專利名稱：一種低碳陶瓷墻體保溫膏及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種新型低碳陶瓷墻體保溫膏及其制備方法。
背景技術：
進入新世紀以來，人類已經開始進入低碳經濟時代，建筑節能必須由材料的“高投 入、高消耗、高污染”向“低投入、低消耗、低污染”的低碳經濟方向轉型。目前，我國建筑節 能仍存在重節能輕防火的誤區，頻繁的建筑火災造成嚴重的后果。我國全面推行建筑節能、 走出高碳經濟的陰影，提早進入環保節能的軌道迫在眉睫。傳統的有機泡沫保溫材料雖然保溫效果較好，但是力學強度較低、耐老化性能差、 易開裂、施工繁瑣、易燃燒，且燃燒時產生大量的煙毒氣體污染環境，限制其進一步的研究 和應用。傳統無機硅酸鹽保溫材料，一般采用水泥、石灰膏等作為膠凝材料，力學強度較高， 但是保溫效果差，且存在硬化時間較短、收縮性大等問題。制備低碳環保的建筑節能材料，解決目前建筑節能材料普遍存在的力學強度與導 熱系數間的矛盾在新世紀有著不可估量的發展前景。目前，通過優選高粘結性能的無機粘結劑與少量成膜劑復配，同時采用保溫顆粒 大小粒徑復配技術來獲得優異的低碳環保性能、隔熱保溫性能和力學強度的方法尚未見報道。
發明內容
本發明的目的之一在于克服傳統的有機聚苯乙烯板和聚氨酯泡沫保溫板所具有 的易開裂、施工繁瑣、易燃燒、污染環境等缺點以及傳統添加水泥類無機保溫材料保溫效果 差的不足，提供種低碳環保、阻燃、強度高、隔熱保溫性能好、抗裂、耐水、使用壽命長的墻體 保溫材料，以實現低碳綠色建筑節能，解決保溫材料力學強度和保溫性能之間的矛盾。 本發明的目的之二在于提供該低碳陶瓷墻體保溫膏的制備方法。 為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案
一種低碳陶瓷墻體保溫膏，其特征在于該保溫膏的組成及其重量百分比如下 無機粘結劑5%-30%
成膜劑3%-10%
珍珠巖10%-50%
空心微珠5%-20%
無機填料5%-10%
纖維 助劑
水10%-50%;
以上各組分的重量百分比之和為100%。
上述的無機粘結劑為膨潤土、凹凸棒土、高粘土、高嶺土、粉煤灰、海泡石、硅藻土中的至少一種％。上述的成膜劑由硅丙乳液和高彈性乳液組成，硅丙乳液和高彈性乳液的干重比為 3:2-4: 1。其中高彈性乳液為苯丙乳液、純丙乳液、聚乙烯醇、纖維素醚、環氧樹脂、彈性 707乳液中的至少一種。上述的用珍珠巖為閉孔珍珠巖，采用粒徑為80um和200um兩種珍珠巖進行復配而 成，其中粒徑為80um的珍珠巖用量為閉孔珍珠巖的60% -90%。上述的空心微珠的內部填充惰性氣體，由粒徑為50um、80um和200um三種空心微 珠組成，其中粒徑為200um的空心微珠的含量不低于微珠總量的80%。上述的無機填料為云母粉、OK粉、氫氧化鋁、輕燒粉、鈦白粉的混合物，其中云母粉 的用量不超過無機填料用量的10%，且氫氧化鋁與輕燒粉的重量比為1 1-3 1。上述的纖維為丙烯酸纖維、玻璃纖維、硅酸鋁纖維中的至少一種，由長短纖維復配 而成。上述的助劑為分散劑、增稠劑、防霉劑、流平劑、成膜助劑和減水劑的混合物。上述的分散劑為十二烷基磺酸鈉和壬基酚聚氧乙烯醚兩種，其中十二烷基磺酸鈉 的用量不超過分散劑總量的10%，分散劑總量為助劑用量的5% -20%。—種制備上述的一種低碳陶瓷墻體保溫膏的方法，其特征在于該方法的具體步驟 為a.