CN101255039A - 一种聚合物微球保温隔热砂浆 - Google Patents
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Abstract
一种聚合物微球保温隔热砂浆，由以下重量份的原料组成：无机胶凝材料15－30，轻集料20－50，聚合物微球5－30，中空纤维0.5－3，可分散乳胶粉8－20；将上述原料依次按照无机胶凝材料—中空纤维—聚合物微球—可分散乳胶粉—轻集料的顺序分别加入充分混合，制成混合料，再与水混合成膏状即成。兼有热阻型和热容型材料的共同特点，大大稳定了所保温基体的温度，蓄热系数较高，砂浆与墙体的结合力和整体强度高大幅度提高了抗拉抗裂抗折性能，通过水泥、轻集料、中空纤维和聚合物微球等材料按粒径相互级配，使得砂浆材料中间形成了良好的阻隔层，减少了砂浆中间的冷热桥，进一步提高了保温隔热性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑装饰用内外墙体涂覆用建筑材料，尤其是一种聚合物微球保温隔热砂浆。
背景技术
在近几年的建筑保温节能领域中高效保温隔热砂浆的研究受到了广泛地关注，其原因是因为高效保温隔热砂浆可以大幅度提高建筑节能的效果。建筑物节能主要是通过保持室内温度来达到的，那么可以这么说，要达到高效节能，最好的途径就是通过某一种手段长期保持室内温度，为达到这一目的，除了要提高建筑物的密封性以外还要提高建筑物墙体的保温隔热性能。现今市场上普遍采用的是聚苯板以及胶粉聚苯颗粒砂浆这类单纯热阻型的墙体保温隔热材料，这类材料存在耐燃烧性能较差，受热易分解出有毒物质的问题。中国专利公开号：CN1338444，公开日：2002年3月6日，发明名称《一种复合保温砂浆》，提出了由海泡石、硅酸铝纤维、石英石、蛭石、珍珠岩、飘珠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、减水剂和水制得的砂浆产品。可用于墙体、屋面、管道、热工设备的隔热保温。具有导热系数低、容重轻、不开裂、不空鼓、保温效果好、节省能源、生产成本低、无毒无污染、便于施工等优点。但上述砂浆所用保温隔热材料均属于单纯热阻型材料，仅仅能起到阻隔温度传递的作用，热容性差，无法起到吸热、放热和室内温度调节的作用。当要求进一步提高墙体节能要求的时候只能通过增加砂浆层的厚度来解决，而砂浆层的厚度达到一定极限的时候就很难再提高了，这是所有热阻型材料在应用过程中的问题。而且砂浆的抗拉抗裂性能也有待提高。
中国专利公开号：CN1552659，公开日：2004年12月8日，发明名称《石蜡相变保温砂浆粉及石蜡相变保温砂浆的制备方法》，提出了由35～75％的水泥、5～40％的轻骨料和0.5～10％的纤维，5～40％的石蜡组成的石蜡相变保温砂浆粉，制备时，将熔化分散开的石蜡或石蜡微晶粉末和其它物料混合均匀制成石蜡胶粉料，再将上述石蜡胶粉料加入水中搅拌成糊状，再加入轻骨料充分搅拌即可。解决了已有保温砂浆吸水率大、防水性差、软化系数低、不耐水的技术问题，可用于墙体及屋面的各种保温层。但上述砂浆粉中的石蜡与水泥、轻骨料等无机材料的粘合性较差，石蜡受热熔化后易流动，导致砂浆与墙体的结合不够牢固，抗拉抗裂性能较差，从而影响墙面的使用寿命。而且该保温砂浆的阻热效果不尽理想，也只能通过增加砂浆层的厚度来提高建筑物的节能指标。
发明内容
本发明的目的是克服现有保温砂浆节能效果不尽理想，保温阻隔层面不够完善，与墙体的结合不够牢固，抗拉抗裂性较低的缺陷和不足，提供一种以无机材料为主体粘结材料，兼具热阻型和热容型保温隔热特点的聚合物微球保温隔热砂浆。它不仅具有保温隔热和降低建筑物能耗的效果，同时具有一定程度上调节室内温度的作用，还具有良好的施工性能与较低的施工成本，对墙体的要求较低，与墙体结合牢固，无环境污染，使用寿命长。
