CN107903504A - 一种保温材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种保温材料，属于保温材料领域。本发明所述保温材料具体包括以下按重量分数计的组分：可发性聚丙乙烯：60‑80份，高粘凹土：5‑9份，可再分散乳胶粉VAE：6‑10份，水镁石纳米纤维：4‑6份，发泡剂：2‑5份，固化剂：2‑5份，表面活性剂：2‑5份，增塑剂：2‑5份；本发明保温材料在原料中加入了高粘凹土、可再分散乳胶粉VAE和水镁石纳米纤维，能够保证制得的保温材料保温性能优良且有一定的强度。

Description

一种保温材料
发明领域
本发明涉及一种保温材料，属于保温材料领域。
背景技术
建筑节能是节约能源的一项重要组成部分。到目前为止，已累计完成节能建筑17多亿平方米。这些新建节能建筑和既有建筑节能改造的外墙主要采用外墙外保温技术，特别是我国北方地区几乎全部采用粘贴聚苯板(EPS/XPS)、喷涂聚氨酯等薄抹灰保温***，占工程应用量的95％以上，这些技术为我国的建筑节能工作做出了突出贡献。
但由于保温材料需要使用的范围广泛，采用现有技术制成的保温材料在现实应用领域还受到极大限制。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种性能好、使用寿命持久的保温材料。
本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：一种保温材料，所述保温材料具体包括以下按重量分数计的组分：可发性聚丙乙烯： 60-80份，高粘凹土：5-9份，可再分散乳胶粉VAE：6-10份，水镁石纳米纤维：4-6份，发泡剂：2-5份，固化剂：2-5份，表面活性剂： 2-5份，增塑剂：2-5份。
在本发明保温材料中，在保温材料中加入可再分散乳胶粉VAE，在混合料与水拌和后，乳胶粉遇水变为乳液在砂浆凝结硬化过程中再次脱水，聚合物颗粒在砂浆中再次形成聚合物体结构，与聚合物乳液作用类似，对砂浆起到改性作用，能够改善砂浆与基体的粘结性能等。
另外，本发明保温材料中，还加入了高粘凹土。凹土是一种具有特殊纤维状或链状结构的富水镁铝硅酸盐，具有较大的比表面积及特殊的表面物理化学作用，可吸附自重100％的水，所以随高粘凹土掺量的增加，界面砂浆达到相同稠度的需水量相对增加。所以随用水量的增加，界面砂浆的压剪粘结强度有下降趋势。但由于凹土的特殊结构，当掺加适量凹土后对砂浆的孔结构具有明显改善，总空隙率有所降低，尤其是无害孔增加约150％，有害孔(大于100nm的孔)降低50％左右，使砂浆的内部孔隙微小化。由于内部孔结构的改善，使砂浆的渗水通道减少.所以能够提高得到的保温材料的保温性能。
作为优选，所述高粘凹土需要经过硅烷化处理，所述硅烷处理的硅烷偶联剂为KH-570。偶联剂提高了高粘凹土、可再分散乳胶粉 VAE、可发性聚丙乙烯与其他助剂的粘结强度，从而对保温砂浆的性能起到优化作用。
再者，在本发明保温材料中，还加入了水镁石纳米纤维。水镁石纳米纤维具有较高的抗拉弹性模量，水镁石纳米纤维的掺加提高了水泥胶砂的韧性。在承受较小的拉应力时，纤维与水泥水化产物之间牢固的粘结力以及纤维较高的抗拉强度共同作用下保证了胶砂的整体性和力学承载能力。在承受较大的拉应力时，水镁石纳米纤维弥补了水泥基材料塑性不足的缺陷，降低了材料发生脆性断裂的几率，在较大的拉应力条件下能够生成微裂纹并提高材料的安全性。
作为优选，所述水镁石纳米纤维需要经过预处理，所述预处理包括如下步骤：将水镁石纳米纤维经OT渗透剂溶液浸泡24-26h后高速搅拌。浸泡可以有效的提高水镁石纤维的分散效果，这是由于在浸泡过程中分散剂可以有充分的时间渗透到纤维束的缝隙中，并且很好地吸附在纳米纤维的表面，使得纤维束的聚团能力减弱，同时在搅拌过程中对水镁石纤维施加一定的外力作用对水镁石纳米纤维的分散起着一定的作用。
在上述一种保温材料中，所述OT渗透剂质量为水镁石纳米纤维质量的0.15-0.25％，搅拌转速为1000-1100r/min，搅拌时间为 30-40min。
一种保温复合材料，所述保温复合材料包括上述保温材料及涂覆在保温上的保温涂料。
在上述一种保温复合材料中，所述保温涂料包括如下重量份数的组分：氟碳乳液：40-50份，海泡石：10-15份，膨胀珍珠岩：5-10 份，硅酸铝纤维：5-10份，二氧化钛：2-5份，空心玻珠：5-8份，绢云母粉：2-5份，其他助剂：10-15份。
