一种双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统、制备方法及其应用与流程

1.本技术涉及建筑涂料的领域，尤其是涉及一种双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统、制备方法及其应用。


背景技术：

2.节能降耗、绿色发展已成为现代社会经济生活的主旋律，而建筑能耗在社会总能耗中已经占了很大的比例，所以，建筑节能已成为世界各国节能减排的主要途径之一。且随着人们生活水平的提高，人们对居住环境和办公环境的要求越来越高，不仅要冬暖夏凉、隔音降噪的舒适感，更想要防火防水的安全性，所以一些安全、舒适的装饰材料应运而生，例如：挤塑板、聚苯板、岩棉板、水泥发泡板、无机轻集料保温砂浆等，而在建筑内外墙保温隔热领域，越来越多地开始使用保温隔热涂料来提升建筑的保温性能。
3.目前，应用较为广泛的隔热涂料按照其隔热机理的差异可以分为热阻隔型隔热涂料、热反射型隔热涂料和热辐射型隔热涂料以及复合隔热涂层。热阻隔型隔热涂料主要依靠较低的导热系数来阻隔室外热量向室内的传递从而降低制冷能耗。目前常用的热阻隔性隔热涂料，其中添加了大量的隔热填料以确保其有良好的保温隔热效果，其在墙体上的涂覆厚度一般不会超过10
㎜
，以保证隔热层具有较高的强度和稳定性，而隔热涂层的厚度在一定程度上也限制了墙体的保温隔热效果；另外，为了提升保温层在墙体上的粘结牢度和稳定性，一般会在墙体表面上一层粘接砂浆用于隔热涂层的粘结，使得保温隔热涂层施工的成本上升。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本技术提供一种双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统、制备方法及其应用，旨在提升保温隔热涂层保温效果的同时，降低施工成本。
5.第一方面，本技术提供一种双双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统，采用如下的技术方案：一种双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统，包括在墙体上依次设置的保温层、防水抗裂腻子层和面涂层，所述保温层的厚度为3~50
㎜
；所述保温层包括质量比为（8~10）：1的a组分和b组分；所述a组分包括以下重量百分比的原材料：水60~70%，中空玻璃微珠15~25%，气凝胶1~10%，组合纤维1~5%，纤维素0.1~0.5%，分散剂0.3~0.5%，润湿剂0.1~0.2%，以上各组分之和为100%；所述b组分包括以下重量百分比的原材料：水泥99~99.9%，引气剂0.1~1%，以上各组分之和为100%。
6.通过采用上述技术方案，保温层的a组分和b组分单独包装，在施工时将两者混匀即可进行施工涂料，将单独包装的a组分与b组分混合均匀，可制得导热系数低、强度高且防
火性能优异的保温涂料。本技术中以水泥作为主要粘结材料，水泥优选白水泥，可以达到较高的抗压强度和粘接强度，赋予保温层涂料良好的强度和粘接性能，制得的保温层涂料具有良好的自粘结效果，可以在墙体表面稳定粘结并具有较高的粘结牢度，因此施工时不需要额外增加粘结砂浆层，降低保温层的施工成本。另一方面，结合a组分中的无机填料和中空玻璃微珠，可以为保温层提供良好的保温、隔热和防火作用；a组分中，通过中空玻璃微珠和气凝胶的配合，可以进一步降低保温层涂料的导热系数，增加保温隔热效果。
7.本技术中，保温层涂料中添加的组合纤维，一方面可以进一步提升保温层的保温防火性能，另一方面，组合纤维在保温层中可以起到良好的支撑作用，在保温层厚度增加后，组合纤维可以有效提升保温层的结构强度，避免保温层在施工过程中坍落，提升保温层在墙体上的粘结强度和结构稳定性，同时还可以起到良好的防流挂和防开裂作用，提升保温层施工后表面的平整性，保温层的厚度可以达到50
㎜
而不流挂不坍塌，具有极佳的力学强度和粘附性能和保温隔热效果。另外，本技术的保温层相较于传统的挤塑板等板材保温结构，厚度可以做到更薄，减少建筑墙体负担，提升安全性；与常规的保温涂料相比，本技术中的保温层结构可以做到更厚的厚度并且具有良好的力学性能和结构稳定性，可以灵活适用于多种施工场景。