本发明的技术解决方案是：一种聚合物微球保温隔热砂浆，其特征在于由以下重量份的原料组成：无机胶凝材料15-30，轻集料20-50，聚合物微球5-30，中空纤维0.5-3，可分散乳胶粉8-20；
将上述原料依次按照无机胶凝材料-中空纤维-聚合物微球-可分散乳胶粉-轻集料的顺序分别加入充分混合，制成混合料，再与水混合成膏状即成。
本发明所述的轻集料采用闭孔膨胀珍珠岩，空心玻璃或陶瓷微珠，漂珠，海泡石，硅藻土，膨胀蛭石和氧化铝微球中的任两种或两种以上原料混合而成，其中所述的闭孔膨胀珍珠岩的粒径为0.5-2毫米，海泡石和硅藻土和膨胀蛭石的粒径为400-650微米，氧化铝空心微球的为150～200微米，空心玻璃或陶瓷微珠和漂珠的粒径为50-100微米。
本发明所述的聚合物微球可以使用按现有乳液聚合法或悬浮聚合法制作的聚合物微球，但最好采用本申请人于同日申请的，发明名称为《一种聚合物空心微球及其制备方法》所制备的聚合物空心微球和/或发明名称为《一种聚合物相变微球及其制备方法》所制备的聚合物相变微球。
本发明所述的聚合物微球由聚合物空心微球和聚合物相变微球按重量比0-1∶0-1的比例混合而成。
本发明所述聚合物中空微球的粒径为20-40微米，聚合物相变微球的粒径为10-20微米。
本发明所述的中空纤维采用无机中空纤维和/或有机中空纤维，其直径为0.1-0.2毫米，长度为0.5-2毫米。
本发明所述的无机中空纤维为硅酸铝中空纤维，所述的有机中空纤维为涤纶中空纤维或聚丙烯中空纤维。
本发明所述的无机胶凝材料为粉煤灰水泥或火山灰水泥或矿渣水泥。
本发明所述一种聚合物微球保温隔热砂浆，由以下重量份的原料组成：粉煤灰水泥400，闭孔膨胀珍珠岩300，空心玻璃或微珠120，氧化铝空心微球50，聚合物空心微球60，聚合物相变微球100，硅酸铝中空纤维20，向由上述原料混合而成的混合料中加入减水剂，再与水混合即成。
本发明的有益效果是：首先本发明的轻集料采用了如中空玻璃或陶瓷微球等热阻型材料和具有热容型材料特点的聚合物微球，使砂浆兼有热阻型和热容型材料的共同特点，由于体系中聚合物微球中相变材料和/或负压中空结构的存在，起到蓄冷蓄热的作用，大大稳定了所保温基体的温度，使所保温的基体不会因环境温度的变化而出现大幅度的波动，从而达到高效保温的目的，蓄热系数较高，相比现有的单纯热阻型或热容型保温隔热砂浆是一个进步和革新；其次，本发明砂浆与墙体结合力远大于胶粉聚苯颗粒砂浆、聚苯板体系和现有的热容型砂浆体系，整体强度也远大于这几个体系，第三，本发明砂浆中使用了中空纤维进行增强，大幅度提高了抗拉抗裂抗折性能，同时中空纤维也具有了良好的保温隔热效果，从而完善了砂浆的保温隔热性能；最后，本发明的砂浆通过水泥、轻集料、中空纤维和聚合物微球等材料按粒径相互级配，使得砂浆材料中间形成了良好的阻隔层，减少了砂浆中间的冷热桥，进一步提高了保温隔热性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
一种聚合物微球保温隔热砂浆，其特征在于由以下重量份的原料组成：无机胶凝材料15-30，轻集料20-50，聚合物微球5-30，中空纤维0.5-3，可分散乳胶粉8-20；
将上述原料依次按照无机胶凝材料-中空纤维-聚合物微球-可分散乳胶粉-轻集料的顺序分别加入充分混合，制成混合料，再与水混合成膏状即成。
本发明所述的轻集料采用闭孔膨胀珍珠岩，空心玻璃或陶瓷微珠，漂珠，海泡石，硅藻土，膨胀蛭石和氧化铝微球中的任两种或两种以上原料混合而成，其中所述的闭孔膨胀珍珠岩的粒径为0.5-2毫米，海泡石和硅藻土和膨胀蛭石的粒径为400-650微米，氧化铝空心微球的为150～200微米，空心玻璃或陶瓷微珠和漂珠的粒径为50-100微米。
