CN113860817B - 一种外墙保温用高分子聚合物材料 - Google Patents

一种外墙保温用高分子聚合物材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种外墙保温用高分子聚合物材料，按重量百分比包括下列组分：黑水泥30‑40％、胶粉1‑3％、细沙5‑10％、重钙5‑10％、木质纤维0.3‑0.8％、羟丙基甲基维素0.3‑0.8％、聚乙烯醇粉末PVA：0.1‑0.3％、膨胀蛭石10‑20％、膨胀珍珠岩10‑20％、空心多孔氧化硅微球10‑15％。

Description

一种外墙保温用高分子聚合物材料
技术领域
本发明涉及外墙保温技术领域，尤其涉及一种外墙保温用高分子聚合物材料。
背景技术
现在市场外墙均采用保温板材进行保温，然后在保温板材上再做外墙涂料，具体为“保温板材+界面剂+腻子”共三层。但这样的做法存在以下风险：
1、保温板材是空心的由防火棉制作而成，但是仍具有较大的吸水率，当保温板材出现破损、接封脱胶时，雨水就很容易浸入保温板内部，当防火棉吸水后就会缩团、沉降，堆积在一起，从而失去了保温的功效。
2、保温板材两面是金属结构，外墙涂料与保温板材之间的粘结强度会随着雨水和日晒的侵蚀而变差，最终导致脱落。
3、因保温板材的厚度最小也达到了2CM厚，加上涂层的厚度近3CM，大大浪费了空间，同时增加了墙体的附载能力。尤其在地震活跃的地区，墙体表面附有过厚的粘附物体，极容易被波动而脱落，加大坠落事故，造成更大的人员伤亡。
4、保温板材+外墙涂料，一共需要8道工序，大大影响外墙施工效率，同时增加了工人在室外高空作业的风险。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种外墙保温用高分子聚合物材料，具有解决上述技术问题的优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种外墙保温用高分子聚合物材料，按重量百分比包括下列组分：
黑水泥30-40％、胶粉1-3％、细沙5-10％、重钙5-10％、木质纤维0.3-0.8％、羟丙基甲基维素0.3-0.8％、聚乙烯醇粉末PVA：0.1-0.3％、膨胀蛭石10-20％、膨胀珍珠岩10-20％、空心多孔氧化硅微球10-15％。
优选的，所述空心多孔氧化硅微球由以下制备方法制得：
S1、将苯乙烯单体、甲基丙烯酸单体、引发剂按照2:10:0.5的配比混合，将反应物离心分离，悬浮物用去离子水洗涤后制得聚苯乙烯微球模板；
S2、将步骤S1中的聚苯乙烯微球模板进行碱处理，随后送入锰盐溶液浸泡2h，将产物离心分离，得到表面有锰吸附的聚苯乙烯微球；
S3、将步骤S2中得到的聚苯乙烯微球、致孔剂、SiOCl2·8H2O按10:1:3的重量份配比混合均匀，并滴加氢氧化钠溶液调节PH值为6.5-7.5，并在40-45℃的条件下浸泡1h，将产物离心分离并用去离子水洗涤，得到核壳结构的聚苯乙烯-氧化硅微球；
S4、将步骤S3得到的核壳结构的聚苯乙烯-氧化硅微球高温烧结，得到空心多孔氧化硅微球。
优选的，所述步骤S1中的引发剂为偶氮二异丁腈。
优选的，所述步骤S2中的碱处理的具体步骤为：将聚苯乙烯微球模板加入至浓度为20％的氢氧化钠溶液中，聚苯乙烯微球模板在溶液中的质量百分比为50-55％，保持1h后，将产物离心分离，并用去离子水洗涤。