8.本技术技术方案中，在保温层上设置的防水抗裂腻子层可以为保温层提供良好的防水避水作用，减少雨水对保温层的侵蚀和渗透破坏，使保温层可以保持较长时间的结构完整性和稳定性，提升保温层的防水能力。面涂层可以进一步减少外界雨水对保温层的破坏，提升结构稳定性和建筑外墙保温层的寿命，且为建筑提供装饰性。
9.可选的，所述组合纤维包括硅酸铝纤维和pp纤维，所述硅酸铝纤维和pp纤维的质量比为（3~4）：1。
10.所述pp纤维优选网状结构pp纤维，所述硅酸铝纤维优选长丝状硅酸铝纤维。
11.进一步优选，所述硅酸铝纤维的长度为3~15
㎜
。
12.通过采用上述技术方案，硅酸铝纤维具有耐高温、热稳定性好、热传导率低、热容小、抗机械振动好、受热膨胀小、隔热性能好等优点，可以为保温层提供良好的保温隔热和防火作用。pp纤维具有强度高、耐酸、耐碱等优点，添加于保温层中，与硅酸铝纤维配合可以起到良好的防开裂作用。通过网状的pp纤维和长丝状的硅酸铝纤维结合使用，在保温层中穿插交错形成稳定的网格骨架，起到良好的防流挂和防开裂作用，提升保温层结构的稳定性和强度。长丝状硅酸铝纤维的长度优选为5~15
㎜
，在确保硅酸铝纤维在涂料中均匀混合的前提下，纤维与涂料中其它组分之间结合更加紧密，防流挂和防开裂性能更优。
13.可选的，所述气凝胶为硅气凝胶。
14.可选的，所述引气剂为十二烷基硫酸钠、松香树脂和脂肪醇磺酸钠中的任意一种。
15.可选的，还包括界面剂，所述界面剂涂覆于所述保温层与墙体之间；所述界面剂包括以下重量百分比的原材料：水15~20%，乳液78~82%，纤维素0.1~1%，防腐剂0.1~0.5%，消泡剂0.05~0.5%，防冻剂0.1~1%，ph调节剂0.01~0.1%。
16.可选的，所述乳液包括丙烯酸乳液、聚氨酯乳液和环氧树脂中的任意一种。
17.可选的，所述界面剂在墙体上的涂覆厚度为30~100μm。
18.通过采用上述技术方案，界面剂具有一定渗透性能，可以渗透进入墙体表层，提升墙体基层强度；墙体表面涂覆界面剂以后，可以进一步提升保温层与墙体之间的粘接力，提
升保温层涂料在墙体上的粘结牢度和结构稳定性。界面剂涂覆于墙体上后会形成一层稳定的膜层，具有一定的防水效果，可以避免墙体内侧水反渗，提升保温层的防水性能，减少保温层的老化。
19.可选的，所述面涂层包含以下重量百分比的原材料：水15~20%，乳液35~45%，钛白粉25~30%，陶瓷微珠5~15%，水性纤维素0.1~0.5%，乙二醇1~5%，成膜助剂1~5%，其它助剂1~5%。
20.可选的，所述其它助剂包括防腐剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂和流变改性剂中的至少一种。
21.可选的，所述成膜助剂为二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚中的任意一种。
22.通过采用上述技术方案面涂漆涂覆于防水抗裂腻子层上，其中添加的钛白粉和陶瓷微珠均具有良好的反射作用，可以反射掉一部分照射在墙体表面的日光，同时钛白粉和陶瓷微珠具有较好的隔热作用，可以有效减少外界热量向室内传输，提升涂层的保温隔热性能。由于上述面涂层结构的反射隔热效果，可以使得保温层的厚度做到更薄而不影响建筑外墙的保温隔热性能。
23.可选的，所述面涂层与所述防水抗裂腻子层之间还设置有保温中涂层，所述保温中涂层包含以下重量百分比的原材料：气凝胶35~45%，乳液25~35%，水15~20%，玻璃微珠10~20%，ph调节剂0.1~1%，其它助剂1~5%。
24.可选的，所述其它助剂包括分散剂、润湿剂、防腐剂、消泡剂和增稠剂中的任意一种。
25.通过采用上述技术方案，保温中涂层设置于面涂层与防水抗裂腻子层之间，一方面可以提升面涂层在保温层上的粘接强度，提升整体结构的稳定性；另一方面，保温中涂层可以进一步提升墙体的保温隔热性能，减少外热量的传输，提升建筑物的节能效果。
26.可选的，所述防水抗裂腻子层和保温中涂层之间还设置有抗碱层，所述抗碱层包括以下重量百分比的原材料：水30~40%，乳液55~65%，消泡剂0.01~0.1%，防腐剂0.1~0.5，成膜助剂1~5%，防冻剂0.5~5%。
27.通过采用上述技术方案，抗碱层主要用于封闭底层，对底层进行抗碱封闭处理后可以避免涂层表面出现泛碱、泛黄、白化等问题，提升涂层表观效果。
