚀,金属网和砂浆会逐步脱离,从而失去对系统加强作用,用耐碱性更好的加强耐碱网格布替代镀锌金属网在保温覆层中起加强作用。由于加强耐碱网格布的耐碱性能优异,在碱性环境下不易受到侵蚀,所以可以在系统中长期起到加强作用,使保温系统使用时间更长久。
5、在建筑物阳角处,用改性塑料护角代替金属护角,避免了金属护角腐蚀造成的墙角的空鼓开裂。
6、普通网格布的网孔中心距采用5mm×5mm尺寸,加强网格布的网孔中心距采用10mm×10mm尺寸,避免了现在使用的小孔径网格在防护砂浆中容易形成隔离层,影响系统整体拉拔强度的现象出现。
7、较传统施工工艺省去一层抹面砂浆,简化施工工艺,降低施工成本,缩短施工时间。
8、提高了墙体的抗裂性和室内温度的舒适性。因为在轻质防护砂浆层和柔性腻子层中添加高效相变蓄能材料,所以当外界温度大幅度变化时,防护层和柔性腻子层中的相变蓄能材料通过相的转变吸收或放出热能,从而降低了墙体保温隔热系统的温度变化。由于温度变化容易造成墙体保温隔热系统开裂,而且聚氨酯保温层材料的膨胀收缩系数和防护层、柔性腻子层膨胀收缩系数相差比较大,这种不同步的收缩膨胀更容易造成系统表层材料的开裂。所以当墙体温度变化不大时,墙体保温隔热系统开裂性会大大降低。同时也会降低室内温度波动,提高了室内温度的舒适性。
具体实施方式
下面对本发明进行详细的说明。
如图1所示,本发明的全水发泡喷涂聚氨酯外保温系统的基本构造如下:外墙体1由砼、小型混凝土砌块、空心砖、非黏土砖、烧结砖等构成;依次覆盖于外墙体1表面的防潮界面层2、聚氨酯保温层3、界面层4、轻质防护砂浆层5和柔性腻子层7,所述轻质防护砂浆层中夹有网格布6,覆盖有全水发泡喷涂聚氨酯外保温系统的外墙体的阳角设有护角,所述聚氨酯保温层为全水发泡聚氨酯保温材料,即用水作发泡剂,以水和异氰酸酯反应生成的CO2气体作发泡剂,其臭氧破坏效应ODP值为零,无毒副作用,因此水是最具吸引力的CFC211最终替代物。所述聚氨酯保温层的材料,含有100份重量比的聚醚,1~3份重量比的泡沫稳定剂,1~3份重量比的复合发泡催化剂,1~3份重量比的复合凝胶催化剂,1~5份重量比的水。可采用如下的具体配比:
实例一:100份重量比的聚醚,1.0份重量比的泡沫稳定剂,1.2份重量比的复合发泡催化剂,1.8份重量比的复合凝胶催化剂,1.5份重量比的水。
实例二:100份重量比的聚醚,2.0份重量比的泡沫稳定剂,3.0份重量比的复合发泡催化剂,1.0份重量比的复合凝胶催化剂,2.0份重量比的水。
实例三:100份重量比的聚醚,3.0份重量比的泡沫稳定剂,2.5份重量比的复合发泡催化剂,3.0份重量比的复合凝胶催化剂,4.5份重量比的水。
本发明的另一个实施例,在上述实施例的基础上,所述网格布采用加强耐碱网格布,以增加网格布的耐腐蚀性,起到更好的加强作用。所述网格布的网孔中心距选为10mm×10mm,以提高整体的抗拉强度。
本发明的另一个实施例,在第一个实施例的基础上,所述护角采用塑料护角代替现有技术中的金属护角,以增强其抗腐蚀性。
本发明的另一个实施例,在第一个实施例的基础上,所述轻质防护砂浆层和/或柔性腻子层内添加相变蓄能材料。所述相变蓄能材料优选采用硬酯酸、软酯酸和硬脂酸正丁酯作为相变材料,活性炭、空心玻璃微珠和膨胀珍珠岩作为基体材料,聚合物水泥,环氧树脂,硅树脂,聚合物胶乳作为包覆材料。
