專利名稱：一種外墻珍珠巖保溫材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑材料，尤其涉及一種建筑屋外墻用的保溫材料及其制備方法，屬于建筑材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前保溫市場(chǎng)上采用聚苯板、密質(zhì)聚苯板和保溫砂漿(水泥混合聚苯顆粒)的保溫材料在技術(shù)上都存在自身無法克服的缺陷和不盡如人意的部分。
聚苯板是從石油中提煉出的有機(jī)材料。受溫度影響敏感，分子活動(dòng)非?；钴S。耐熱溫度只有70℃，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得70℃時(shí)，48小時(shí)后尺寸變化率達(dá)到5％。中國(guó)東北地區(qū)冬季戶外溫度為-45℃～20℃，南方地區(qū)夏季墻面溫度最高可達(dá)到70℃～75℃。聚苯板材料受室外空氣溫度的劇烈變化，本性上就無法改變膨脹和翹曲。以上數(shù)據(jù)證明，翹曲、開裂不可避免。使用聚苯板出現(xiàn)問題是必然的，出現(xiàn)問題的時(shí)間長(zhǎng)短取決于粘結(jié)物體，通常選用纖維素醚和丙烯酸作為粘結(jié)體，混合水泥砂漿。這三種物質(zhì)都有老化期和導(dǎo)熱系數(shù)。既不能阻止聚苯板的翹曲、開裂；也會(huì)進(jìn)一步加劇溫度的傳導(dǎo)。加之聚苯板施工上采用鉚釘穩(wěn)固上墻。這種施工方法使得聚苯板與墻面產(chǎn)生空鼓距離。存在距離的好處是在一定程度上對(duì)阻止了溫度的向內(nèi)傳導(dǎo)。面臨的問題是，一旦聚苯板翹曲，冷、熱氣流就進(jìn)入空鼓距離，成為冷、熱氣流儲(chǔ)存點(diǎn)，儲(chǔ)存到一定值，內(nèi)墻就成為橋體，破壞了室內(nèi)的恒溫環(huán)境。不能改變聚苯板的本性就不能解決翹曲、開裂的問題。這也是中外科學(xué)家在使用聚苯板上至今難以攻克的問題。作為聚苯板生產(chǎn)的主要原料苯乙烯和丁烷在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的苯和一氧化碳等有害氣體。一旦燃燒起來，人吸入該種有害氣體，便喪失自救能力，最終喪命。中國(guó)的居住環(huán)境又相當(dāng)密集，一旦產(chǎn)生燃燒，就會(huì)造成大面積的人員傷亡，使人民都生活在不安全的隱患中。聚苯為石油中的提取物，中國(guó)的保溫材料均采用聚苯板，必會(huì)大量進(jìn)口石油，進(jìn)而引起世界性石油價(jià)格上漲；同時(shí)也會(huì)反過來導(dǎo)致聚苯板材料的昂貴。造成外匯大量的流失之外，如單獨(dú)依靠聚苯板進(jìn)行保溫，造成全國(guó)的保溫結(jié)果計(jì)劃無法順利實(shí)施，使保溫政策無法貫徹始終，中途夭折。
保溫砂漿僅由水泥加聚苯顆粒外加粘接劑混合而成，水泥的導(dǎo)熱系數(shù)高到1-2w/m·k，包裹導(dǎo)熱系數(shù)為0.042-0.043w/m·k的聚苯顆粒后形成的水泥聚苯砂漿導(dǎo)熱系數(shù)為0.095-0.098w/m·k。經(jīng)由上海建委測(cè)試中心測(cè)試結(jié)果顯示，現(xiàn)市場(chǎng)上使用保溫砂漿導(dǎo)熱系數(shù)在0.1-0.2w/m·k，根本不符合國(guó)家要求的導(dǎo)熱系數(shù)在0.06w/m·k以下的保溫材料才能使用的使用規(guī)范。由于水泥的導(dǎo)熱系數(shù)高，水泥黏結(jié)物間存在微傳導(dǎo)。水泥黏結(jié)物間存在微傳導(dǎo)即是指冷、熱氣流先在微距離中積聚，積聚開始時(shí)水泥還能像水流的過濾網(wǎng)一樣產(chǎn)生一定阻隔效果，經(jīng)一定時(shí)間的積聚，墻體儲(chǔ)存冷、熱空氣達(dá)到一定值，使內(nèi)墻成為冷、熱橋體，將冷、熱氣流導(dǎo)入室內(nèi)，導(dǎo)致室外的冷、熱氣流傳導(dǎo)進(jìn)室內(nèi)，最終破壞了室內(nèi)空間的恒溫條件。