本发明在保温材料上涂覆了如上成分的保温涂料，隔热骨料是保温隔热涂料中非常重要的组分，其导热系数的大小决定涂料的保温隔热性能。本发明选择具有很大孔隙率的膨胀珍珠岩和具有纤维结构的海泡石为隔热骨料。膨胀珍珠岩有质轻、空隙率大、吸湿性小、使用温度范围广(-273～1000℃)、化学性质稳定、较强的吸附作用和隔热作用等优点；海泡石具有的管状贯穿通道和纤维结构，是极易吸附空气而使之处于相对稳定状态的链层结构，是一种很好的隔热材料。
本发明采用硅酸铝纤维作为矿物棉，矿物棉在保温隔热涂料中的主要作用是增加涂料的整体强度、减少收缩以及开裂。若单独以保温隔热骨料作为填料，通常形成的涂膜疏松而孔隙很大，甚至涂膜不连续，涂料和底材的附着力低，而且涂膜容易产生针孔，造成积尘污染。加入适量的填料，可以充填保温隔热骨料之间的孔隙，使涂膜致密，提高附着力。而且加入的填料还可起骨架、增稠、减少收缩、改善施工性及表面状态等作用，此外，加入价廉的填料还可以提高涂料的固含量，降低涂料的价格。本发明选用二氧化钛、空心玻珠作为填料，具有质轻、低导热、隔音、高分散、电绝缘性和热稳定性好等优点。
在保温涂料中，所述氟碳乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸六氟丁酯的混合物，且质量比7-8:7-8:5-6。其中甲基丙烯酸甲酯能赋予成膜物较强的硬度、抗张强度，提高对基体的粘结力。丙烯酸丁酯能提高产品成膜后的粘附性和柔韧性。丙烯酸六氟丁酯提高膜的防水抗油，耐玷污、耐候性和耐酸碱腐蚀性。本发明采用上述配比的氟碳乳液作为涂料的基料，主要是对保温隔热骨料起粘结作用，并赋予涂料良好的施工性能，使涂层具有良好的整体性能和对底材的附着力，基料是影响涂料性能的决定因素，基料会影响涂料的防水性、硬度、耐酸碱性、耐盐水性、附着力、粘结强度等性能。
在保温涂料中，其他助剂包括分散剂、润湿剂、增稠剂、消泡剂、成膜助剂。其中，分散剂为三聚磷酸钠、四聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种或多种；湿润剂为聚氧化乙烯脂肪酸酯、聚氧化乙烯烷基苯基醚中的一种或两种；增稠剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素羧甲基纤维素中的一种或多种；消泡剂为低级醇类、矿物油类和有机极性化合物中的一类；成膜助剂为乙二醇***、乙二醇丁醚、乙二醇、丙二醇中的一种或多种。
一种保温复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将可发性聚丙乙烯分别经过两次发泡和熟化得可发性聚丙乙烯珠粒；
将高粘凹土、可再分散乳胶粉VAE、水镁石纳米纤维、表面活性剂、增塑剂加入到容器中，用电动搅拌器在室温下搅拌均匀得混合溶液；
在混合溶液中加入发泡剂，搅拌后加入固化剂，再加入可发性聚丙乙烯珠粒，用捏合机混合；
将捏合好的混合物倒入预热过的模具中，并将模具快速置入真空干燥箱中，完全固化后取出得保温复合材料半成品。
在保温复合材料半成品上涂覆保温材料得保温复合材料。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明保温材料在原料中加入了高粘凹土、可再分散乳胶粉 VAE和水镁石纳米纤维，能够保证制得的保温材料保温性能优良且有一定的强度；
2、本发明保温材料在保温材料的基础上涂覆了保温涂料，其在保温涂料中采用氟碳乳液，又加入其它骨料，助剂等，能使制得的涂料保温性能优良；
3、本发明保温复合材料在保温材料的基础上，还涂覆了保温涂料，同时通过一定的制备方法，使得制得的保温材料具有优异的保温性能，和一定的强度，确保其使用寿命。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
将可发性聚丙乙烯分别经过两次发泡和熟化得可发性聚丙乙烯珠粒，再将高粘凹土、可再分散乳胶粉VAE、水镁石纳米纤维、表面活性剂、增塑剂加入到容器中，用电动搅拌器在室温下搅拌均匀得混合溶液，在混合溶液中加入发泡剂，搅拌后加入固化剂，再加入可发性聚丙乙烯珠粒，用捏合机混合，其中，保温材料具体包括以下按重量分数计的组分：可发性聚丙乙烯：60份，高粘凹土：5份，可再分散乳胶粉VAE：6份，水镁石纳米纤维：4份，发泡剂：2份，固化剂：2份，表面活性剂：2份，增塑剂：2份，高粘凹土、水镁石纳米纤维为经过预处理的水镁石纳米纤维；
将捏合好的混合物倒入预热过的模具中，并将模具快速置入真空干燥箱中，完全固化后取出得保温复合材料半成品。