方案1:将一定比例配合的正十八烷酸,硬脂酸丁酯的混合物(具体比例,硬酯酸∶硬酯酸丁酯在20%-80%范围内变化)。在一定温度下(具体温度75-100℃)熔融,将基体材料倒入,搅拌均匀后倒出。然后将分散均匀的相变颗粒浸泡在聚合物胶料(环氧胶,聚氨酯胶,醋酸乙烯胶等)浆液中,充分浸泡4-8小时后取出。放置在室温环境下24小时聚合物成膜干燥后过筛,从而制得颗粒均匀的相变复合材料。
具体实例1:
正十八烷酸,硬脂酸丁酯的混合物(硬酯酸∶硬酯酸丁酯=1∶4)在75℃熔融,将基体材料倒入,搅拌均匀后倒出。然后将分散均匀的相变颗粒浸泡在聚合物胶料(环氧胶,聚氨酯胶,醋酸乙烯胶等)浆液中,充分浸泡4小时后取出。放置在室温环境下24小时聚合物成膜干燥后过筛,从而制得颗粒均匀的相变复合材料。
具体实例2:
正十八烷酸,硬脂酸丁酯的混合物(硬酯酸∶硬酯酸丁酯=1∶1)在90℃熔融,将基体材料倒入,搅拌均匀后倒出。然后将分散均匀的相变颗粒浸泡在聚合物胶料(环氧胶,聚氨酯胶,醋酸乙烯胶等)浆液中,充分浸泡6小时后取出。放置在室温环境下24小时聚合物成膜干燥后过筛,从而制得颗粒均匀的相变复合材料。
具体实例3:
正十八烷酸,硬脂酸丁酯的混合物(硬酯酸∶硬酯酸丁酯=4∶1)在100℃熔融,将基体材料倒入,搅拌均匀后倒出。然后将分散均匀的相变颗粒浸泡在聚合物胶料(环氧胶,聚氨酯胶,醋酸乙烯胶等)浆液中,充分浸泡8小时后取出。放置在室温环境下24小时聚合物成膜干燥后过筛,从而制得颗粒均匀的相变复合材料。
方案2:将一定比例配合的正十六烷酸,硬脂酸丁酯的混合物(具体比例,软酯酸∶硬酯酸丁酯在20%-80%范围内变化)。在一定温度下(具体温度65℃-90℃)熔融,将基体材料倒入,搅拌均匀后倒出。然后将分散均匀的相变颗粒浸泡在聚合物胶料(环氧胶,聚氨酯胶,醋酸乙烯胶等)浆液中,充分浸泡4-8小时后取出。放置在室温环境下24小时聚合物成膜干燥后过筛,从而制得颗粒均匀的相变复合材料。
具体实例1:
正十六烷酸,硬脂酸丁酯的混合物(软酯酸∶硬酯酸丁酯=1∶4)在65℃熔融,将基体材料倒入,搅拌均匀后倒出。然后将分散均匀的相变颗粒浸泡在聚合物胶料(环氧胶,聚氨酯胶,醋酸乙烯胶等)浆液中,充分浸泡4小时后取出。放置在室温环境下24小时聚合物成膜干燥后过筛,从而制得颗粒均匀的相变复合材料。
具体实例2:
正十六烷酸,硬脂酸丁酯的混合物(软酯酸∶硬酯酸丁酯=1∶1)在80℃熔融,将基体材料倒入,搅拌均匀后倒出。然后将分散均匀的相变颗粒浸泡在聚合物胶料(环氧胶,聚氨酯胶,醋酸乙烯胶等)浆液中,充分浸泡6小时后取出。放置在室温环境下24小时聚合物成膜干燥后过筛,从而制得颗粒均匀的相变复合材料。
具体实例3:
正十六烷酸,硬脂酸丁酯的混合物(软酯酸∶硬酯酸丁酯=4∶1)在90℃熔融,将基体材料倒入,搅拌均匀后倒出。然后将分散均匀的相变颗粒浸泡在聚合物胶料(环氧胶,聚氨酯胶,醋酸乙烯胶等)浆液中,充分浸泡8小时后取出。放置在室温环境下24小时聚合物成膜干燥后过筛,从而制得颗粒均匀的相变复合材料。
