一种新型保温砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种新型保温砂浆，其组分按重量份数计，包括以下原料：相变蓄热骨料10～25份；膨胀珍珠岩5～20份；石英砂5～10份；微硅粉10～15份；水泥15～40份；表面改性剂0.5～1.5份；水17～39份；所述相变蓄热骨料由聚乙烯醇、聚苯乙烯和聚丙烯酸钠分散于水性纳米二氧化硅分散液中，搅拌加热反应一定时间，再经清洗、烘干和机械研磨制得。本发明专利技术还提供了一种新型保温砂浆的制备方法，该方法工艺简单、成本低廉，制得的保温砂浆燃烧性能级别符合GB 8624中A级要求；与同类产品相比，具有热稳定性更高、导热系数更低、不易产生体积收缩、膨胀等优势，在保温砂浆行业具有良好的推广及应用前景。景。景。

【技术实现步骤摘要】
一种新型保温砂浆及其制备方法


[0001]本专利技术属于隔热保温材料
，具体涉及一种新型保温砂浆，还涉及一种新型保温砂浆的制备方法。

技术介绍

[0002]随着国家经济向着高质量发展和人民的生活水平不断提高，环保节能理念愈发重要。在建筑方面，我国现有建筑面积约400亿平方米，其中大部分为高能耗建筑。巨大的建筑能耗，已成为国民经济的巨大的负担，所以，建筑行业环保节能非常重要。在房屋建造过程中，建筑环保节能的重点就是解决墙体的保温隔热问题，因此，墙体保温砂浆的应用市场非常广阔。
[0003]目前，市面上主要流行的保温砂浆有两种，无机保温砂浆和有机保温砂浆 (胶粉聚苯颗粒保温砂浆)。然而，市面上无机保温砂浆吸水性较高，导致墙体容易受潮；最关键是其导热系数高，不利于节能环保型建筑发展。而胶粉聚苯颗粒保温砂浆防火性能差，在高温环境下容易产生有害气体，作为有机类材料有一个共性问题，即抗老化耐候性低。此外，现有的保温砂浆在温度改变时容易出现体积收缩、膨胀等问题，也影响着保温砂浆应用时的整体稳定性。
[0004]专利号CN106186946A公开了一种节能环保墙体相变保温砂浆及其制备方法，它在保温砂浆中加入了相变材料微胶囊这一组分，从而阻止了相变材料在发生作用的过程中泄露。但微胶囊的合成过程复杂以及保温砂浆搅拌过程中部分微胶囊会破损，导致制备该保温砂浆达不到预期效果。
[0005]基于此，提供一种制备工艺简单、成本低廉、性能优异的保温砂浆的制备方法，在提升保温砂浆热稳定性、保温效果的同时，提高阻燃性能、降低材料的收缩率，是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种热稳定性更好、导热系数更低、不易产生体积收缩、膨胀等变形的新型保温砂浆。
[0007]本专利技术的目的之二在于提供一种工艺简单、成本低廉、综合性能优异的新型保温砂浆的制备方法。
[0008]本专利技术实现目的之一采用的技术方案是：提供一种新型保温砂浆，其组分按重量份数计，包括以下原料：
[0009]相变蓄热骨料10～25份；膨胀珍珠岩5～20份；石英砂5～10份；微硅粉10～15 份；水泥15～40份；表面改性剂0.5～1.5份；水17～39份；
[0010]所述相变蓄热骨料由聚乙烯醇、聚苯乙烯和聚丙烯酸钠分散于水性纳米二氧化硅分散液中，搅拌加热反应一定时间，再经清洗、烘干和机械研磨制得。
[0011]在本专利技术中，采用了一种全新的相变蓄热骨料作为相变材料。该相变蓄热骨料借
助纳米二氧化硅的纳米尺寸效应和比表面积大的特点，采取液相插层法，利用高分子固
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固相变材料蓄热量大这一特点，将相变材料嵌入到二氧化硅的三维网状结构中，提升了相变蓄热骨料在发挥作用时的结构稳定性，进而减少了保温砂浆的收缩性，确保其具有良好的体积稳定性。进一步的，本专利技术还采用了一定比例的膨胀珍珠岩与相变蓄热骨料相互配合，充分发挥无机隔热材料膨胀珍珠岩与有机
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无机复合材料相变蓄热骨料两者间的协同作用。其中，膨胀珍珠岩作为一种性能优异的隔热材料的同时，它较小的粒径还具有填充效应，不仅可以使相变蓄热骨料之间更加密实，极大的减少了保温砂浆的薄弱环节，改善了热量的传递途经，最大限度发挥两种材料各自的功能优势，提升保温砂浆热稳定性的同时，将收缩率控制在更小的范围，还可以起到滚珠效应，提高保温砂浆的工作性能。
[0012]优选地，相变蓄热骨料与膨胀珍珠岩的质量比为4:3～5:4，此范围内，制得的保温砂浆的14d线收缩率最低。
[0013]进一步的，所述相变蓄热骨料的制备方法包括以下步骤：
[0014]S1、在搅拌加热条件下，先将聚苯乙烯溶于三氯三氟乙烷溶剂中，再向其加入聚乙烯醇，待其溶解后，紧接着向其依次加入交联剂、催化剂，待其全部溶解后，再依次加入聚丙烯酸钠、水性纳米二氧化硅分散液、固化剂，反应一定时间得到第一产物；
