外墙隔热保温腻子及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种外墙隔热保温腻子，按重量份数计，其原料包括：空心玻璃微珠10～20份、玻化微珠20～30份、SiO2气凝胶2～4份、白水泥40～45份、可再分散胶粉12～15份、羟丙甲基纤维素醚3～5份、触变润湿剂0.6～1份、聚丙烯短纤维0.5～1份、润湿分散剂0.3～0.4份、疏水剂0.5～1份。本发明是反射、隔热、辐射“三合一”型，不仅能够最大限度地反射红外光和可见光，实现冬季保温隔热、夏季降温保冷、节省能源消耗具有明显的叠加效率；而且具有较高的抗拉强度和抗压强度。
【专利说明】
外墙隔热保温腻子及其制备工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及功能性建筑涂料技术领域，特别涉及一种外墙隔热保温腻子及其制备 工艺。
【背景技术】
[0002] 目前，我国的外墙外保温技术发展迅速，对建筑事业发挥着积极而重要的推动作 用，但是整个保温系统容重较大，增加了整体建筑重量。隔热涂料越来越多地应用在建筑外 保温中，可以大大降低建筑物的保温系统负荷。
[0003] 空气的热能是经过传导、对流和辐射三种方式传递的，而其中辐射热的传递占了 90%以上。现有授权公告日为2015年1月7日、授权公告号为CN102766366B的专利文献(对比 文件)公开了一种反射隔热涂料，按质量百分含量，其主要包括:硼硅酸盐空心玻璃微珠7~ 9% ;水12~20% ;硅乳液28~35% ;金红石钛白粉16~20% ;碳酸钙10~20% ;抗冻剂1.5~ 2.5% ;成膜助剂1.4~1.75%;增稠剂0.3~0.8%;分散剂0.3~0.5%;消泡剂0.15~ 0.2%;杀菌剂0.15~0.2%，所述的硼硅酸盐空心玻璃微珠的粒径为10~2050微米，壁厚为 1~2微米。对比文件中所述的反射隔热涂料仅仅是利用硼硅酸盐空心玻璃微珠，其粒径与 这段太阳光波长度一致，在太阳光波的照射下，粒子与太阳光波产生共振，使粒子的电子跃 迀至高能位，产生光波光能的反射和衍射作用，从而隔断热能进入基层，取得良好的隔热效 果。
[0004] 因此有必要研制一种外墙隔热保温腻子，其能够集反射、隔热、辐射于一体，进一 步来提高保温隔热性能。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种外墙隔热保温腻子，是反射、隔热、辐射"三合一"型， 不仅能够最大限度地反射红外光和可见光，实现冬季保温隔热、夏季降温保冷、节省能源消 耗具有明显的叠加效率;而且具有较高的抗拉强度和抗压强度。
[0006] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的： 一种外墙隔热保温腻子，按重量份数计，其原料包括:空心玻璃微珠10~20份、玻化微 珠20~30份、Si02气凝胶2~4份、白水泥40~45份、可再分散胶粉12~15份、羟丙甲基纤维 素醚3~5份、触变润湿剂0.6~1份、聚丙烯短纤维0.5~1份、润湿分散剂0.3~0.4份、疏水 剂0.5~1份。
[0007] 本发明进一步优选为，所述空心玻璃微珠的粒度为300~500目、壁厚为直径的8% ~10%、堆积密度为200敁.111- 3、光反射率为80%~90%。
[0008] 本发明进一步优选为，所述空心玻璃微珠的壳内充满惰性气体。
[0009] 本发明进一步优选为，所述惰性气体为N2、C〇2中的至少一种。
[0010]本发明进一步优选为，所述空心玻璃微珠的密度为80~lOOKg · m-3、吸水率25%~ 40%、筒压强度小于35 %。
[0011] 本发明进一步优选为，所述Si〇2气凝胶的孔隙率为80%~99%、比表面积为600~ 1000m 2 · g-\表观密度为0.003~0.35g · m-3、孔径为2~50nm。
[0012] 本发明进一步优选为，所述触变润湿剂为由层状硅酸盐矿物材料制成的粉状流变 添加剂。
[0013] 本发明进一步优选为，所述润湿分散剂为非离子型聚乙二醇酯类粉末润湿分散 剂。
[0014] 本发明进一步优选为，所述白水泥为白水泥32.5R，所述疏水剂为层状纳米级无机 材料。
[0015] 本发明的另一目的在于上述所述外墙隔热保温腻子的制备工艺 上述所述的外墙隔热保温腻子的制备工艺，包括如下步骤： (1) 将配方量的白水泥、Si02气凝胶、可再分散胶粉、羟丙甲基纤维素醚、触变润湿剂、 聚丙烯短纤维、润湿分散剂、疏水剂依次加入干粉混合机中混合均匀； (2) 加入配方量的玻化微珠、空心玻璃微珠混合5~7min，得外墙隔热保温腻子。