本发明的全水发泡喷涂聚氨酯外保温系统施工工艺如下:
聚氨酯保温层的施工:首先,配制混合聚氨酯泡沫原料;然后,采用高压无气喷涂机,将聚氨酯发泡材料直接喷涂在用界面处理剂处理过的墙体上,一般采用两到三遍喷涂的方式,每次厚度控制在10-15mm左右。固化时间控制在3-15S。最后,待硬质发泡聚氨酯完全干燥后,在聚氨酯表面刷界面防护剂,用轻质防护砂浆进一步找平。
轻质防护砂浆层的施工:首先,网格布按楼层间竖向尺寸事先裁好;然后,先抹轻质防护砂浆厚度3~15mm用来对喷涂聚氨酯表面进行找平,抹完一定宽度应立即用抹子将网格布压入轻质砂浆内,并刮平,网格布间搭接不小于50mm,从一侧向另一侧顺序压入,要求平整无褶皱,轻质相变蓄能防护砂浆的饱满度应达到100%,严禁干搭。
柔性腻子层施工:待轻质防护砂浆干燥后,在网格布表面刮柔性腻子厚度约1~2mm,要求将网格布完全覆盖。
饰面层施工:在柔性腻子层干燥后,普通做法为:刷防水弹性底涂,涂料饰面。贴面砖时采用加强做法,用加强耐碱玻纤网格布替代普通耐碱玻纤网格布,需要注意的是在铺完网格布后应干燥24小时,然后用锚固件固定加强耐碱玻纤网格布,再刮柔性腻子。
施工注意事项
一、施工条件
1.建筑物主体验收后,外墙外门窗验收完毕,基层达到《建筑工程质量检验评定标准》的要求。
2.施工宜采用爬升脚手架、吊篮,除设计要求外,墙体不应预留孔洞设置脚手架,清除其它有碍于施工的杂物。
3.基层墙体和门窗口施工及检验完毕,外墙上的消防梯、落水管、各种进户管线、防盗窗预埋件等应安装就位。
4.施工现场环境温度和基层墙体表面温度连续5天日平均温度不应低于5℃,风力不大于5级。冬季施工时,应采用相应保护措施,雨天应停止施工或采取有效措施,防止雨水冲刷墙面。
5.施工时,应避免阳光曝晒,必要时可以在施工脚手架上搭设防晒布,遮挡施工墙面。
6.墙体系统在施工过程中,应采用必要的保护措施,防止施工墙面受到污染和损害,待建筑构造细部按设计要求施工完毕后,方可拆除保护物。
二、施工工具
1.高压无气发泡设备,强制式横轴砂浆搅拌机、垂直运输机械、水平运输车、手提搅拌机、手电钻等。
2.常用抹灰工具及抹灰的专用检测工具、经纬仪及放线工具、水桶、剪子、滚刷、铁锹、扫帚、手锤、壁纸刀、托线板、方尺、靠尺、塞尺、探针、钢尺等。
3.吊篮或专用施工脚手架。
三、施工要点
1、基层墙面处理:墙面应将油渍、浮尘等清理干净。旧墙面松动、风化部位应剔除干净,凸起物大于5mm应铲平。墙体水含量过大易使聚氨酯硬泡脆性增大,严重时影响聚氨酯硬泡与物体表面的粘结性,因此在施工前刷界面处理剂,雨天一般严禁施工。
2、吊垂直、套方、找规矩,弹厚度控制线,拉垂直、水平通线。
3、喷涂聚氨酯保温层的施工:
将配好的聚氨酯原材料A,B精确计量后,通过物料输送管送到喷枪,混合均匀,采用高压无气喷涂设备直接喷涂到处理好的墙体上。A组分采用的多异氰酸酯可以是4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯,多亚甲基多苯基异氰酸酯,或脂肪族多异氰酸酯。B组分是由不同羟值的聚醚多元醇,扩链剂,发泡剂组成。喷涂聚氨酯发泡较合适的温度范围应是10℃-35℃,墙体表面的温度对施工影响很大,必须严格控制好施工温度。采用分次喷涂的方法,每次喷涂厚度控制在10~15mm左右,一般喷涂两到三次。喷枪角度宜控制在70度-90度,喷枪与被喷物间距保持在0.8-1.5m为宜。