將成膜劑，助劑和水進行砂磨攪拌分散多用機中高速攪拌，攪拌機轉速為 600r/min-1500r/min，制成組份 A ；b.將無機粘結劑、閉孔珍珠巖、空心微珠、無機填料、纖維預混合，制成組份B ；c.在低速攪拌下將A、B兩組份混合均勻，攪拌機轉速為100-400r/min調整粘度 制成保溫膏。本發明的低碳陶瓷墻體保溫膏，由大量高粘結性無機粘結劑與少量優選成膜劑復 配而成，優選空心陶瓷顆粒和其他綠色阻燃性填料，真正意義上實現低碳、綠色、環保。高粘 結性無機粘結劑具有顆粒細、可塑性強、粘結性好、收縮適宜、耐火度高等特點，為材料提供 較好的力學性能；成膜劑脫水固化的過程中在整個材料內部形成互穿網絡結構，產生大量 微小孔隙為材料提供優良的隔熱保溫性能；同時高彈性乳液為材料提供足夠的韌性，解決 材料脆性大、易開裂的問題。其中無機粘結劑為膨潤土、凹凸棒土、高粘土、高嶺土、粉煤灰、 海泡石、硅藻土中的至少一種，為粘結劑的主體部分，總用量為5%-30%。成膜劑由有機硅 乳液和高彈性乳液組成，其中高彈性乳液為苯丙乳液、純丙乳液、聚乙烯醇、纖維素醚、環氧 樹脂、彈性707乳液中的至少一種，成膜劑為結合劑的輔助部分，總用量為3% -10%。陶瓷保溫骨料優選隔熱保溫效果優異的珍珠巖和微珠。所選用的珍珠巖為閉孔珍 珠巖，粒徑為80um和200um兩種，其中粒徑為80um的閉孔珍珠巖占總用量的60% -90%。 閉孔珍珠巖總用量為10% -50%。所述的微珠為空心陶瓷微珠，內部填充惰性氣體，粒徑為 50um、80um和200um三種，其中粒徑為200um的空心陶瓷微珠占微珠總量不低于80%。空 心陶瓷微珠總用量為10% -50%。大粒徑的保溫顆粒容重小，養護干燥后更容易在材料內 部生成微小孔隙從而有效降低材料導熱系數。但是大粒徑的保溫顆粒容易導致材料力學強 度降低，并且和易性差，影響保溫膏的施工性能。本發明在大粒徑陶瓷保溫顆粒中加入曲率 半徑小、比表面積較大的微小粒子，在結合劑用量相同的情況下，有效的粒徑復配可以提高顆粒之間的吸附能力，同時由于其良好的潤滑效應能夠進一步改善材料的施工性能。所述的無機填料為云母粉、OK粉、氫氧化鋁、輕燒粉、鈦白粉，其中云母粉的用 量不超過無機填料的10%，氫氧化鋁與輕燒粉比例為1 1-3 1，無機填料總用量為 5% _10%。氫氧化鋁和輕燒粉為常用的無機阻燃劑，因其無毒、抑煙的環保特性而得到廣 泛應用，隨著建筑行業對環保、阻燃性能要求的提高，綠色無機阻燃劑將得到更為廣泛的應 用。本發明將氫氧化鋁和輕燒粉復合使用，其比例為1 1-3 1時阻燃效果最佳。所述的纖維為丙烯酸纖維、玻璃纖維、硅酸鋁纖維中的一種或幾種，由長短纖維復 配而成。纖維對裂縫的產生和發展具有一定的約束作用，在保溫膏基體中加入長短不同的 纖維猶如在基體中摻入巨大數量的微細筋，使保溫膏的應力分散均勻，從而起到抗裂和提 高力學強度的效果。所述的助劑為分散劑、增稠劑、防霉劑、流平劑、成膜助劑、減水劑。所述的分散劑為十二烷基磺酸鈉和壬基酚聚氧乙烯醚兩種，其中十二烷基磺酸鈉 的用量不超過分散劑總量的10%，分散劑總量為助劑用量的5% -20%。該發明在選材方面，優選高粘結性無機粘結劑，配合少量成膜劑，在高強度、低導 熱的基礎上實現低碳綠色建筑節能；優選導熱系數比較低的閉孔珍珠巖和填充惰性氣體的 空心陶瓷微珠，賦予材料優異的保溫、耐燃和耐老化性能，同時采用大小粒徑復配技術進一 步提高材料的力學性能；優選長度不同的纖維提高材料的抗裂和力學性能；確定不同種無 機阻燃劑配比達到最佳阻燃效果。