本发明可以使用按现有乳液聚合法或悬浮聚合法制作的聚合物微球，但最好采用本申请人于同日申请的，发明名称为《一种聚合物空心微球及其制备方法》所制备的聚合物空心微球和/或发明名称为《一种聚合物相变微球及其制备方法》所制备的聚合物相变微球。
本发明所述的聚合物微球由聚合物空心微球和聚合物相变微球按重量比0-1∶0-1的比例混合而成。
本发明所述聚合物中空微球的粒径为20-40微米，聚合物相变微球的粒径为10-20微米。
本发明所述的中空纤维采用无机中空纤维和/或有机中空纤维，其直径为0.1-0.2毫米，长度为0.5-2毫米。
本发明所述的无机中空纤维为硅酸铝中空纤维，所述的有机中空纤维为涤纶中空纤维或聚丙烯中空纤维。
本发明所述的无机胶凝材料为粉煤灰水泥或火山灰水泥或矿渣水泥。
实施例1
按重量份取粉煤灰水泥280份，粒径1毫米的闭孔膨胀珍珠岩300份，粒径80微米的空心玻璃微珠120份，粒径150微米的氧化铝空心微球50份，粒径30微米的聚合物空心微球60份，粒径20微米的聚合物相变微球100份，(其中，相变材料为石蜡，含量85％)，直径0.1毫米，长度1毫米的硅酸铝中空纤维20份，可分散乳胶粉240份；
将上述材料依照无机胶凝材料-中空纤维-聚合物功能性微球-胶粉-轻集料-聚合物空心微球的顺序加入到无重力混合机中充分混合，而后出料，即成本发明聚合物微球保温隔热砂浆。
在上述砂浆中加入减水剂2份，按照混合料∶水＝1∶0.9-1.2的比例混合成膏状直接涂敷到养护好的混凝土或砖砌建筑物墙面上，第一遍刮涂1-1.5厘米，待干透后刮涂第二遍，第二遍刮涂1-1.5厘米，刮涂总厚度为2-3厘米，以构成保温隔热墙面。
经测定，该材料导热系数为0.064W/MK，使用上述方法制备出来的产品与水调和后涂刷到铝合金平板上，涂刷总厚度为2.5厘米，使用这样的铝合金平板搭建成试验房，在平板的一面加热测定另一表面的温度变化，温度变化频率模拟正常室内外温差，并与涂刷总厚度为4厘米的胶粉聚苯颗粒材料进行对比，在模拟的周期内采用本实施例材料的试验房室内温度波动为2-4℃，温度补偿所消耗的电能平均为0.06度/小时，采用胶粉聚苯颗粒的试验房温度波动为6-8℃，温度补偿所消耗的电能平均为0.23度/小时，相比较而言，本发明的高效保温隔热材料综合节能效果十分显著。
实施例2
按重量份取粉煤灰水泥500份，粒径1毫米的闭孔膨胀珍珠岩350份，粒径80微米的空心玻璃微珠100份，粒径200微米的氧化铝空心微球50份，粒径500微米的膨胀蛭石粉100份，粒径30微米的聚合物空心微球60份，粒径20微米的聚合物相变微球100份，(其中，相变材料为石蜡，含量85％)，直径0.2毫米，长度1毫米的聚丙烯中空纤维20份，可分散乳胶粉180份；
将上述材料依照无机胶凝材料-中空纤维-聚合物功能性微球-胶粉-轻集料-聚合物空心微球的顺序加入到无重力混合机中充分混合，而后出料，即成本发明聚合物微球保温隔热砂浆。
在上述砂浆中加入减水剂3份，按照混合料∶水＝1∶0.9-1.2的比例混合成膏状直接涂敷到养护好的混凝土或砖砌建筑物墙面上，第一遍刮涂1-1.5厘米，待干透后刮涂第二遍，第二遍刮涂1-1.5厘米，刮涂总厚度为2-3厘米，以构成保温隔热墙面。
经测定，该材料导热系数为0.068W/MK，在模拟的周期内采用本实施例材料的试验房室内温度波动为2-5℃，温度补偿所消耗的电能平均为0.08度/小时，采用胶粉聚苯颗粒的试验房温度波动为7-8℃，温度补偿所消耗的电能平均为0.28度/小时
实施例3
按重量份取粉煤灰水泥600份，粒径1毫米的闭孔膨胀珍珠岩150份，粒径80微米的空心玻璃微珠400份，粒径200微米的氧化铝空心微球150份，粒径30微米的聚合物空心微球200份，粒径20微米的聚合物相变微球200份，(其中，相变材料为石蜡，含量85％)，直径0.1毫米，长度1毫米的硅酸铝中空纤维和聚丙烯中空纤维各20份，可分散乳胶粉300份；