优选的，所述步骤S2中的锰盐溶液具体为硫酸锰溶液。
优选的，所述步骤S3中的致孔剂为甲基纤维素。
优选的，所述步骤S4中的高温烧结为在800℃温度下烧结20-30min。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
蛭石和膨胀珍珠岩材料替代传统的砂石，蛭石片经过高温焙烧其体积可迅速膨胀6-20倍，膨胀后的比重为60-180kg/m3，具有很强的保温隔热性能；膨胀珍珠岩的具备良好的保温效能，超强的稳定性能，在耐火保温节能方面发挥优异的性能，其耐久性与建筑物同寿命，彻底打破了有机物外墙保温材料平均使用寿命25年的界线。该外墙保温用高分子聚合物材料在施工时是无缝界施工，从而对建筑物形成全胶塑包裹保护作用。
附图说明
图1为实施例3、4、5中制备得到的空心多孔氧化硅微球的电镜照。
具体实施方式
下面将对本发明作进一步说明。
实施例1：
Figure BDA0003304371850000031
Figure BDA0003304371850000041
采用以上原料，按如下方法制备高分子聚合物材料：
1、将硅酸盐黑水泥、胶粉、细沙、重钙、木质纤维、羟丙基甲苯纤维素、聚乙烯醇粉末PVA混合在一起，搅拌均匀；
2、加入膨胀蛭石、膨胀珍珠岩，搅拌均匀。
实施例2：
Figure BDA0003304371850000042
Figure BDA0003304371850000051
采用以上原料，按如下方法制备高分子聚合物材料：
1、将硅酸盐黑水泥、胶粉、细沙、重钙、木质纤维、羟丙基甲苯纤维素、聚乙烯醇粉末PVA混合在一起，搅拌均匀；
2、加入膨胀蛭石、膨胀珍珠岩，搅拌均匀。
实施例3：
配方 重量份 型号
硅酸盐黑水泥 35 425#拉法基
胶粉 2.6 7010德国瓦克
细沙 5 70-140目蜀玉
重钙 16 200目蜀玉
木质纤维 0.3 ZZC540CA德国瑞登梅尔
羟丙基甲苯纤维素 0.8 SHK100M伊士曼
聚乙烯醇粉末PVA 0.3 2788可力丽
膨胀蛭石 15 120-200目光博矿业
膨胀珍珠岩 15 70-90目河北盛烨
空心多孔氧化硅微球 10 自制
合计 100
采用以上原料，按如下方法制备高分子聚合物材料：
1、将硅酸盐黑水泥、胶粉、细沙、重钙、木质纤维、羟丙基甲苯纤维素、聚乙烯醇粉末PVA混合在一起，搅拌均匀；
2、加入膨胀蛭石、膨胀珍珠岩，搅拌均匀；
3、加入空心多孔氧化硅微球搅拌均匀。
按如下方法制备空心多孔氧化硅微球：
S1、聚合物模板的制备：将苯乙烯单体、甲基丙烯酸单体、引发剂偶氮二异丁腈按照重量份2:10:0.5的配比混合，将反应物离心分离，悬浮物用去离子水洗涤后制得聚苯乙烯微球模板。
S2、聚合物模板的表面改性：将聚苯乙烯微球模板加入至20％浓度的氢氧化钠溶液中，聚苯乙烯微球模板在溶液中的质量百分比为50-55％，保持1h后，将产物离心分离，并用去离子水洗涤；将洗涤后的产物加入至硫酸锰溶液中保持2h后将产物离心分离，得到表面有锰吸附的聚苯乙烯微球。
S3、空心多孔氧化硅微球的制备：将表面有锰吸附的聚苯乙烯微球、致孔剂甲基纤维素、SiOCl2·8H2O按10:1:3的重量份配比混合均匀，并滴加氢氧化钠溶液调节PH值为6.5-7.5，并浸泡1h，将产物离心分离并用去离子水洗涤，得到核壳结构的聚苯乙烯-氧化硅微球。