該發明與現有隔熱保溫材料相比具有如下優點1.低碳環保，低煙、無毒，符合綠色建筑節能標準。經檢測，阻燃性能A級，克服了 常用有機泡沫保溫材料易燃燒、污染環境的不足。2.隔熱保溫性能優異。經檢測，該發明導熱系數低于0.055w/m*k，最低可降至 0. 045w/m · k，遠遠低于各種常用建筑材料。3.容重小，干密度低于270kg/m3，大大降低建筑物載荷。4.力學性能優異，經檢測，制備出的材料抗壓強度大于400kpa，抗拉強度大于 150kPa,符合建筑材料性能要求。5.與建筑墻體及其飾面具有良好的結合性，只需涂抹工藝即可與墻體達到牢固 的結合效果，解決了常用有機保溫材料外飾面易出現的面層砂漿開裂、脫落、空鼓的質量問 題；同時該發明施工簡單、便捷，彌補了泡沫保溫材料施工繁瑣、施工時間長的不足。6.抗裂性能、耐水、耐老化性能優異，解決了常用硅酸鹽保溫材料固化過程開裂、 耐水性能低的問題。同時該材料砌筑構件不產生縫隙，進一步減少熱損失率7.成本低廉。該發明工藝簡單，大大減少了人力物力，同時選用來源豐富的珍珠 巖、陶瓷微珠等無機材料，大幅度降低經濟成本，加之其各方面性能優異，在隔熱保溫材料 行業占有較大的優勢。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步闡述，并不限制本發明。
具體實施方式
一(以重量記)高粘土20份
硅丙乳液彈性丙烯酸乳液珍珠巖(200um)珍珠巖(80um)空心微珠(50um)空心微珠(200um)云母粉輕燒粉氫氧化鋁纖維助劑水1(
100份
g份ffff份份份份份 15512122211制備方法按配方比例稱取各配料。將成膜劑、分散劑、成膜助劑、增稠劑、防霉劑、 流平劑、減水劑和自來水混合均勻后在800r/min轉速下高速攪拌30min，得A組分。將無機 粘結劑、閉孔珍珠巖、空心微珠、無機填料、纖維混合均勻后得B組分。在200r/min轉速下 邊攪拌邊將B組分加入到A組分中，混合均勻后調整粘度，制成保溫膏，澆筑成型，自然條件 下養護7天，完全干燥后進行性能測試。本實施例保溫膏，阻燃性能A級，導熱系數0. 050w/m · k，抗壓強度410kPa，抗拉 強度 175kPa。
具體實施方式
二凹凸棒土25份硅丙乳液5份707 乳液5 份閉孔珍珠巖(200um)50份閉孔珍珠巖(80um)10份空心微珠(5Oum)20份空心微珠(200um)10份云母粉2份輕燒粉5份氫氧化鋁2份纖維1份助劑1份水100 份制備方法同具體實施方式
一。本實施例保溫膏，阻燃性能A級，導熱系數0. 048w/m · k，抗壓強度400kPa，抗拉 強度 165kPa。
具體實施方式
三凹凸棒土20份粉煤灰10份
6
硅丙乳液5份
707乳液5份
閉孔珍珠巖(200um)50份
閉孔珍珠巖(80um)10份
空心微珠(50um)20份
空心微珠(200um)10份
云母粉2份
輕燒粉5份
氫氧化鋁2份
纖維1份
助劑1份
水100份
制備方法同具體實施方式
一。
本實施例保溫膏，阻燃性能級，導熱系強度 155kPa。
具體實施方式
四
凹凸棒土10份
粉煤灰10份
高粘土10份
硅丙乳液5份
707乳液5份