28.第二方面，本技术提供一种双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统的制备方法，采用如下的技术方案：一种双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统的制备方法，包括以下步骤：保温层制备：取纤维素溶于水中，然后依次加入分散剂和润湿剂搅拌混合均匀，随后加入组合纤维，高速搅拌分散10~30min，再加入气凝胶和中空玻璃微珠，搅拌均匀后得到a组分；将水泥与引气剂搅拌混匀得到b组分；将独立包装的a组分和b组分混合均匀，得到保温层涂料，将保温层涂料一次性涂覆于墙体上，固化后制得保温层；防水抗裂腻子层制备：将配制好的腻子涂覆于保温层上，腻子中内嵌网格布，腻子固化后得到防水抗裂
腻子层；面涂层的制备：取水性纤维素溶于水并混合均匀，然后依次加入乙二醇、乳液、成膜助剂和其它助剂搅拌混匀，随后依次加入钛白粉和陶瓷微珠，搅拌混合均匀，得到面涂层涂料；将面涂层涂料涂覆于防水抗裂腻子层上，固化后得到面涂层。
29.可选的，保温层涂料的涂覆方式优选为喷涂，防水抗裂腻子层的涂覆方式优选为批涂，面涂层的涂覆方式优选为喷涂。
30.通过采用上述技术方案，保温层涂料可以直接涂覆于墙体上，并且一次性喷涂施工，不需要多层多次喷涂，提升保温层结构的整体性，并且可以提升施工效率，降低成本。
31.可选的，涂层包含界面剂时，还包括以下步骤：取纤维素溶于水混合均匀，然后加入乳液，混合均匀后依次加入防腐剂、消泡剂、防冻剂和ph调节剂，搅拌混匀，得到界面剂；将界面剂局怒云喷涂于墙体表面，固化后再进行保温层涂覆施工。
32.第三方面，本技术提供一种双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统在建筑外墙防火保温领域的应用。
33.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.本技术提供的双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统，保温层具有良好的自粘结性能，可以直接涂覆于墙体表层，不需要设置额外的粘结砂浆层，可以有效提升施工效率，节省施工成本；在保温层外设置防水抗裂腻子层，一方面可以提升整体的抗裂能力，另一方面防水抗裂腻子层可以提供一定的防水效果，提升涂层的防水性能，避免影响防火保温层在墙体表面的粘结强度和保温隔热性能。
34.2.本技术技术方案中，在保温层中添加硅酸铝纤维和pp纤维配合使用的组合纤维，硅酸铝纤维可以起到良好的防流挂和阻燃防火阻燃作用，纤维可以起到很好的抗裂效果，并且通过不同形态的硅酸铝纤维和pp纤维的配合使用，可以在保温层中形成稳定的网状支撑结构，为保温层提供较高的结构支撑作用，提升保温层整体的结构强度，避免保温层在涂覆厚度较厚时出现坍落或者变形。
35.3.本技术技术方案中，在墙体和保温层之间还涂覆有界面剂，界面剂一方面可以提升保温层涂料在墙体上的粘结强度，另一方面，界面剂可以提供一定的防水隔水作用，减少墙体内侧水反渗对保温层的影响，使保温层在墙体上稳定附着，提升保温层的使用寿命和整体涂层结构的稳定性。
附图说明
36.图1是本技术实施例1中双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统的结构示意图。
37.图2是本技术另一实施例中双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统的结构示意图。
38.图3是本技术另一实施例中双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统的结构示意图。
39.图4是本技术另一实施例中双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统的结构示意图。
40.附图标记说明：1、墙体；2、保温层；3、防水抗裂腻子层；4、面涂层；5、界面剂层；6、保温中涂层；7、抗碱层。
具体实施方式
41.以下结合附图及具体实施例对本技术作进一步详细说明。需要说明的是，以下实施例中未注明具体者，均按照常规条件或制造商建议的条件进行；以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。以下实施例各组分配方中所用助剂除特殊说明外均为本领域常规使用的助剂类型。