S4、将核壳结构的聚苯乙烯-氧化硅微球在800℃温度下烧结20-30min，得到空心多孔氧化硅微球，空心多孔氧化硅微球的扫描电镜照片如图1所示。
实施例4：
Figure BDA0003304371850000061
Figure BDA0003304371850000071
采用以上原料，按如下方法制备高分子聚合物材料：
1、将硅酸盐黑水泥、胶粉、细沙、重钙、木质纤维、羟丙基甲苯纤维素、聚乙烯醇粉末PVA混合在一起，搅拌均匀；
2、加入膨胀蛭石、膨胀珍珠岩，搅拌均匀；
3、加入空心多孔氧化硅微球搅拌均匀。
按如下方法制备空心多孔氧化硅微球：
S1、聚合物模板的制备：将苯乙烯单体、甲基丙烯酸单体、引发剂偶氮二异丁腈按照重量份2:10:0.5的配比混合，将反应物离心分离，悬浮物用去离子水洗涤后制得聚苯乙烯微球模板。
S2、聚合物模板的表面改性：将聚苯乙烯微球模板加入至20％浓度的氢氧化钠溶液中，聚苯乙烯微球模板在溶液中的质量百分比为50-55％，保持1h后，将产物离心分离，并用去离子水洗涤；将洗涤后的产物加入至硫酸锰溶液中保持2h后将产物离心分离，得到表面有锰吸附的聚苯乙烯微球。
S3、空心多孔氧化硅微球的制备：将表面有锰吸附的聚苯乙烯微球、致孔剂甲基纤维素、SiOCl2·8H2O按10:1:3的重量份配比混合均匀，并滴加氢氧化钠溶液调节PH值为6.5-7.5，并浸泡1h，将产物离心分离并用去离子水洗涤，得到核壳结构的聚苯乙烯-氧化硅微球。
S4、将核壳结构的聚苯乙烯-氧化硅微球在800℃温度下烧结20-30min，得到空心多孔氧化硅微球，空心多孔氧化硅微球的扫描电镜照片如图1所示。
实施例5：
配方 重量份 型号
硅酸盐黑水泥 35 425#拉法基
胶粉 2.6 7010德国瓦克
细沙 5 70-140目蜀玉
重钙 11 200目蜀玉
木质纤维 0.3 ZZC540CA德国瑞登梅尔
羟丙基甲苯纤维素 0.8 SHK100M伊士曼
聚乙烯醇粉末PVA 0.3 2788可力丽
膨胀蛭石 15 120-200目光博矿业
膨胀珍珠岩 15 70-90目河北盛烨
空心多孔氧化硅微球 15 自制
合计 100
采用以上原料，按如下方法制备高分子聚合物材料：
1、将硅酸盐黑水泥、胶粉、细沙、重钙、木质纤维、羟丙基甲苯纤维素、聚乙烯醇粉末PVA混合在一起，搅拌均匀；
2、加入膨胀蛭石、膨胀珍珠岩，搅拌均匀；
3、加入空心多孔氧化硅微球搅拌均匀。
按如下方法制备空心多孔氧化硅微球：
S1、聚合物模板的制备：将苯乙烯单体、甲基丙烯酸单体、引发剂偶氮二异丁腈按照重量份2:10:0.5的配比混合，将反应物离心分离，悬浮物用去离子水洗涤后制得聚苯乙烯微球模板。
S2、聚合物模板的表面改性：将聚苯乙烯微球模板加入至20％浓度的氢氧化钠溶液中，聚苯乙烯微球模板在溶液中的质量百分比为50-55％，保持1h后，将产物离心分离，并用去离子水洗涤；将洗涤后的产物加入至硫酸锰溶液中保持2h后将产物离心分离，得到表面有锰吸附的聚苯乙烯微球。
S3、空心多孔氧化硅微球的制备：将表面有锰吸附的聚苯乙烯微球、致孔剂甲基纤维素、SiOCl2·8H2O按10:1:3的重量份配比混合均匀，并滴加氢氧化钠溶液调节PH值为6.5-7.5，并浸泡1h，将产物离心分离并用去离子水洗涤，得到核壳结构的聚苯乙烯-氧化硅微球。