現(xiàn)有保溫材料不能確實(shí)真正達(dá)到保溫要求。(以上海地區(qū)為例，二級(jí)節(jié)能要求達(dá)到55.6％的節(jié)能指標(biāo)；北京地區(qū)三級(jí)節(jié)能要求達(dá)到65％)。隨著國(guó)家節(jié)能事業(yè)的日益規(guī)范和完善，節(jié)能要求的普遍提高?，F(xiàn)北京地區(qū)的節(jié)能要求規(guī)定達(dá)到節(jié)能65％。面對(duì)這一要求和標(biāo)準(zhǔn)的具體實(shí)施，現(xiàn)慣用的保溫外墻體系，聚苯板、密質(zhì)板將面臨技術(shù)和施工上的實(shí)際問題聚苯板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.04w/m·k，密質(zhì)板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.027-0.029w/m·k，密質(zhì)板的導(dǎo)熱系數(shù)雖好，但使用在高層建筑上其抗風(fēng)壓值就不能承受。水泥聚苯砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)在0.095-0.098，要達(dá)到65％的保溫節(jié)能指標(biāo)，厚度將厚至10或15cm。此種厚度將大大加重墻體的承重力，使建筑物的負(fù)載力加大。也有提出“三明治”法即用左右兩邊3cm的水泥聚苯砂漿中間夾聚苯板上墻。出現(xiàn)的問題首先是兩邊的水泥聚苯砂漿不能和聚苯板穩(wěn)固結(jié)合，容易造成脫落的情況，又墻體為無機(jī)物，水泥聚苯砂漿為有機(jī)物，無機(jī)和有機(jī)兩種物質(zhì)不能很好結(jié)合，一旦脫落，將會(huì)造成人員傷亡，存在極大的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的建筑物外墻保溫材料。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)途徑來實(shí)現(xiàn)的一種建筑物外墻保溫材料，由以下重量份的組分組成酸化鎂保溫材料添加劑5-15份、改性膨脹珍珠巖30-50份。
優(yōu)選的，各組分的重量份是酸化鎂保溫材料添加劑10份、改性膨脹珍珠巖40份。
其中，所述的酸化鎂保溫材料添加劑可以通過商業(yè)途徑購買得到(例如，可購自上海裕宸科技有限公司生產(chǎn)的商品名稱為“雙衡”牌保溫材料)，也可通過以下方法制備得到按以下重量百分比稱取各組分酸化鎂粉劑52-54％，酸化鎂晶格體25-35％，超微建材高效添加劑8-12％和植物纖維6-8％；將以上各組分均勻的混合在一起，即得。上述各組分的重量百分比優(yōu)選為酸化鎂粉劑54％，酸化鎂晶格體30％，超微建材高效添加劑10％、植物纖維6％。
所述的酸化鎂粉劑的制備方法如下將含鎂率達(dá)到85％以上氧化鎂礦石投擲在(5％強(qiáng)硫酸+95％清水)強(qiáng)酸溶液中浸泡，酸化后進(jìn)行燒結(jié)、制成粉劑即為酸化鎂粉劑。
所述的酸化鎂晶格體的制備方法如下將含鎂率達(dá)到75-85％以上氧化鎂礦石投擲在(35％強(qiáng)硫酸+65％清水)強(qiáng)酸溶液中浸泡，酸化后通過180℃反應(yīng)釜進(jìn)行結(jié)晶，產(chǎn)生酸化鎂晶格體。
所述的超微建材高效添加劑為專利號(hào)為ZL200310113325.2專利所公開的超微建材高效添加劑。