42.保温层涂料的制备例制备例1本制备例中，保温层涂料的组分配比参照表1，具体制备方法如下：按配比，取羟丙基甲基纤维素溶于水中混合均匀，然后依次加入钠盐分散剂和byk-346润湿剂搅拌混合均匀，然后加入硅酸铝纤维高速搅拌分散15min，然后加入pp纤维继续高速分散10min，最后加入气凝胶和中空玻璃微珠，搅拌混合均匀后制得a组分；其中，硅酸铝纤维的长度为3~10
㎜
；按配比，将白水泥和十二烷基硫酸钠混合均匀，制得b组分；a组分和b组分分开独立包装。
43.制备例2~4制备例2~4中保温层涂料的组分配比参照表1，具体制备方法与制备例1保持一致。
44.表1：制备例1~4组分配比（重量百分比）制备例5本制备例与制备例4的区别在于，硅酸铝纤维的长度为10~15
㎜
，其余均与制备例1保持一致。
45.制备例6本制备例与制备例4的区别在于，硅酸铝纤维的长度为20~30
㎜
，其余均与制备例1保持一致。
46.制备例7本制备例与制备例4的区别在于，硅酸铝纤维的长度为1~3
㎜
，其余均与制备例1保持一致。
47.制备例8
本制备例与制备例4的区别在于，a组分不添加组合纤维，其余均与制备例1保持一致。
48.制备例9本制备例与制备例4的区别在于，a组分不添加硅酸铝纤维，其余均与制备例1保持一致。
49.制备例10本制备例与制备例4的区别在于，a组分不添加pp纤维，其余均与制备例1保持一致。
50.界面剂的制备例制备例11~13制备例11~13中，界面剂的组分配比参照下表2，具体制备方法如下：取羟丙基甲基纤维素溶于水中分散均匀，然后加入丙烯酸乳液搅拌混合均匀后，依次加入防腐剂、消泡剂、防冻剂和ph调节剂搅拌混合均匀后制得界面剂。
51.表2：制备例11~13组分配比（重量百分比） 水乳液纤维素防腐剂消泡剂防冻剂ph调节剂制备例1115%82%1%0.5%0.4%1%0.1%制备例1220%78%0.5%0.5%0.4%0.5%0.1%制备例1318.5%80%0.2%0.2%0.1%0.8%0.2%面涂层涂料的制备例制备例14~16制备例14~16中，面涂层涂料的组分配比参照下表3，具体制备方法如下：取羟丙基甲基纤维素溶于水比混合均匀，随后依次加入乙二醇、丙烯酸乳液、二丙二醇甲醚、分散剂、润湿剂、防腐剂、消泡剂和增稠剂搅拌混匀，随后依次加入钛白粉和陶瓷微珠，搅拌混合均匀，得到面涂层涂料。
52.表3：制备例14~16组分配比（重量百分比） 水乳液钛白粉陶瓷微珠水性纤维素乙二醇成膜助剂分散剂润湿剂防腐剂消泡剂增稠剂流变改性剂制备例1415%45%30%5%0.1%2%1.5%0.6%0.2%0.2%0.2%0.1%0.1%制备例1520%35%25%15%0.1%2%1.5%0.6%0.2%0.2%0.2%0.1%0.1%制备例1618%40%27%10%0.1%2%1.5%0.6%0.2%0.2%0.2%0.1%0.1%
实施例1一种双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统，结构参照表1，包括在墙体1上依次涂覆的保温层2、防水抗裂腻子层3和面涂层4，具体制备方法如下：s1、清洁掉墙体表面浮灰和污渍，将制备例1中制得的保温层涂料的a组织分和b组分混合后搅拌均匀，一次性喷涂于墙体表面，喷涂厚度3mm，待涂料在自然状态下完全固化后制得保温层；s2、在保温层表面批涂腻子，腻子中内嵌网格布，腻子固化后制得防水抗裂腻子层，防水抗裂腻子层的厚度为5mm；s3、将制备例14中制得的面涂层涂料喷涂于防水抗裂腻子层表面，喷涂厚度1mm，
面涂层涂料固化后制得面涂层。
53.实施例2~9实施例2~9与实施例1的主要区别在于保温层涂料和面涂层涂料的来源不同，保温层涂料的具体来源参照下表4，具体制备方法与实施例1保持一致。
54.表4：实施例2~9保温层涂料和面涂层涂料来源 保温层涂料面涂层涂料实施例2制备例2制备例14实施例3制备例3制备例14实施例4制备例4制备例14实施例5制备例5制备例14实施例6制备例6制备例14实施例7制备例7制备例14实施例8制备例5制备例15实施例9制备例5制备例16对比例1本对比例与实施例1的区别在于，防水抗裂腻子层设置在保温层底部，即先进行防水抗裂腻子层的施工，然后在抗裂腻子上喷涂保温层，面涂层喷涂于保温层上，其余均与实施例1保持一致。
55.对比例2本对比例与实施例1的区别在于，不设置防水抗裂腻子层，其余均与实施例1保持一致。
