建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒及其制备方法和应用，该超疏水颗粒包括颗粒芯材及包裹在颗粒芯材表面的复合超疏水膜，复合超疏水膜由复合疏水涂料在颗粒芯材表面交联固化得到，复合疏水涂料由微米级材料和纳米级材料依次与树脂及相应的固化剂拌和得到；应用时，在建筑屋面上覆盖防水绝热层，在防水绝热层表面还存在有保护层，防水绝热层由所述的超疏水颗粒铺设而成。与现有技术相比，本发明专利技术解决了传统保温材料吸水率大、耐久性差、易开裂而导致渗水失效等问题，同时具有结构简单、生产及施工便利、成本低且应用范围广等优势。

Superhydrophobic particles integrated with waterproof and thermal insulation of building roof and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒及制备方法和应用
本专利技术涉及屋面防水保温
，尤其是涉及一种建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒及制备方法和应用。
技术介绍
屋面作为重要的围护结构，其主要功能是防水与保温。屋面直接遭受到阳光的照射及风雨的侵蚀，与建筑的其他围护结构相比，屋面更加容易遭受破坏而发生渗漏，若屋面防水层出现破坏，雨水通过防水层进入保温层会使保温层的保温效果下降，所以屋面的防水与保温绝热两大功能密不可分。目前，建筑屋面的防水保温系统主要采用保温层和防水层分开设置的做法，如正置式屋面和倒置式屋面，但其中的防水材料基本没有保温功能，保温材料又不能防水，时常出现防水层渗漏导致保温层吸水失效的问题。现存的屋面系统和屋面材料未彻底解决屋面防水功能与绝热功能兼容性差的问题。专利CN102425275A公开了一种屋面保温防渗系统及包含该系统的保温防渗屋顶结构，该保温防渗屋顶结构包括防水透气砂层、空心隔热储水砖层及保护层。防水透气砂由骨料及包覆骨料的疏水性物质制得。该砂基屋面保温防渗系统集保温、防渗、美化于一体。但该屋面系统结构复杂，防渗透气颗粒在屋面系统中仅起到防水的作用而没有保温效果，还需要增加保温层，整体强度与抗裂性较差。因此，亟需开发一种成本低、适用性广、施工便利的防水-绝热一体化材料。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒及制备方法和应用。解决了屋面防水保温材料耐久性差、窜水、蓄水、防水层与保温层之间结露、冻涨开裂等问题，具有施工便捷、保温绝热性能好、耐久性长、防火防腐蚀、流态化自修复等特点，且其制备工艺简单、应用范围广，生产使用及废弃的整个生命周期内不会造成污染，具有非常广阔的应用前景。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：本专利技术一方面提供一种建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒，该超疏水颗粒包括颗粒芯材及包裹在颗粒芯材表面的复合超疏水膜，所述的复合超疏水膜由复合疏水涂料在颗粒芯材表面交联固化得到，所述的复合疏水涂料由微米级材料和纳米级材料依次与树脂及相应的固化剂拌和得到。优选地，所述的颗粒芯材为疏松多孔、导热系数低的轻质材料，选自膨胀珍珠岩、粉煤灰漂珠、膨胀蛭石、膨胀微珠、漂珠、空心玻璃微珠、岩棉或玻璃棉制品颗粒、炉渣、焦渣、聚苯乙烯颗粒、聚氨酯颗粒、加气或泡沫混凝土颗粒以及陶粒中的一种或几种。优选地：所述的树脂选自氟硅树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、氟树脂、硅树脂和酚醛树脂中的一种或几种；所述的固化剂选自乙二胺、二乙烯三胺、多乙烯多胺、聚酰胺、异氰酸酯、过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯、叔丁基过氧化氢、多异氰酸酯和六次甲基四胺中的一种或几种。优选地：当所述的树脂采用环氧树脂时，所述的固化剂采用乙二胺、二乙烯三胺、多乙烯多胺、聚酰胺和异氰酸酯中的一种；当所述的树脂采用丙烯酸树脂时，所述的固化剂采用过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯、叔丁基过氧化氢中的一种；当所述的树脂采用聚氨酯树脂、氟树脂或硅树脂时，所述的固化剂采用多异氰酸酯；当所述的树脂采用酚醛树脂时，所述的固化剂采用六次甲基四胺。优选地：所述的微米级材料选自聚四氟乙烯微粉、有机硅防水粉、甲基硅酸钠和脂肪酸钙中的一种或几种，其粒径为1-80um；所述的纳米级材料选自疏水型纳米二氧化硅、氧化锌和氧化铝中的一种或几种，其粒径为5-100nm。优选地，该超疏水颗粒包括以下重量份的组分：颗粒芯材90-95份、树脂2-5份、固化剂0.2-1份、微米级材料2-4份和纳米级材料0.8-1份。本专利技术第二方面提供所述的建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将颗粒芯材烘干后，静置冷却；(2)将微米级材料和纳米级材料依次与树脂及相应的固化剂混合，搅拌均匀，制得复合疏水涂料；(3)待颗粒芯材冷却后，加入复合疏水涂料，搅拌均匀，即制得所述的建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒。本专利技术第三方面提供所述的建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒的应用，在建筑屋面上覆盖防水绝热层，在防水绝热层表面还存在有保护层；所述的防水绝热层由所述的超疏水颗粒铺设而成。优选地，保护层由纤维水泥板(TK板)、硅酸钙板、土工布、塑料布、树脂涂层和混凝土板中的一种或几种组成。优选地，所述的保护层还包括覆盖于最外层的外饰面层，所述的外饰面层由瓷砖、彩色水泥砖、大理石板、木板、玻璃、金属板和油漆面中的一种或几种组成。优选地，所述的防水绝热层的厚度为3-10cm。优选地，其实施包括以下步骤：(1)先将建筑屋面基面上的杂物清扫干净；所述的杂物包括碎渣、松动的沙粒和/或浮灰；(2)将所述的超疏水颗粒均匀铺设在建筑屋面基面上，铺设完毕后压实，形成所述的防水绝热层；超疏水颗粒的铺设采用人工或布料机；所述的压实采用振实机或人工压实的方式；(3)在防水绝热层表面覆盖一层保护层；(4)在最外层覆盖外饰面层。本专利技术所用颗粒芯材的导热系数远低于屋面基面材料，因此颗粒芯材起到了保温作用，同时包裹在其表面的复合超疏水膜的结构与荷叶表面乳突结构类似，提高了颗粒芯材的防水性能，使保温层兼具防水层的功能，从而实现建筑屋面防水绝热一体化。超疏水颗粒为球状，堆积休止角为23.7°，具流态化自弥合特性，可根据周边环境扰动，及时调整颗粒堆积状态，具有流态愈合自修复抗渗功能，可以自愈合屋面裂缝，克服了刚性屋面因开裂导致渗漏的弊病，超疏水颗粒的超疏水特性可提升屋面体系绝热性能的耐久性。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：简化屋面构造，使防水保温一体化；防水、保温及节能效果好；施工快捷，适应性强；比强度高，自重轻，屋面荷载轻，安全性好；抗压强度较高，尺寸稳定性好，可满足屋面不同使用功能需求；环保，性能稳定，寿命长，阻燃性好，屋面使用寿命超过30年，具有非常广阔的应用前景。附图说明图1为应用本专利技术的超疏水颗粒的建筑屋面铺装示意图；图2为超疏水颗粒填补屋面裂缝示意图。图中，1为外饰面层，2为保护层，3为防水绝热层，4为屋面基面。具体实施方式一种建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒，该超疏水颗粒包括颗粒芯材及包裹在颗粒芯材表面的复合超疏水膜，复合超疏水膜由复合疏水涂料在颗粒芯材表面交联固化得到，复合疏水涂料由微米级材料和纳米级材料依次与树脂及相应的固化剂拌和得到。本专利技术中，优选颗粒芯材为疏松多孔、导热系数低的轻质材料，进一步优选自膨胀珍珠岩、粉煤灰漂珠、膨胀蛭石、膨胀微珠、漂珠、空心玻璃微珠、岩棉或玻璃棉制品颗粒、炉渣、焦渣、聚苯乙烯颗粒、聚氨酯颗粒、加气或泡沫混凝土颗粒以及陶粒中的一种或几种。当多种混合时，可以是任意多种混合，例如可以是膨胀蛭石和膨胀微珠混合，或者炉渣、焦渣和漂珠混合，质量比可以根据需要任意选择。本专利技术中：当树脂采用环氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒，其特征在于，该超疏水颗粒包括颗粒芯材及包裹在颗粒芯材表面的复合超疏水膜，所述的复合超疏水膜由复合疏水涂料在颗粒芯材表面交联固化得到，所述的复合疏水涂料由微米级材料和纳米级材料依次与树脂及相应的固化剂拌和得到。/n