所述的植物纖維可為任意一種植物纖維，例如為稻草、麥桿、棉桿，或者將紙箱打漿后所得到的植物纖維，優(yōu)選為棉桿纖維。
所述的改性膨脹珍珠巖的制備方法如下將酸化鎂晶格體適量溶解于水中，形成酸鎂晶液體溶液(該溶液的濃度可視實(shí)際情況而定，濃度高一點(diǎn)或低一點(diǎn)都不影響最終效果)；將膨脹珍珠巖投入酸鎂晶液體溶液中，控制膨脹珍珠巖的吸水率50-80wt％，再將其從酸鎂晶液體溶液中取出，晾干水分即得改性膨脹珍珠巖。
本發(fā)明在超微建材高效添加劑和酸化鎂的基礎(chǔ)上，改變膨脹珍珠巖的易碎性和吸水率極大的弊端。膨脹珍珠巖是一種酸性無機(jī)礦物質(zhì)產(chǎn)品，經(jīng)過煅燒后體積膨脹十幾倍，膨脹體充滿了無數(shù)毛細(xì)孔。長(zhǎng)久以來因其膨脹體易碎，碎后導(dǎo)熱系數(shù)增大，隨之影響了建筑物的呼吸性，而無法把握住它的保溫性能，使其在保溫材料的運(yùn)用上受到限制。珍珠巖膨脹的粒徑越大，膨脹體的毛細(xì)孔就越多。毛細(xì)孔多導(dǎo)致膨脹珍珠巖的吸水率大，吸水會(huì)引起膨脹珍珠巖強(qiáng)度下降，絕熱性能降低。
酸化鎂晶格體呈玻璃狀晶體，分子量小于水，能迅速融于水。晶格體如同氧化鎂和氯化鎂的晶結(jié)格，但具有不分散、不還原的強(qiáng)硬度。是由國(guó)家地礦部專家尋找可以產(chǎn)生晶格的地礦資源，采用三種以上的礦物質(zhì)進(jìn)行激配而成。用一種穩(wěn)定性極好的礦物分子對(duì)一種活躍性極強(qiáng)的分子進(jìn)行穩(wěn)固，將原來微堿性的陽離子通過酸性轉(zhuǎn)化為陰離子，兩者結(jié)合為穩(wěn)定相融體，再通過固體晶結(jié)法，3天形成初步晶結(jié)，7天晶結(jié)格基本完成，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，晶格體逐步加強(qiáng)，使酸性晶格體的強(qiáng)度達(dá)到硅酸水泥的強(qiáng)度和硬度。
將膨脹珍珠巖投擲在含有酸鎂晶液體的溶液中，膨脹珍珠巖大量吸收酸鎂溶液。水分揮發(fā)以后，酸鎂又恢復(fù)為結(jié)晶體酸鎂，不規(guī)則地密布在膨脹珍珠巖的各個(gè)毛細(xì)孔內(nèi)。膨脹珍珠巖經(jīng)過酸化鎂結(jié)晶體改性后，改變其易碎和吸水率高的問題。膨脹珍珠巖與改性膨脹珍珠巖抗壓強(qiáng)度對(duì)比效果在實(shí)際運(yùn)用中，改性膨脹珍珠巖抗壓強(qiáng)度比未經(jīng)過改性的膨脹珍珠巖要增加60～80倍(圖1)。硬度上的加大，使膨脹珍珠巖的密實(shí)度加大，同時(shí)可大大降低膨脹珍珠巖的吸水率。膨脹珍珠巖原導(dǎo)熱系數(shù)為0.055w/m·k，改性后珍珠巖導(dǎo)熱系數(shù)維持不變。
本發(fā)明保溫材料的耐風(fēng)壓值高達(dá)7.2Kpa，保溫材料施工上墻后，涂抹一定尺寸的水泥防護(hù)層，用鋼絲網(wǎng)加固后粘貼瓷磚。經(jīng)拉把力測(cè)試，顯示瓷磚的拉力為4000N以上。
本發(fā)明建筑物外墻保溫材料的制備方法如下按以下重量份稱取組分酸化鎂保溫材料添加劑5-15份、改性珍珠巖30-50份；將上述各組分混合后，攪拌均勻即得。
本發(fā)明建筑物外墻保溫材料的應(yīng)用，包括將本發(fā)明保溫材料與1.3-1.5倍重量的溶有防水劑的水溶液(防水劑與水的重量比1∶16)混合攪拌10-16分鐘后，即可作為建筑物外墻的保溫材料坯刮上墻。