在保温复合材料半成品上涂覆保温材料得保温复合材料，其中，保温涂料包括如下重量份数的组分：氟碳乳液：40份，海泡石：10 份，膨胀珍珠岩：5份，硅酸铝纤维：5份，二氧化钛：2份，空心玻珠：5份，绢云母粉：2份，其他助剂：10份；氟碳乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸六氟丁酯的混合物，且质量比7:7:5。
实施例2
将可发性聚丙乙烯分别经过两次发泡和熟化得可发性聚丙乙烯珠粒，再将高粘凹土、可再分散乳胶粉VAE、水镁石纳米纤维、表面活性剂、增塑剂加入到容器中，用电动搅拌器在室温下搅拌均匀得混合溶液，在混合溶液中加入发泡剂，搅拌后加入固化剂，再加入可发性聚丙乙烯珠粒，用捏合机混合，其中，保温材料具体包括以下按重量分数计的组分：可发性聚丙乙烯：65份，高粘凹土：6份，可再分散乳胶粉VAE：7份，水镁石纳米纤维：4份，发泡剂：3份，固化剂：3份，表面活性剂：3份，增塑剂：2份，高粘凹土、水镁石纳米纤维为经过预处理的水镁石纳米纤维；
将捏合好的混合物倒入预热过的模具中，并将模具快速置入真空干燥箱中，完全固化后取出得保温复合材料半成品。
在保温复合材料半成品上涂覆保温材料得保温复合材料，其中，保温涂料包括如下重量份数的组分：氟碳乳液：42份，海泡石：11 份，膨胀珍珠岩：6份，硅酸铝纤维：6份，二氧化钛：3份，空心玻珠：5份，绢云母粉：3份，其他助剂：12份；氟碳乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸六氟丁酯的混合物，且质量比 7.2:7.2:5.5。
实施例3
将可发性聚丙乙烯分别经过两次发泡和熟化得可发性聚丙乙烯珠粒，再将高粘凹土、可再分散乳胶粉VAE、水镁石纳米纤维、表面活性剂、增塑剂加入到容器中，用电动搅拌器在室温下搅拌均匀得混合溶液，在混合溶液中加入发泡剂，搅拌后加入固化剂，再加入可发性聚丙乙烯珠粒，用捏合机混合，其中，保温材料具体包括以下按重量分数计的组分：可发性聚丙乙烯：70份，高粘凹土：7份，可再分散乳胶粉VAE：8份，水镁石纳米纤维：5份，发泡剂：4份，固化剂：3份，表面活性剂：4份，增塑剂：3份，高粘凹土、水镁石纳米纤维为经过预处理的水镁石纳米纤维；
将捏合好的混合物倒入预热过的模具中，并将模具快速置入真空干燥箱中，完全固化后取出得保温复合材料半成品。
在保温复合材料半成品上涂覆保温材料得保温复合材料，其中，保温涂料包括如下重量份数的组分：氟碳乳液：45份，海泡石：13 份，膨胀珍珠岩：8份，硅酸铝纤维：7份，二氧化钛：4份，空心玻珠：6份，绢云母粉：4份，其他助剂：13份；氟碳乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸六氟丁酯的混合物，且质量比 7.5:7.5:5.5。
实施例4
将可发性聚丙乙烯分别经过两次发泡和熟化得可发性聚丙乙烯珠粒，再将高粘凹土、可再分散乳胶粉VAE、水镁石纳米纤维、表面活性剂、增塑剂加入到容器中，用电动搅拌器在室温下搅拌均匀得混合溶液，在混合溶液中加入发泡剂，搅拌后加入固化剂，再加入可发性聚丙乙烯珠粒，用捏合机混合，其中，保温材料具体包括以下按重量分数计的组分：可发性聚丙乙烯：75份，高粘凹土：8份，可再分散乳胶粉VAE：9份，水镁石纳米纤维：5份，发泡剂：4份，固化剂：4份，表面活性剂：4份，增塑剂：4份，高粘凹土、水镁石纳米纤维为经过预处理的水镁石纳米纤维；
将捏合好的混合物倒入预热过的模具中，并将模具快速置入真空干燥箱中，完全固化后取出得保温复合材料半成品。
在保温复合材料半成品上涂覆保温材料得保温复合材料，其中，保温涂料包括如下重量份数的组分：氟碳乳液：48份，海泡石：14 份，膨胀珍珠岩：9份，硅酸铝纤维：9份，二氧化钛：4份，空心玻珠：7份，绢云母粉：4份，其他助剂：14份；氟碳乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸六氟丁酯的混合物，且质量比 7.8:7.8:5.8。
实施例5
将可发性聚丙乙烯分别经过两次发泡和熟化得可发性聚丙乙烯珠粒，再将高粘凹土、可再分散乳胶粉VAE、水镁石纳米纤维、表面活性剂、增塑剂加入到容器中，用电动搅拌器在室温下搅拌均匀得混合溶液，在混合溶液中加入发泡剂，搅拌后加入固化剂，再加入可发性聚丙乙烯珠粒，用捏合机混合，其中，保温材料具体包括以下按重量分数计的组分：可发性聚丙乙烯：80份，高粘凹土：9份，可再分散乳胶粉VAE：10份，水镁石纳米纤维：6份，发泡剂：5份，固化剂：5份，表面活性剂：5份，增塑剂：5份，高粘凹土、水镁石纳米纤维为经过预处理的水镁石纳米纤维；