4、待硬质发泡聚氨酯完全干燥后,约0.5h后就可在聚氨酯表面刷涂界面防护剂。最晚涂刷不要超过4h。24h终凝后即可进行抹灰工序施工。
5、轻质防护砂浆施工
网格布按楼层间尺寸事先裁好,抹保温轻质防护砂浆3~15mm厚,随即竖向铺贴网格布,用抹子将网格布压入。网格布搭接宽度不应小于50mm,搭接部分用轻质防护砂浆粘牢,先压入一侧抹轻质防护砂浆,再压入另一侧,网格布铺贴要平整无皱褶。
首层铺贴双层耐碱玻纤网格布。第一层为加强型耐碱玻纤网格布,网与网之间采用对接的方式铺贴;第二层为普通耐碱玻纤网格布,网与网之间采用搭接的方式铺贴。两层网格布之间轻质防护砂浆应饱满,严禁干贴,并在首层阳角处的两层网格布之间加改性塑料护角。各层阴阳角、门窗口角应用网格布包裹增强。
6、柔性腻子层施工
待轻质防护砂浆干燥后,在网格布表面刮柔性腻子,厚度约1~2mm,要求将网格布完全覆盖。
7、饰面层施工
在柔性腻子层干燥后,普通做法为:刷界面处理剂,涂料饰面;贴面砖时采用加强做法,用加强耐碱玻纤网格布替代普通耐碱玻纤网格布,需要注意的是在铺完网格布后应干燥24小时,然后用锚固件固定加强耐碱玻纤网格布,再刮柔性腻子。
本发明采用的主要产品的性能如下:
防潮界面剂的主要性能指标见下表:
项目 |
指标 |
容器中状态 |
乳白色液态,无杂质 |
施工性 |
刷涂两道无障碍 |
干燥时间(表干)/h≤ |
4 |
涂膜外观 |
正常 |
耐水性 |
168h无异常 |
耐碱性 |
48h无异常 |
涂层耐温变性(五次循环) |
无异常 |
全水发泡硬酯聚氨酯保温材料的性能指标为:密度:35-40kg/m3;抗压强度≥250kPa;抗拉强度≥150kPa;吸水率≤3%;导热系数≤0.025W/(m·K);线性尺寸变化率:80℃ 24h≤3%;-2 5℃ 24h≤3%;平均燃烧时间≤90s;平均燃烧范围≤50mm;燃烧性能采用水平燃烧法试验方法测定。GB/T 10800-89“建筑物隔热用硬质聚氨酯泡沫塑料”。
界面层的主要性能指标见下表:
项目 |
指标 |
容器中状态 |
乳白色液态,无杂质 |
施工性 |
刷涂两道无障碍 |
干燥时间(表干)/h≤ |
4 |
涂膜外观 |
正常 |
抗拉强度,MPa≥ |
0.6 |
耐水性 |
168h无异常 |
耐碱性 |
48h无异常 |
涂层耐温变性(五次循环) |
无异常 |
轻质防护砂浆采用进口可再分散聚合物胶粉、优质低碱水泥、无机填料以及高效相变蓄能材料等材料经过特殊工艺制成,是一种高性能的复合型外墙节能系统专用配套材料,无毒、无害,为绿色环保产品。主要性能指标见下表:
项目 |
指标 |
密度 |
≤0.9g/cm3 |
导热系数 |
≤0.2W/m.K |
拉伸粘接强度(与聚氨酯保温层) |
原强度 |
≥0.2MPa,破坏界面在聚氨酯保温层上 |
耐水 |
≥0.2MPa,破坏界面在聚氨酯保温层上 |
耐冻融 |
≥0.2MPa,破坏界面在聚氨酯保温层上 |