中國(guó)幅員遼闊，根據(jù)氣候條件可分為華東，東北，西南等地區(qū)。其中華東、西南地區(qū)屬潮濕地帶，潮濕度較大，且有梅雨季節(jié)，雨期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，在節(jié)能保溫上屬二類地區(qū)，節(jié)能需達(dá)56％以上。因此在此區(qū)域做建筑保溫時(shí)，需同時(shí)考慮節(jié)能數(shù)據(jù)與潮濕度的影響。故在建筑保溫砂漿的攪拌過程中應(yīng)加入防水添加劑(KL-205科樂高效防水系列，由成都興隆化工有限公司生產(chǎn)，1kg混合16kg的水)，解決吸潮與防水問題，保證節(jié)能保溫材料的質(zhì)量。在此地區(qū)做建筑保溫，保溫層厚度約為2-3CM，在施工過程中保溫砂漿的坯刮、干燥步驟完成后，需在外層繼續(xù)坯刮0.4-0.5CM厚度的防水砂漿。防水砂漿干燥后可在其表面粘貼瓷磚或粉刷防水涂料，確保保溫材料不受潮濕影響而降低性能，符合真正的保溫節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。


圖1含有晶體的改性的膨脹珍珠巖。
左邊的為未經(jīng)改性的膨脹珍珠巖；右邊的為經(jīng)改性的膨脹珍珠巖。
圖2本發(fā)明保溫材料的施工示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下通過實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明，應(yīng)該理解的是，這些實(shí)施例僅用于例證的目的，決不限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1改性膨脹珍珠巖的制備按下述重量稱取各組分(單位kg)酸化鎂保溫材料添加劑50(購自上海裕宸科技有限公司生產(chǎn)的商品名稱為“雙衡”牌保溫材料)、改性膨脹珍珠巖300；將上述各組分混合均勻，攪拌即得。
進(jìn)行建筑物保溫施工時(shí)，將所制備的保溫材料與455kg防水液(該防水液由水與防水劑按照16∶1的重量比例配制而成，其中防水劑購自成都興隆化工有限公司，商品名稱為“KL-205科樂”高效防水劑)混合后，攪拌16分鐘，再按照常規(guī)方法進(jìn)行建筑墻體保溫施工。
實(shí)施例2改性膨脹珍珠巖的制備同實(shí)施例1。
按下述重量稱取各組分(單位kg)酸化鎂保溫材料添加劑15(購自上海裕宸科技有限公司生產(chǎn)的商品名稱為“雙衡”牌保溫材料)、改性膨脹珍珠巖50；將上述各組分混合均勻，攪拌即得。
進(jìn)行建筑物保溫施工時(shí)，將所制備的保溫材料與97.5kg防水液(該防水液由水與防水劑按照16∶1的重量比例配制而成，其中防水劑購自成都興隆化工有限公司，商品名稱為“KL-205科樂”高效防水劑)混合后，攪拌10分鐘，再按照常規(guī)方法進(jìn)行建筑墻體保溫施工。
實(shí)施例3改性膨脹珍珠巖的制備同實(shí)施例1。
按下述重量稱取各組分(單位kg)酸化鎂保溫材料添加劑10(購自上海裕宸科技有限公司生產(chǎn)的商品名稱為“雙衡”牌保溫材料)、改性膨脹珍珠巖40；將上述各組分混合均勻，攪拌即得。
進(jìn)行建筑物保溫施工時(shí)，將所制備的保溫材料與70kg防水液(該防水液由水與防水劑按照16∶1的重量比例配制而成，其中防水劑購自成都興隆化工有限公司，商品名稱為“KL-205科樂”高效防水劑)混合后，攪拌15分鐘，再按照常規(guī)方法進(jìn)行建筑墻體保溫施工。
試驗(yàn)例本發(fā)明保溫材料各項(xiàng)性能檢測(cè)1、檢測(cè)對(duì)象實(shí)施例1、2和3所制備的保溫材料。
2、檢測(cè)方法分別按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法對(duì)保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)、抗拉強(qiáng)度、耐候性、抗風(fēng)壓值、抗沖擊強(qiáng)度等性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表1。