将捏合好的混合物倒入预热过的模具中，并将模具快速置入真空干燥箱中，完全固化后取出得保温复合材料半成品。
在保温复合材料半成品上涂覆保温材料得保温复合材料，其中，保温涂料包括如下重量份数的组分：氟碳乳液：50份，海泡石：15 份，膨胀珍珠岩：10份，硅酸铝纤维：10份，二氧化钛：5份，空心玻珠：8份，绢云母粉：4份，其他助剂：15份；氟碳乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸六氟丁酯的混合物，且质量比8:8:6。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，本发明对比例采用市售保温材料，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，本发明对比例保温材料中不含有高粘凹土和水镁石纳米纤维，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
对比例3
与实施例1的区别仅在于，本发明对比例保温材料中不含有可再分散乳胶粉VAE，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
对比例4
与实施例1的区别仅在于，本发明对比例保温材料中高粘凹土和水镁石纳米纤维没有经过预处理，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
对比例5
与实施例1的区别仅在于，本发明对比例保温材料没有涂覆保温涂料，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
对比例6
与实施例1的区别仅在于，本发明对比例保温材料涂覆的保温涂料中采用普通乳液，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
将实施例1-5及对比例1-6中的保温材料进行性能检测，检测结果如表1所示。
表1：实施例1-5及对比例1-6中保温材料性能检测结果
综上所述，从本发明对比例和实施例可以看出，本发明保温材料在原料中加入了高粘凹土、可再分散乳胶粉VAE和水镁石纳米纤维，能够保证制得的保温材料保温性能优良且有一定的强度；另外，本发明保温复合材料在保温的基础上涂覆了保温涂料，其在保温涂料中采用氟碳乳液，又加入其它骨料，助剂等，能使制得的涂料保温性能优良。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (8)

1.一种保温材料，其特征在于，所述保温材料具体包括以下按重量分数计的组分：可发性聚丙乙烯：60-80份，高粘凹土：5-9份，可再分散乳胶粉VAE：6-10份，水镁石纳米纤维：4-6份，发泡剂：2-5份，固化剂：2-5份，表面活性剂：2-5份，增塑剂：2-5份。
2.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于，所述高粘凹土需要经过硅烷化处理，所述硅烷处理的硅烷偶联剂为KH-570。
3.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于，所述水镁石纳米纤维需要经过预处理，所述预处理包括如下步骤：将水镁石纳米纤维经OT渗透剂溶液浸泡24-26h后高速搅拌。
4.根据权利要求3所述的保温材料，其特征在于，所述OT渗透剂质量为水镁石纳米纤维质量的0.15-0.25％，搅拌转速为1000-1100r/min，搅拌时间为30-40min。
5.一种保温复合材料，其特征在于，所述保温复合材料包括权利要求1所述保温材料及涂覆在保温上的保温涂料。
6.根据权利要求5所述的保温复合材料，其特征在于，所述保温涂料包括如下重量份数的组分：氟碳乳液：40-50份，海泡石：10-15份，膨胀珍珠岩：5-10份，硅酸铝纤维：5-10份，二氧化钛：2-5份，空心玻珠：5-8份，绢云母粉：2-5份，其他助剂：10-15份。
7.根据权利要求6所述的保温复合材料，其特征在于，所述氟碳乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸六氟丁酯的混合物，且质量比7-8:7-8:5-6。
8.根据权利要求7所述的保温复合材料，其特征在于，所述其他助剂包括分散剂、润湿剂、增稠剂、消泡剂、成膜助剂。
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