閉孔珍珠巖(200um)50份
閉孔珍珠巖(80um)10份
空心微珠(50um)20份
空心微珠(200um)10份
云母粉2份
輕燒粉5份
氫氧化鋁2份
纖維1份
助劑1份
水100份
制備方法同具體實施方式
一。
本實施例保溫膏，阻燃性能:A級，導熱系強度 160kPa。
具體實施方式
五
凹凸棒土 23份
硅丙乳液 4份
純丙乳液 4份
707乳液 4份
k，抗壓強度430kPa，抗拉
k，抗壓強度450kPa，抗拉
70119]閉孔珍珠巖(200um)50份
0120]閉孔珍珠巖(80um)10份
0121]空心微珠(50um)20份
0122]空心微珠(200um)10份
0123]云母粉2份
0124]輕燒粉5份
0125]氫氧化鋁2份
0126]纖維1份
0127]助劑1份
0128]水100 份
0129]制備方法同具體實施方式
1。
0130]本實施例保溫膏，阻燃性能A級，導熱系數0. 047w/m · k，抗壓強度395kPa，抗拉
強度 177kPa。
具體實施方式
六凹凸棒土20份硅丙乳液3份純丙乳液3份苯丙乳液3份707 乳液3 份閉孔珍珠巖(200um)50份閉孔珍珠巖(80um)10份空心微珠(50um)20份空心微珠(200um)10份云母粉2份輕燒粉5份氫氧化鋁2份纖維1份助劑1份水100 份
0147]制備方法同具體實施方式
一。
0148]本實施例保溫膏，阻燃性能A級，導熱系數0. 046w/m · k，抗壓強度400kPa，抗拉
強度 180kPa。
具體實施方式
七高粘土20份硅丙乳液10份彈性丙烯酸乳液5份珍珠巖(200um)50 份珍珠巖(80um)10 份空心微珠(50um)20份[0156空心微珠(200um)10份[0157云母粉2份[0158輕燒粉2份[0159氫氧化鍋2份[0160PP纖維0.5份[0161硅酸鋁纖維0.5份[0162助劑1份[0163水100份[0164制備方法同具體實施方式
一。[0165本實施例保溫膏，阻燃性能:A級，強度83kPa。[016具體實施方式
八(以I■量記)[0167高粘土20份[0168硅丙乳液10份[0169彈性丙烯酸乳液5份[0170珍珠巖(200um)50份[0171珍珠巖(80um)10份[0172空心微珠(50um)20份[0173空心微珠(200um)10份[0174云母粉2份[0175輕燒粉2份[0176氧氧化鋁2份[0177PP纖維0.3份[0178硅酸鋁纖維0.3份[0179玻璃纖維0.3份[0180助劑1份[0181水100份[0182制備方法同具體實施方式
一。[0183本實施例保溫膏，阻燃性能:A級，強度85kPa。
權利要求
一種低碳陶瓷墻體保溫膏，其特征在于該保溫膏的組成及其重量百分比如下無機粘結劑 5％——30％成膜劑 3％——10％珍珠巖 10％——50％空心微珠 5％——20％無機填料 5％—10％纖維 1％——1.2％助劑 1％——1.2％水 10％——50％；以上各組分的重量百分比之和為100％。