[0015]S2、将所述第一产物清洗后，充分烘干得到第二产物；将所述第二产物经过机械力加工，制成平均粒径为1～3mm的颗粒状产物，即得到相变蓄热骨料。
[0016]在相变蓄热骨料的组成原料中，聚丙烯酸钠和搭载有聚苯乙烯的聚乙烯醇酯化反应生成错综复杂的三维交联结构的酯，这提供了一个稳定的结构。聚苯乙烯和聚乙烯醇反应形成的材料热容大。本专利技术制得的相变蓄热骨料的常温导热系数为0.025～0.039W/(m
·
k)。在上述制备方法中，采取液相插层法，将相变材料嵌入到二氧化硅的三维网状结构中，不需要采用微胶囊封装的形式，不仅能够降低制造成本，而且避免了壳体封装时因机械搅拌造成的封装材料破损、相变材料泄露的问题。
[0017]优选地，所述步骤S1中，三氯三氟乙烷溶剂的用量为聚苯乙烯重量的3～6 倍，为聚苯乙烯提供液体环境，使其完全溶解；聚乙烯醇采用国药集团名称为 1750
±
50产品。所述搅拌加热条件中，采用磁力搅拌机进行搅拌，转速为 450～550r/min，加热温度为80～90℃；交联剂采用二氯乙烷，其用量为聚苯乙烯重量的0.05wt％；催化剂采用三氯化铁，其用量为聚苯乙烯重量的1.5wt％；固化剂采用704固化剂，即2
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甲基咪唑与环氧丁基醚加成物；所述反应的时间为 6～12h。
[0018]在一些较好的实施方式中，所述步骤S1中，聚乙烯醇、聚苯乙烯和聚丙烯酸钠的摩尔比为2:1:2。其中，聚丙烯酸钠与聚乙烯醇份数相同能够提供同等数量的羧基和羟基，使两者完全反应；聚苯乙烯的用量少于聚丙烯酸钠和聚乙烯醇，能够保证聚苯乙烯在反应过程中消耗完毕，避免了残留的原组分对整体结构产生的不利影响。
[0019]进一步的，所述步骤S1中，所述水性纳米二氧化硅的重量为聚乙烯醇、聚苯乙烯和聚丙烯酸钠三者总重量的2～4倍，以确保原料在水性纳米二氧化硅中充分的分散。进一步的，所述水性纳米二氧化硅的粒径为10～40nm，比表面积为150～250m2/g，为原料提供三维网状的结构基础。
[0020]进一步的，所述步骤S2中，烘干的温度为50～60℃；所述颗粒状产物为齿状颗粒。在本专利技术中，利用机械力将烘干后的产物制成齿状颗粒，可以使相变蓄热骨料具有更好的
咬合力，促进了裸露的有机部分与保温砂浆中无机材料之间的相容性，进而提升材料的整体稳定性。
[0021]进一步的，所述膨胀珍珠岩为闭孔膨胀珍珠岩，其平均粒径为1～3mm、松散密度为40～80kg/m3、常温导热系数为0.0245～0.048W/(m
·
k)。
[0022]进一步的，所述石英砂平均粒径小于0.15mm；所述微硅粉平均粒径小于 0.3μm，其比表面积为20～28m2/g。
[0023]进一步的，所述表面改性剂选自铝酸酯偶联剂或聚乙二醇单甲醚；优选地，表面改性剂为铝酸酯偶联剂，该改性剂能够提升有机、无机材料之间的粘接强度，为两者提供更好的界面相容性。
[0024]本专利技术实现目的之二采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型保温砂浆，其特征在于，其组分按重量份数计，包括以下原料：相变蓄热骨料10～25份；膨胀珍珠岩5～20份；石英砂5～10份；微硅粉10～15份；水泥15～40份；表面改性剂0.5～1.5份；水17～39份；所述相变蓄热骨料由聚乙烯醇、聚苯乙烯和聚丙烯酸钠分散于水性纳米二氧化硅分散液中，搅拌加热反应一定时间，再经清洗、烘干和机械研磨制得。2.根据权利要求1所述的新型保温砂浆，其特征在于，所述相变蓄热骨料的制备方法包括以下步骤：S1、在搅拌加热条件下，先将聚苯乙烯溶于三氯三氟乙烷溶剂中，再向其加入聚乙烯醇，待其溶解后，紧接着向其依次加入交联剂、催化剂，待其全部溶解后，再依次加入聚丙烯酸钠、水性纳米二氧化硅分散液、固化剂，反应一定时间得到第一产物；S2、将所述第一产物清洗、充分烘干后得到第二产物；将所述第二产物采用机械力加工，制成平均粒径为1～3mm的颗粒状产物，即得到相变蓄热骨料。3.根据权利要求2所述的新型保温砂浆，其特征在于，所述步骤S1中，聚乙烯醇、聚苯乙烯和聚丙烯酸钠三者的摩尔比为2:1:2。4.根据权利要求3所述的新型保温砂浆，其特征在于，所述步骤S1中，所述水性纳米二氧化硅的用量为聚乙烯醇、聚苯乙烯和聚丙烯酸钠三者总重量的2～4倍；所述水性纳米二氧化硅的粒径为10～40nm，比表面积为150～250m2/g。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺行洋，王金付，李文财，苏英，杨进，代飞，朱梦迪，翟高园，刘森野，段晓鹏，卢思宇，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：