S4、将核壳结构的聚苯乙烯-氧化硅微球在800℃温度下烧结20-30min，得到空心多孔氧化硅微球，空心多孔氧化硅微球的扫描电镜照片如图1所示。
性能检测试验：
制板：将高分子聚合物与水按重量份为100:15-25的比例搅拌均匀，采用铲刀进行刮涂，厚度控制在1-2CM，待自干7天后测试隔热保温性能。
附着力依照GB/T执行；硬度依照GB/T执行；吸水量依照JG/T157-2004标准中附录A规定进行；粘结强度依照JG/T157-2004中的6.13标准执行；导热系数依照GB/T10294执行；保温效果(温差)依照自制1立方米的小箱体，材质采用水泥墙体制作，分别涂装实施例1-5和保温板对比测试室内外温差。
实施例1-实施例5与保温板的隔热和保温效果对比
Figure BDA0003304371850000101
通过对比测试可以看出，实施例1-2没有添加空心多孔氧化硅微球，导热系数较大，保温效果较差，达不到保温板的效果。实施例3添加10％的空心多孔氧化硅微球后，保温效果比未加之前要好。从实施例4-5可以明显看出，导热系数与保温板一致，并且内外温差与保温板一致。并且在保温板和高分子聚合材料上分别做外墙真石漆后，粘结强度明显优于保温板。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种外墙保温用高分子聚合物材料，其特征在于，按重量百分比包括下列组分：
黑水泥30-40％、胶粉1-3％、细沙5-10％、重钙5-10％、木质纤维0.3-0.8％、羟丙基甲基维素0.3-0.8％、聚乙烯醇粉末PVA：0.1-0.3％、膨胀蛭石10-20％、膨胀珍珠岩10-20％、空心多孔氧化硅微球10-15％；
所述空心多孔氧化硅微球由以下制备方法制得：
S1、将苯乙烯单体、甲基丙烯酸单体、引发剂按照2:10:0.5的配比混合，将反应物离心分离，悬浮物用去离子水洗涤后制得聚苯乙烯微球模板；
S2、将步骤S1中的聚苯乙烯微球模板进行碱处理，随后送入锰盐溶液浸泡2h，将产物离心分离，得到表面有锰吸附的聚苯乙烯微球；
S3、将步骤S2中得到的聚苯乙烯微球、致孔剂、SiOCl2·8H2O按10:1:3的重量份配比混合均匀，并滴加氢氧化钠溶液调节pH 值为6.5-7.5，并在40-45℃的条件下浸泡1h，将产物离心分离并用去离子水洗涤，得到核壳结构的聚苯乙烯-氧化硅微球；
S4、将步骤S3得到的核壳结构的聚苯乙烯-氧化硅微球高温烧结，得到空心多孔氧化硅微球。
2.根据权利要求1所述的一种外墙保温用高分子聚合物材料，其特征在于，所述步骤S1中的引发剂为偶氮二异丁腈。
3.根据权利要求1所述的一种外墙保温用高分子聚合物材料，其特征在于，所述步骤S2中的碱处理的具体步骤为：将聚苯乙烯微球模板加入至浓度为20％氢氧化钠溶液中，聚苯乙烯微球模板在溶液中的质量百分比为50-55％，保持1h后，将产物离心分离，并用去离子水洗涤。
4.根据权利要求1所述的一种外墙保温用高分子聚合物材料，其特征在于，所述步骤S2中的锰盐溶液具体为硫酸锰溶液。
5.根据权利要求1所述的一种外墙保温用高分子聚合物材料，其特征在于，所述步骤S3中的致孔剂为甲基纤维素。
6.根据权利要求1所述的一种外墙保温用高分子聚合物材料，其特征在于，所述步骤S4中的高温烧结为在800℃温度下烧结20-30min。
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