2.根據權利要求1所述的低碳陶瓷墻體保溫膏，其特征在于所述的無機粘結劑為膨潤 土、凹凸棒土、高粘土、高嶺土、粉煤灰、海泡石、硅藻土中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的低碳陶瓷墻體保溫膏，其特征在于所述的成膜劑由硅丙乳液 和高彈性乳液組成，硅丙乳液與高彈性乳液的干重比為3 2-4 1。其中高彈性乳液為苯 丙乳液、純丙乳液、聚乙烯醇、纖維素醚、環氧樹脂、彈性707乳液中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的低碳陶瓷墻體保溫膏，其特征在于所書的用珍珠巖為閉孔珍 珠巖，采用粒徑為80um和200um兩種珍珠巖進行復配而成，其中粒徑為SOum的珍珠巖用量 為閉孔珍珠巖的60% -90%。
5.根據權利要求4所述的低碳陶瓷墻體保溫膏，其特征在于所述的空心微珠的內部填 充惰性氣體，由粒徑為50um、80um和200um三種空心微珠組成，其中粒徑為200um的空心微 珠的含量不低于微珠總量的80%。
6.根據權利要求1所述的低碳陶瓷墻體保溫膏，其特征在于所述的無機填料為云母 粉、OK粉、氫氧化鋁、輕燒粉、鈦白粉的混合物，其中云母粉的用量不超過無機填料用量的 10%，且氫氧化鋁與輕燒粉的重量比為1 1-3 1。
7.根據權利要求1所述的低碳陶瓷墻體保溫膏，其特征在于所述的纖維為丙烯酸纖 維、玻璃纖維、硅酸鋁纖維中的至少一種，由長短纖維復配而成。
8.根據權利要求1所述的低碳陶瓷墻體保溫膏，其特征在于所述的助劑為分散劑、增 稠劑、防霉劑、流平劑、成膜助劑和減水劑的混合物。
9.根據權利要求8所述的低碳陶瓷墻體保溫膏，其特征在于所述的分散劑為十二烷基 磺酸鈉和壬基酚聚氧乙烯醚兩種，其中十二烷基磺酸鈉的用量不超過分散劑總量的10%， 分散劑總量為助劑用量的5% -20%。
10.根據權利要求1所述的低碳陶瓷墻體保溫膏，其特征在于該保溫膏制備方法的具 體步驟為a.將成膜劑、助劑和水在砂磨攪拌分散多用機中高速攪拌，攪拌機轉速為600r/ min-1500r/min，制成組份 A ；b.將無機粘結劑、閉孔珍珠巖、空心微珠、無機填料、纖維預混合，制成組份B；c.將A、B兩組份在低速攪拌下混合均勻，攪拌機轉速為100-400r/min，調整粘度制成保溫膏。
全文摘要
本發明涉及一種低碳陶瓷墻體保溫膏及其制備方法。該保溫膏的組成及其重量百分比如下無機粘結劑5％-30％，成膜劑3％-10％，珍珠巖10％-50％，空心微珠5％-20％，無機填料5％-10％，纖維1％-1.2％，助劑1％-1.2％，水10％-50％，以上各組分的重量百分比之和為100％。該保溫膏低碳環保，低煙、無毒，符合綠色建筑節能標準；容重小、隔熱保溫性能優異，力學性能優異，與建筑墻體及其飾面具有良好的結合性，只需涂抹工藝即可與墻體達到牢固的結合效果，解決了常用有機保溫材料外飾面易出現的面層砂漿開裂、脫落、空鼓的質量問題。同時該發明施工簡單、便捷，彌補了泡沫保溫材料施工繁瑣、施工時間長的不足；抗裂性能、耐水、耐老化性能優異，解決了常用硅酸鹽保溫材料固化過程開裂、耐水性能低的問題。同時該材料砌筑構件不產生縫隙，進一步減少熱損失率，成本低廉。該發明工藝簡單，大大減少了人力、物力，同時選用來源豐富的珍珠巖、陶瓷微珠等無機材料，大幅度降低經濟成本，在隔熱保溫材料行業占有較大的優勢。
文檔編號C04B28/00GK101880139SQ20101018555
公開日2010年11月10日 申請日期2010年5月26日 優先權日2010年5月26日
發明者付鳳華, 劉連曉, 朱惟德, 杜鉷, 程齊利 申請人:上海大學;上海賽帕化工科技有限公司