一种隔热保温混凝土及其制备方法技术

本申请公开了一种隔热保温混凝土及其制备方法，隔热保温混凝土按照重量份计，包括如下组分：150

【技术实现步骤摘要】
一种隔热保温混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及混凝土领域，尤其是涉及一种隔热保温混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土是一种建筑中常用材料，具有强度高、阻燃性好、原料廉价等建造优势。
[0003]但由于混凝土本身导热系数较高，结构密度较大，因此混凝土建造的建筑，其保温性能和隔热性能不佳。
[0004]现在主要采用在混凝土表面进行涂覆隔热涂层来提高混凝土建筑的保温隔热效果，但目前市面上常用的隔热材料如聚氨酯，会在使用的过程中释放甲醛，对人体健康造成影响，且聚氨酯容易受环境影响老化、变形，从而使混凝土的保温隔热性能下降。

技术实现思路

[0005]为了解决混凝土不具有长久保温隔热性能的问题，本申请提供了一种隔热保温混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，一种隔热保温混凝土，包括如下组分：150
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200份水泥、200
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250份粗骨料、300
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420份细骨料、120
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200份轻骨料、50
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90份水，其中，轻骨料采用改性聚氨酯微珠，改性聚氨酯微珠采用聚氨酯微珠接枝金属有机框架得到。
[0007]典型但非限制性的，粗骨料采用碎石，细骨料采用河沙。
[0008]通过采用上述技术方案，骨料中包含部分轻骨料，可以增加混凝土的孔隙率，降低混凝土的密度和导热系数，进一步减少冷热桥效应，从而提高混凝土的保温隔热性能。微珠作为轻质的材料，具有较低的导热系数，可以改善混凝土整体的导热系数，还能降低混凝土的密度，从而提高混凝土的保温隔热性能；另外，微珠作为轻骨料能降低混凝土的整体重量，减少建筑的自重从而减少结构载荷提高了抗震性能，从而减少了建筑裂纹的产生，增加了建筑的使用寿命。轻骨料优选了改性聚氨酯微珠，聚氨酯具有较低的导热性能，并且聚氨酯微珠具有较好的稳定性，不容易在与其他原料发生反应，也不容易在混凝土中分解或溶解，从而使混凝土建筑具有长久的保温隔热性能；此外聚氨酯微珠具有很高的强度，在建筑孔隙率增加导致力学性能下降的情况下，掺入聚氨酯微珠能改善混凝土的力学性能。聚氨酯微珠采用金属有机框架进行改性得到，混凝土中掺入金属有机框架后，由于金属有机框架是具有多孔的晶体结构，因此可以调节混凝土孔隙度，控制混凝土的孔径分布，进而提高混凝土建筑的保温隔热效果；此外金属有机框架具有一定的机械强度和孔隙结构，能够改善混凝土的微观结构，并且在金属离子解离的过程中还能作为催化剂促进水化反应，从而提高混凝土的力学性能。聚氨酯采用金属有机框架改性后，金属有机框架具有的多孔结构、较大的比表面积以及较好的吸附能力，能够改善聚氨酯微珠的团聚，提高聚氨酯微珠在混凝土建筑中的分散性能，从而进一步提高混凝土建筑的保温隔热性能；还能够在聚氨酯微珠表面形成表面保护膜，从而减少聚氨酯微珠的老化分解，提高混凝土建筑长久的保温隔热性能；金属有机框架还能改善聚氨酯的力学性能，从而提高混凝土建筑的力学性能。
[0009]优选的，所述聚氨酯微珠，包括如下重量份的组分：20
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45份聚醚多元醇、10
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15份异氰酸酯、3
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5份交联剂、0.4
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1.6份乳化剂、0.4
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2.6份表面活性剂和0.08
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0.12份稳定剂。
[0010]典型但非限制性的，聚醚多元醇采用三羟甲基丙烷聚氧乙烯醚三元醇，异氰酸酯采用异佛尔酮二异氰酸酯，交联剂采用海藻酸钠，乳化剂采用六偏磷酸三十丙醇酯，稳定剂采用聚乙烯。
[0011]通过采用上述技术方案，采用上述重量份原料制备的聚氨酯微珠，掺入混凝土后，混凝土建筑具有较好的保温隔热性能与较好的力学性能。
[0012]优选的，所述表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的任意一种。
[0013]通过采用上述技术方案，阴离子表面活性剂具有更高的结构稳定性，能够提高聚氨酯微珠的结构稳定性，提高混凝土的长久隔热保温性能；另外，阴离子表面活性剂具有较好的亲水性能，乳化过程中能够更好地调节乳液粒子的粒径，从而提高聚氨酯微珠的均一性，并且聚氨酯微粒还会通过有机金属框架改性，从而进一步提高聚氨酯微珠的分散性，提高隔热保温的效果。