[0016] 综上所述，本发明具有以下有益效果： I.本发明外墙隔热保温腻子是反射、隔热、辐射"三合一"型，一方面，对提高建筑物墙 体的热阻，最大限度地反射红外光和可见光，实现冬季保温隔热、夏季降温保冷、节省能源 消耗具有明显的叠加效率;另一方面，空心玻璃微珠、玻化微珠和Si0 2气凝胶对本发明的抗 拉强度和抗压强度构成相辅相成的作用。
[0017] II.本发明采用以白水泥32.5R为主、以可再分散胶粉为辅，在羟丙甲基纤维素醚、 触变润滑剂、聚丙烯短纤维、疏水剂的配合下，混配成隔热保温腻子的黏结剂，该黏结剂形 成有机-无机双黏结构体系，形成的膜在本发明外墙隔热保温腻子的内部形成空间网络结 构，从而增强本发明的抗压强度、抗拉强度以及保温隔热性能，增强其柔韧性和防水性，提 高其黏结性和施工性能，降低其内部应力和弹力模量以及干燥收缩性。
[0018] III.润湿分散剂能够改善Si02气凝胶在本发明中的分散性和融合性，进而增强了 本发明的抗压强度、抗拉强度以及保温隔热性能。
[0019] IV.本发明外墙隔热保温腻子中白水泥32.5R、Si02气凝胶、可再分散胶粉、轻丙甲 基纤维素醚、触变润湿剂、聚丙烯短纤维、润湿分散剂、疏水剂的添加顺序同样对本发明抗 压强度、抗拉强度以及保温隔热性能具有一定的影响，通过试验验证本发明所述的添加顺 序是最为优选的添加顺序。
【具体实施方式】
[0020] 结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0021] 本发明实施例中所涉及的所有物质为市售。
[0022] 表1实施例1~5具体重量份数组成表
将实施例1~5按照如下步骤进行制备。
[0023] (1)将配方量的白水泥32.5R、Si02气凝胶、可再分散胶粉、羟丙甲基纤维素醚、触 变润湿剂、聚丙烯短纤维、润湿分散剂、疏水剂依次加入干粉混合机中混合均匀； (2)加入配方量的玻化微珠、空心玻璃微珠混合5~7min，得外墙隔热保温腻子。
[0024] 一、性能检测 按照GB/T26000-2010《膨胀玻化微珠保温隔热砂浆》的性能要求进行检测，结果见表2。
[0025]表2实施例1~5外墙隔热保温腻子的性能
二、研究空心玻璃微珠、玻化微珠、Si02气凝胶对本发明抗拉强度、抗压强度以及保温 隔热性能的影响 表3对比例1~3具体重量份数组成表
将对比例1~3按照如下步骤进行制备。
[0026] (1)将配方量的白水泥32.5R、Si02气凝胶、可再分散胶粉、羟丙甲基纤维素醚、触 变润湿剂、聚丙烯短纤维、润湿分散剂、疏水剂依次加入干粉混合机中混合均匀； (2)加入配方量的玻化微珠、空心玻璃微珠混合5~7min，得外墙隔热保温腻子。
[0027]按照GB/T26000-2010《膨胀玻化微珠保温隔热砂浆》的规定对对比例1~3外墙隔 热保温腻子的抗拉强度、抗压强度以及保温隔热性能进行检测。
[0028]表4对比例1~3外墙隔热保温腻子的性能
观察表4看出，一方面，空心玻璃微珠、玻化微珠和Si02气凝胶对提高建筑物墙体的热 阻，最大限度地反射红外光和可见光，实现冬季保温隔热、夏季降温保冷、节省能源消耗具 有明显的叠加效率;另一方面，空心玻璃微珠、玻化微珠和Si0 2气凝胶对本发明的抗拉强度 和抗压强度构成相辅相成的作用。
[0029]这是由于本发明外墙隔热保温腻子是以反射、隔热、辐射"三合一"型，其中，Si02 气凝胶是纳米级空心结构，空心玻璃微珠、玻化微珠是亚纳米级空心结构。
[0030]热能的三种传递方式：固体热传导、对流热传导、辐射热传导。
[0031 ]固体热传导：以纳米/亚纳米级空心结构材料为填料的腻子中，在黏结剂的作用下 相互连接聚集形成纳米三维网络骨架结构，由于近无穷多纳米孔的存在，固体热传导只能 沿着孔壁传递，近无穷多气孔壁形成了近于"无穷长路径"效应，使得固体热传导率降到几 乎最低极限。
[0032]对流热传导：Si02气凝胶的介孔尺寸为2~50nm，孔内的空气分子失去了自由流动 的能力，相对地附着在气孔壁上，此时，纳米孔处于近似真空状态，材料中的空气对流减弱 到最小极限。由于空气的主要成分是氮气和氧气，局域热激发无法通过空气分子跨越凝胶 表面进行对流作用，从而对热对流传热产生隔绝作用；亚纳米级封闭微孔内的空气分子虽 有自由流动能力，但因体积中所占比例较少，因此对流热传导也很微弱。
[0033]辐射热传导：辐射热传导是一种非接触式的热量传导。由于隔热填料为均匀的纳 米/亚纳米级气孔，且具有极低的体积密度，使材料内部气孔壁数目趋于"无穷多"，而每个 气孔壁都有遮阳板的作用，从而产生近于"无穷多遮阳板"效应，使辐射传热下降到最低极 限。
[0034] 因此，对于增强本发明的保温隔热性能，空心玻璃微珠、玻化微珠和Si02气凝胶三 者缺一不可。