【技术特征摘要】
20200331 CN 20201024402511.一种建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒，其特征在于，该超疏水颗粒包括颗粒芯材及包裹在颗粒芯材表面的复合超疏水膜，所述的复合超疏水膜由复合疏水涂料在颗粒芯材表面交联固化得到，所述的复合疏水涂料由微米级材料和纳米级材料依次与树脂及相应的固化剂拌和得到。


2.根据权利要求1所述的建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒，其特征在于，所述的颗粒芯材为疏松多孔、导热系数低的轻质材料，选自膨胀珍珠岩、粉煤灰漂珠、膨胀蛭石、膨胀微珠、漂珠、空心玻璃微珠、岩棉或玻璃棉制品颗粒、炉渣、焦渣、聚苯乙烯颗粒、聚氨酯颗粒、加气或泡沫混凝土颗粒以及陶粒中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒，其特征在于：
所述的树脂选自氟硅树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、氟树脂、硅树脂和酚醛树脂中的一种或几种；
所述的固化剂选自乙二胺、二乙烯三胺、多乙烯多胺、聚酰胺、异氰酸酯、过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯、叔丁基过氧化氢、多异氰酸酯和六次甲基四胺中的一种或几种。


4.根据权利要求3所述的建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒，其特征在于：
当所述的树脂采用环氧树脂时，所述的固化剂采用乙二胺、二乙烯三胺、多乙烯多胺、聚酰胺和异氰酸酯中的一种；
当所述的树脂采用丙烯酸树脂时，所述的固化剂采用过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯、叔丁基过氧化氢中的一种；
当所述的树脂采用聚氨酯树脂、氟树脂或硅树脂时，所述的固化剂采用多异氰酸酯；
当所述的树脂采用酚醛树脂时，所述的固化剂采用六次甲基四胺。


5.根据权利要求1所述的建筑屋面防水绝热一体化的超疏水颗粒，其特征在于：
所述的微米级材料选自聚四氟乙烯微粉、有机硅防水粉、甲基硅酸钠和脂肪酸钙中的一种或几种，其粒径为1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄，王春霖，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31