[0014]优选的，所述聚氨酯微珠的原料还包括衣康酸，所述衣康酸与异氰酸酯的重量比为(1
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4)：(10
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15)。
[0015]通过采用上述技术方案，加入含有多羧酸基团的衣康酸作为原料，提高了聚氨酯微珠的表面活性基团数量，提高聚氨酯的表面活性，从而提高聚氨酯与金属有机框架的结合牢度，提高聚氨酯微粒的分散性，提高混凝土建筑的隔热保温性能。
[0016]优选的，所述聚氨酯微珠的制备方法，采用如下步骤制得：预聚体的制备：取聚醚多元醇、异氰酸酯、衣康酸和交联剂混合反应得到预聚体；乳化：在预聚体中添加表面活性剂和乳化剂，加水搅拌，得到乳液；微珠的制备：在乳液中加入稳定剂，反应，成型，得到聚氨酯微珠。
[0017]典型但非限制性的，预聚体的制备步骤中反应的温度为70
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90℃，反应时间为50
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70min；乳化步骤中，搅拌温度为50
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70℃，搅拌时间为4
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6h；微珠的制备步骤中，反应的时间为1
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3h，成型时间为30
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50min。
[0018]通过采用上述技术方案，优化聚氨酯微珠的制备工艺，能够得到粒径更均一的聚氨酯微珠，进而提升建筑物的保温隔热效果。
[0019]优选的，所述改性聚氨酯微珠，包括如下重量份的组分：52
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65份聚氨酯微珠、21
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38份硝酸镁、8
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20份均苯三甲酸。
[0020]通过采用上述技术方案，金属有机框架的原料，金属中心采用镁离子，镁离子可以与混凝土中的碱性物质反应，生成致密的镁钙石，该物质能填充混凝土内部空隙，从而提高建筑物的密实性，降低建筑的整体导热系数，并对建筑内部的热辐射产生一定的反射作用，减少热量的流失，提高建筑的保温隔热效果。另外镁钙石的填充和镁离子对于水化反应的调节，均能减少混凝土内部气孔的形成与大小，因此提高了混凝土的致密性，从而改善混凝土的抗压强度和抗拉强度。金属有机框架的有机配体采用均苯三甲酸，均苯三甲酸能和镁离子形成金属有机框架，具有较大的比表面积，较好的结构稳定性，较强的吸附能力，能较好的提高聚氨酯微珠的分散性以及轻骨料与水泥浆料之间的粘附性；另外，均苯三甲酸还能改善混凝土内部结构，减少气孔的形成和大小，提高混凝土的致密性和韧性，与聚氨酯微
珠协同提高混凝土的隔热保温性能、抗压强度。
[0021]优选的，所述改性聚氨酯微珠的原料还包括钛酸四丁酯，所述钛酸四丁酯与硝酸镁的重量比为(40
‑
46)：(21
‑
38)。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔热保温混凝土，其特征在于，按照重量份计，包括如下组分：150
‑
200份水泥、200
‑
250份粗骨料、300
‑
420份细骨料、120
‑
200份轻骨料、50
‑
90份水，其中，轻骨料采用改性聚氨酯微珠，改性聚氨酯微珠采用聚氨酯微珠表面生长金属有机框架得到。2.根据权利要求1所述的一种隔热保温混凝土，其特征在于，所述聚氨酯微珠，包括如下重量份的组分：20
‑
45份聚醚多元醇、10
‑
15份异氰酸酯、3
‑
5份交联剂、0.4
‑
1.6份乳化剂、0.4
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2.6份表面活性剂和0.08
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0.12份稳定剂。3.根据权利要求2所述的一种隔热保温混凝土，其特征在于，所述表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的任意一种。4.根据权利要求2所述的一种隔热保温混凝土，其特征在于，所述聚氨酯微珠的原料还包括衣康酸，所述衣康酸与异氰酸酯的重量比为（1
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4）：（10
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15）。5.根据权利要求4所述的一种隔热保温混凝土，其特征在于，所述聚氨酯微珠的制备方法，采用如下步骤制得：预聚体的制备：取聚醚多元醇、异氰酸酯、衣康酸和交联剂混合反应得到预聚体；乳化：在预聚体中添加表面活性剂和乳化剂，加水...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪来，陆夏琼，周云剑，
申请(专利权)人：杭州汉特建材有限公司，
类型：发明
国别省市：