将上述材料依照无机胶凝材料-中空纤维-聚合物功能性微球-胶粉-轻集料-聚合物空心微球的顺序加入到无重力混合机中充分混合，而后出料，即成本发明聚合物微球保温隔热砂浆。
在上述砂浆中加入减水剂4份，按照混合料∶水＝1∶0.9-1.2的比例混合成膏状直接涂敷到养护好的混凝土或砖砌建筑物墙面上，第一遍刮涂1-1.5厘米，待干透后刮涂第二遍，第二遍刮涂1-1.5厘米，刮涂总厚度为2-3厘米，以构成保温隔热墙面。
经测定，该材料导热系数为0.033W/MK，在模拟的周期内采用本实施例材料的试验房室内温度波动为1-4℃，温度补偿所消耗的电能平均为0.02度/小时，采用胶粉聚苯颗粒的试验房温度波动为6-7℃，温度补偿所消耗的电能平均为0.18度/小时
实施例4
按重量份取粉煤灰水泥300份，粒径1毫米的闭孔膨胀珍珠岩300份，粒径80微米的空心玻璃微珠50份，粒径150微米的氧化铝空心微球50份，粒径20微米的聚合物空心微球50份，粒径10微米的聚合物相变微球50份，(其中，相变材料为石蜡，含量85％)，直径0.2毫米，长度1毫米的硅酸铝中空纤维10份，可分散乳胶粉160份；
将上述材料依照无机胶凝材料-中空纤维-聚合物功能性微球-胶粉-轻集料-聚合物空心微球的顺序加入到无重力混合机中充分混合，而后出料，即成本发明聚合物微球保温隔热砂浆。
在上述砂浆中加入减水剂1.5份，按照混合料∶水＝1∶0.9-1.2的比例混合成膏状直接涂敷到养护好的混凝土或砖砌建筑物墙面上，第一遍刮涂1-1.5厘米，待干透后刮涂第二遍，第二遍刮涂1-1.5厘米，刮涂总厚度为2-3厘米，以构成保温隔热墙面。
经测定，该材料导热系数为0.064W/MK，使用上述方法制备出来的产品与水调和后涂刷到铝合金平板上，涂刷总厚度为2.5厘米，使用这样的铝合金平板搭建成试验房，在平板的一面加热测定另一表面的温度变化，温度变化频率模拟正常室内外温差，并与涂刷总厚度为4厘米的胶粉聚苯颗粒材料进行对比，在模拟的周期内采用本实施例材料的试验房室内温度波动为2-4℃，温度补偿所消耗的电能平均为0.06度/小时，采用胶粉聚苯颗粒的试验房温度波动为6-8℃，温度补偿所消耗的电能平均为0.23度/小时，相比较而言，本发明的高效保温隔热材料综合节能效果十分显著。
实施例5
按重量份取粉煤灰水泥600份，粒径1毫米的闭孔膨胀珍珠岩400份，粒径80微米的空心玻璃微珠200份，粒径200微米的氧化铝空心微球200份，粒径500微米的膨胀蛭石粉200份，粒径40微米的聚合物空心微球400份，粒径20微米的聚合物相变微球200份，(其中，相变材料为石蜡，含量85％)，直径0.2毫米，长度1毫米的聚丙烯中空纤维90份，可分散乳胶粉400份；
将上述材料依照无机胶凝材料-中空纤维-聚合物功能性微球-胶粉-轻集料-聚合物空心微球的顺序加入到无重力混合机中充分混合，而后出料，即成本发明聚合物微球保温隔热砂浆。
在上述砂浆中加入减水剂3份，按照混合料∶水＝1∶0.9-1.2的比例混合成膏状直接涂敷到养护好的混凝土或砖砌建筑物墙面上，第一遍刮涂1-1.5厘米，待干透后刮涂第二遍，第二遍刮涂1-1.5厘米，刮涂总厚度为2-3厘米，以构成保温隔热墙面。
经测定，该材料导热系数为0.068W/MK，在模拟的周期内采用本实施例材料的试验房室内温度波动为2-5℃，温度补偿所消耗的电能平均为0.08度/小时，采用胶粉聚苯颗粒的试验房温度波动为7-8℃，温度补偿所消耗的电能平均为0.28度/小时
实施例6
按重量份取粉煤灰水泥440份，粒径1毫米的闭孔膨胀珍珠岩150份，粒径80微米的空心玻璃微珠400份，粒径200微米的氧化铝空心微球150份，粒径30微米的聚合物空心微球150份，粒径15微米的聚合物相变微球200份，(其中，相变材料为石蜡，含量85％)，直径0.1毫米，长度1毫米的硅酸铝中空纤维15份，聚丙烯中空纤维10份，可分散乳胶粉280份；