1、檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)結(jié)果見表1。
表1本發(fā)明保溫材料各項(xiàng)性能檢測(cè)結(jié)果

檢測(cè)結(jié)果表明，本發(fā)明保溫材料具有優(yōu)異的保溫性能，其它各項(xiàng)性能的要求也完全符合國(guó)家對(duì)建筑材料的有關(guān)要求。
權(quán)利要求
1.一種建筑物外墻保溫材料，由以下重量份的組分組成酸化鎂保溫材料添加劑5-15份、改性膨脹珍珠巖30-50份；所述的改性膨脹珍珠巖的制備方法如下將酸化鎂晶格體溶解于水中，制成酸鎂晶液體溶液；將膨脹珍珠巖投入酸鎂晶液體溶液中，控制膨脹珍珠巖的吸水率為50-80wt％，再將其從酸鎂晶液體溶液中取出，晾干水分即得。
2.按照權(quán)利要求1的保溫材料，其特征是各組分的重量份是酸化鎂保溫材料添加劑10份、改性膨脹珍珠巖40份。
3.按照權(quán)利要求1的保溫材料，其特征是所述的酸化鎂保溫材料添加劑按照以下方法制備得到按以下重量百分比稱取各組分酸化鎂粉劑52-54％，酸化鎂晶格體25-35％，超微建材高效添加劑8-12％和植物纖維6-8％；將以上各組分均勻的混合在一起，即得。
4.按照權(quán)利要求3的保溫材料，其特征是各組分的重量百分比為酸化鎂粉劑54％，酸化鎂晶格體30％，超微建材高效添加劑10％、植物纖維6％。
5.按照權(quán)利要求3的保溫材料，其特征是所述的所述的酸化鎂粉劑通過以下制備方法制備得到將含鎂率達(dá)到85％以上的氧化鎂礦石投擲在強(qiáng)酸溶液中浸泡，酸化后進(jìn)行燒結(jié)、制成粉劑即為酸化鎂粉劑；所述的強(qiáng)酸溶液由強(qiáng)硫酸和水按照5∶95的體積比組成。
6.按照權(quán)利要求3的保溫材料，其特征是所述的酸化鎂晶格體的制備方法如下將含鎂率達(dá)到75-85％以上氧化鎂礦石投擲在強(qiáng)酸溶液中浸泡，酸化后通過180℃反應(yīng)釜進(jìn)行結(jié)晶，產(chǎn)生酸化鎂晶格體；所述的強(qiáng)酸溶液由強(qiáng)硫酸和水按照35∶65的體積比組成。
7.一種制備權(quán)利要求1建筑物外墻保溫材料的方法，步驟如下按以下重量份稱取組分酸化鎂保溫材料添加劑5-15份、改性膨脹珍珠巖30-50份；將上述各組分混合后，攪拌均勻即得。
8.權(quán)利要求1建筑物外墻保溫材料的應(yīng)用，包括將所述保溫材料與1.3-1.5倍重量的溶有防水劑的水溶液混合攪拌10-16分鐘后，將其作為建筑物外墻的保溫材料坯刮上墻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新的建筑物外墻保溫材料及其制備方法，由以下重量份的組分組成酸化鎂保溫材料添加劑5－15份、改性膨脹珍珠巖30－50份。本發(fā)明在超微建材高效添加劑和酸化鎂的基礎(chǔ)上，改變膨脹珍珠巖的易碎性和吸水率極大的弊端，所制備的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)低，吸水量少，耐候性強(qiáng)，抗風(fēng)壓值和抗沖擊強(qiáng)度高，是一種性能優(yōu)異的建筑物外墻保溫材料。
文檔編號(hào)C04B20/10GK101088949SQ20061008736
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2006年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者劉貴堂 申請(qǐng)人:劉貴堂