[0035] 三、研究其它物质对本发明抗拉强度、抗压强度以及保温隔热性能的影响 表5对比例4~8具体重量份数组成表
将对比例4~9按照如下步骤进行制备。
[0036] (1)将配方量的白水泥32.5R、Si02气凝胶、可再分散胶粉、羟丙甲基纤维素醚、触 变润湿剂、聚丙烯短纤维、润湿分散剂、疏水剂依次加入干粉混合机中混合均匀； (2)加入配方量的玻化微珠、空心玻璃微珠混合5~7min，得外墙隔热保温腻子。
[0037] 按照GB/T26000-2010《膨胀玻化微珠保温隔热砂浆》的规定对对比例4~8外墙隔 热保温腻子的抗拉强度、抗压强度以及保温隔热性能进行检测。
[0038] 表6对比例4~8外墙隔热保温腻子的性能
观察表6可以看出，羟丙甲基纤维素醚、触变润滑剂、聚丙烯短纤维、润湿分散剂以及疏 水剂均对本发明的抗压强度、抗拉强度以及保温隔热性能具有促进作用。一方面由于本发 明采用以白水泥32.5R为主、以可再分散胶粉为辅，在羟丙甲基纤维素醚、触变润滑剂、聚丙 烯短纤维、疏水剂的配合下，混配成隔热保温腻子的黏结剂，该黏结剂形成有机-无机双黏 结构体系，形成的膜在本发明外墙隔热保温腻子的内部形成空间网络结构，从而增强本发 明的抗压强度、抗拉强度以及保温隔热性能，增强其柔韧性和防水性，提高其黏结性和施工 性能，降低其内部应力和弹力模量以及干燥收缩性；另一方面润湿分散剂能够改善Si0 2气 凝胶在本发明中的分散性和融合性，进而增强了本发明的抗压强度、抗拉强度以及保温隔 热性能。
[0039] 此外，本发明外墙隔热保温腻子中白水泥32.5R、Si02气凝胶、可再分散胶粉、羟丙 甲基纤维素醚、触变润湿剂、聚丙烯短纤维、润湿分散剂、疏水剂的添加顺序同样对本发明 抗压强度、抗拉强度以及保温隔热性能具有一定的影响，通过试验验证本发明所述的添加 顺序是最为优选的添加顺序。
[0040]本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人 员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本 发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
【主权项】
1. 一种外墙隔热保温腻子，其特征在于，按重量份数计，其原料包括:空心玻璃微珠10 ~20份、玻化微珠20~30份、Si〇2气凝胶2~4份、白水泥40~45份、可再分散胶粉12~15份、 羟丙甲基纤维素醚3~5份、触变润湿剂0.6~1份、聚丙烯短纤维0.5~1份、润湿分散剂0.3 ~0.4份、疏水剂0.5~1份。2. 根据权利要求1所述的外墙隔热保温腻子，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒度为 300~500目、壁厚为直径的8%~10%、堆积密度为200Kg · m-3、光反射率为80%~90%。3. 根据权利要求2所述的外墙隔热保温腻子，其特征在于，所述空心玻璃微珠的壳内充 满惰性气体。4. 根据权利要求3所述的外墙隔热保温腻子，其特征在于，所述惰性气体为N2、C02中的 至少一种。5. 根据权利要求1所述的外墙隔热保温腻子，其特征在于，所述空心玻璃微珠的密度为 80~lOOKg · m-3、吸水率25%~40%、筒压强度小于35%。6. 根据权利要求1所述的外墙隔热保温腻子，其特征在于，所述Si02气凝胶的孔隙率为 80%~99%、比表面积为600~1000m 2 · g-1、表观密度为0.003~0.35g · m-3、孔径为2~ 50nm〇7. 根据权利要求1所述的外墙隔热保温腻子，其特征在于，所述触变润湿剂为由层状硅 酸盐矿物材料制成的粉状流变添加剂。8. 根据权利要求1所述的外墙隔热保温腻子，其特征在于，所述润湿分散剂为非离子型 聚乙二醇酯类粉末润湿分散剂。9. 根据权利要求1所述的外墙隔热保温腻子，其特征在于，所述白水泥为白水泥32.5R， 所述疏水剂为层状纳米级无机材料。10. 根据权利要求1~9中任意一项所述的外墙隔热保温腻子的制备工艺，其特征在于， 包括如下步骤： (1) 将配方量的白水泥、Si02气凝胶、可再分散胶粉、羟丙甲基纤维素醚、触变润湿剂、聚 丙烯短纤维、润湿分散剂、疏水剂依次加入干粉混合机中混合均匀； (2) 加入配方量的玻化微珠、空心玻璃微珠混合5~7min，得外墙隔热保温腻子。
【文档编号】C09D5/34GK106046904SQ201610365982
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】田玉军, 程学军
【申请人】北京秀洁新兴建材有限责任公司