将上述材料依照无机胶凝材料-中空纤维-聚合物功能性微球-胶粉-轻集料-聚合物空心微球的顺序加入到无重力混合机中充分混合，而后出料，即成本发明聚合物微球保温隔热砂浆。
在上述砂浆中加入减水剂2份，按照混合料∶水＝1∶0.9-1.2的比例混合成膏状直接涂敷到养护好的混凝土或砖砌建筑物墙面上，第一遍刮涂1-1.5厘米，待干透后刮涂第二遍，第二遍刮涂1-1.5厘米，刮涂总厚度为2-3厘米，以构成保温隔热墙面。
经测定，该材料导热系数为0.033W/MK，在模拟的周期内采用本实施例材料的试验房室内温度波动为1-4℃，温度补偿所消耗的电能平均为0.02度/小时，采用胶粉聚苯颗粒的试验房温度波动为6-7℃，温度补偿所消耗的电能平均为0.18度/小时
经测定，刮涂本发明砂浆2厘米厚就相当于胶粉聚苯颗粒保温砂浆4厘米的保温隔热效果，同时蓄热系数远大于4厘米的胶粉聚苯颗粒砂浆，在具体应用过程中利用用电的分时计费的特点可节省用电费用，经济效益明显优于胶粉聚苯颗粒砂浆；本发明的砂浆与墙体结合力远大于胶粉聚苯颗粒砂浆、聚苯板体系和添加有石蜡的保温砂浆体系，整体强度也远大于这几个体系。本发明砂浆的耐火性能经测定可以达到A级，处于明火中30分钟没有放出明显的有毒和有害气体。将本发明保温隔热砂浆与申请人同日申请的《一种聚合物微球保温隔热打底腻子》和《一种聚合物微球保温隔热干粉涂料》依次联合使用，可大幅度提高墙体的保温隔热效果，节能效果十分显著。
Claims (8)
1.一种聚合物微球保温隔热砂浆，其特征在于由以下重量份的原料组成：无机胶凝材料15-30，轻集料20-50，聚合物微球5-30，中空纤维0.5-3，可分散乳胶粉8-20；
将上述原料依次按照无机胶凝材料-中空纤维-聚合物微球-可分散乳胶粉-轻集料的顺序分别加入充分混合，制成混合料，再与水混合成膏状即成。
2.根据权利要求1所述的一种聚合物微球保温隔热砂浆，其特征在于：所述的轻集料采用闭孔膨胀珍珠岩，空心玻璃或陶瓷微珠，漂珠，海泡石，硅藻土，膨胀蛭石和氧化铝微球中的任两种或两种以上原料混合而成，其中所述的闭孔膨胀珍珠岩的粒径为0.5-2毫米，海泡石和硅藻土和膨胀蛭石的粒径为400-650微米，氧化铝空心微球的为150～200微米，空心玻璃或陶瓷微珠和漂珠的粒径为50-100微米。
3.根据权利要求1所述的一种聚合物微球保温隔热砂浆，其特征在于：所述的聚合物微球由聚合物中空微球和聚合物相变微球按重量比0-1∶0-1的比例混合而成。
4.根据权利要求3所述的一种聚合物微球保温隔热砂浆，其特征在于：所述聚合物中空微球的粒径为20-40微米，聚合物相变微球的粒径为10-20微米。
5.根据权利要求1所述的一种聚合物微球保温隔热砂浆，其特征在于：所述的中空纤维采用无机中空纤维和/或有机中空纤维，其直径为0.1-0.2毫米，长度为0.5-2毫米。
6.根据权利要求5所述的一种聚合物微球保温隔热砂浆，其特征在于：所述的无机中空纤维为硅酸铝中空纤维，所述的有机中空纤维为涤纶中空纤维或聚丙烯中空纤维。
7.根据权利要求1所述的一种聚合物微球保温隔热砂浆，其特征在于：所述的无机胶凝材料为粉煤灰水泥或火山灰水泥或矿渣水泥。
8.根据权利要求1-3或5或7所述的一种聚合物微球保温隔热砂浆，其特征在于由以下重量份的原料组成：粉煤灰水泥400，闭孔膨胀珍珠岩300，空心玻璃或微珠120，氧化铝空心微球50，聚合物空心微球60，聚合物相变微球100，硅酸铝中空纤维20，向由上述原料混合而成的混合料中加入减水剂，再与水混合即成。
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