56.对比例3~5对比例3~5与实施例1的区别在于保温层涂料的来源不同，具体来源参照下表5。
57.表5：对比例3~5保温层涂料和面涂层涂料来源 保温层涂料面涂层涂料对比例3制备例8制备例14对比例4制备例9制备例14对比例5制备例10制备例14性能检测对实施例1~9及对比例1~5中制得的双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统样品的力学强度、防火、防水和保温隔热性能进行检测，部分检测标准如下：隔热性能：依据gb/t 10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定》检测样品的导热系数；阻燃性能：依据gb/t 5464-2010《建筑材料不燃性试验方法》检测样品的防火等级；防水性能：依据gb/t 5486.3-2001《无机硬质绝热制品试验方法 密度、含水量及吸水率》检测样品的吸水率；观察保温层施工后表面是否出现流挂和开裂现象。
58.性能检测结果见下表6。
59.表6：实施例1~9及对比例1~5性能检测结果从表5中的数据可以看出，本技术技术方案提供的双组分中空玻璃微珠保温隔热涂料外墙保温系统，直接涂覆于墙体上以后，其力学强度、保温隔热性能以及防火防水均可达到较优的水平，复合墙体保温隔热涂料的要求，并且防水性能良好。
60.实施例10~12实施例10~12与实施例9的区别在于，在墙体1和保温层2之间还喷涂有界面剂，参照图2，界面剂层5喷涂厚度为100μm；实施例10~12中所用的界面剂依次对应于制备例11~13。
61.实施例13本实施例与实施例12的区别在于，界面剂层的喷涂厚度为30μm，其余均与实施例12保持一致。
62.实施例14本实施例与实施例12的区别在于，界面剂层的喷涂厚度为10μm，其余均与实施例12保持一致。
63.实施例15本实施例与实施例12的区别在于，界面剂层的喷涂厚度为150μm，其余均与实施例12保持一致。
64.对实施例10~15中的样品进行性能加测，检测结果见下表7。
65.表7：实施例10~15性能检测结果
通过表7中数据可以看出，在保温层和墙体之间喷涂界面剂，可以进一步提升涂层的粘结强度和防水性能。
66.实施例16~18实施例16~18与实施例12的区别在于，在防水抗裂腻子层3与面涂层4之间还设置有保温中涂层6，参照图3；保温中涂层6采用喷涂的方式涂覆，保温中涂层6的厚度为1
㎜
，保温中涂层涂料的组分配比见下表8。
67.表8：实施例16~18中涂层涂料组分配比（重量百分比） 水乳液气凝胶玻璃微珠ph调节剂分散剂润湿剂防腐剂消泡剂增稠剂实施例1615%25%45%13.4%0.2%0.5%0.2%0.2%0.25%0.25%实施例1720%35%25%18.4%0.2%0.5%0.2%0.2%0.25%0.25%实施例1818.4%30%40%10%0.2%0.5%0.2%0.2%0.25%0.25%
实施例19~21实施例19~21与实施例18的区别在于，在保温中涂层6与防水抗裂腻子层3之间还设置有抗碱层7，参照图4；抗碱层采用喷涂的方式涂覆，抗碱层的厚度为80μm，抗碱层涂料的组分配比见下表9。
68.表9：实施例19~21中抗碱层涂料组分配比（重量百分比） 水乳液消泡剂防腐剂成膜助剂防冻剂实施例1930%65%0.1%0.4%2.5%2%实施例2040%55%0.1%0.4%2.5%2%实施例2135.5%60%0.1%0.2%3.2%1%对实施例16~21中的样品进行性能检测，检测结果件下表10。
69.表10：实施例16~21性能检测结果实施例22本实施例与实施例1的区别在于，保温层的厚度为30
㎜
，其余均与实施例1保持一致。
70.实施例23本实施例与实施例1的区别在于，保温层的厚度为50
㎜
，其余均与实施例1保持一致。
71.对比例6本实施例与实施例1的区别在于，保温层的厚度为60
㎜
，其余均与实施例1保持一致。
72.对实施例22、23和对比例6中的样品进行性能检测，检测结果件下表11。
73.表11：实施例22、23及对比例6性能检测结果通过表11中的数据可以看出，本技术技术方案中的保温层可以做到50mm的厚度并且不流、不出现裂缝，保温层可以做到很高的厚度，有效提升建筑墙体的保温性能。
74.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。