柔韧性 |
压折比(水泥基) |
≤3.0 |
开裂应变(非水泥基) |
≥1.5 |
可操作时间 |
1.5~4.0h |
适用范围:适用于保温体系中网格布的粘结。
优点:
1、比重、导热系数远低于普通的粘接砂浆,降低了系统对墙体的负荷,提高了系统的安全性,同时也提高了系统整体的保温效果。
2、抗开裂性能好,粘结强度高,不开裂、长期使用不剥落。
3、具有拉伸强度和伸缩率的最佳平衡点,能够有效的释放温度变化和墙体变形所产生的应力,从而保证了保温系统的整体性能。
4、添加高效相变蓄能材料,降低室内温度波动,同时提高材料的抗裂性。
5、无毒、无害、无异味。
柔性腻子采用抗水性能优异的高分子聚合物胶粉、优质低碱水泥、有机硅憎水剂和高效相变蓄能材料等材料经过特殊工艺制成,是一种高性能的复合型外墙节能系统专用配套材料,无毒、无害,为绿色环保产品。
主要用途:主要用于提高保温体系的防水性能并进一步改善体系外层的开裂性。
技术指标如下表:
项目 |
单位 |
指标 |
柔性腻子 |
容器中状态 |
- |
无结块、均匀 |
施工性 |
- |
刮涂无障碍 |
干燥时间(表干) |
h |
≤5 |
打磨性 |
- |
手工可打磨 |
耐水性200h |
- |
无异常 |
粘结强度 |
标准状态 |
MPa |
≥0.60 |
冻融循环(5次) |
MPa |
≥0.40 |
柔韧性 |
- |
直径50mm无裂纹 |
开裂性 |
基层裂纹 |
≥0.3mm |
低温贮存稳定性 |
- |
-5℃冷冻4h无变化,刮涂无困难 |
优点:
1、防水等级高,有效降低雨水渗透对保温浆料性能的影响。
2、粘结强度高,长期使用不剥落、不开裂。
3、具有拉伸强度和伸缩率的最佳平衡点,能够进一步释放温度变化和墙体变形所产生的应力,从而保证了保温体系的整体性能。
4、添加高效相变蓄能材料,降低室内温度波动,同时提高材料的抗裂性。
5、无毒、无害、无异味。
网格布主要性能指标见下表:
项目 |
单位 |
指标 |
网孔中心距 |
普通型 | mm |
5×5 |
加强型 |
10×10 |
单位面积重量 |
普通型 |
g/m2 |
≥180 |
加强型 |
≥300 |
断裂强力(经、纬向) |
普通型 |
N/50mm |
≥1250 |
加强型 |
≥3000 |
耐碱强力保留率(经、纬向) |
% |
≥90 |
断裂伸长率 |
% |
≤5 |
涂塑量 |
g/m2 |
≥20 |
锚固件应采用符合以下要求的产品:塑料锚拴由螺钉和带圆盘的塑料膨胀套管两部分组成。金属螺钉应用不锈钢或经过表面防腐蚀处理的金属制成,塑料钉和带圆盘的塑料膨胀套管应采用聚酰胺、聚乙烯或聚丙烯制成,制作塑料钉和塑料套管的材料不得使用回收的再生材料。塑料锚拴有效锚固深度不小于25mm,塑料圆盘直径不小于50mm,套管外径7-10mm。单个塑料锚拴抗拉承载力标准值(C25混凝土基层)不小于0.80KN。
改性塑料护角应采用符合以下要求的产品:耐热(50±2℃不变形)、耐寒(≥-35℃不变形)、抗拉(1000牛顿不变形)、抗冲击(落锤质量1KG,锤头半径30mm,冲击高度20cm时,试样不被破坏)。