CN100391889C - 保温干粉砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保温砂浆干粉料，该保温砂浆含有胶结料、改性聚苯乙烯泡沫颗粒、改性膨胀珍珠岩、胶结料改性剂、纤维；改性聚苯乙烯泡沫颗粒含有聚苯乙烯泡沫颗粒、聚苯乙烯泡沫改性剂、粉煤灰；改性膨胀珍珠岩含有膨胀珍珠岩、膨胀珍珠岩改性剂、氢氧化钠；胶结料改性剂含有高分子粘结剂、引气减水剂、粉煤灰激活剂。其制备方法是先进行改性聚苯乙烯泡沫颗粒的制备，然后进行改性膨胀珍珠岩的制备和胶结料改性剂的制备，再将所述的胶结料、改性聚苯乙烯泡沫颗粒、改性膨胀珍珠岩、胶结料改性剂、纤维按所述的配比混合即制得保温干粉砂浆。本发明的优点是导热系数小，保温隔热性能好；抗压强度高，施工性能好；粘结强度高，可免基层处理；防渗抗裂性能好。

Description

保温干粉砂浆及其制备方法

一、技术领域

本发明涉及一种建筑材料及其制备方法，特别是一种保温干粉砂浆及其制备方法

二、背景技术

随着对建筑物保温隔热性能要求的提高，各种保温材料运用而生，如保温砂浆。目前市场上的保温砂浆品种较多，大多是以膨胀珍珠岩为保温材料，用水泥、石膏等作胶结料，这类保温砂浆具有价廉、耐火、和易性好等特点，但是其所用的膨胀珍珠岩吸水率很大，其重量吸水率可达200～900％。砂浆在凝结硬化过程中会由于失水而出现收缩，这种收缩产生的应力是砂浆出现空鼓、开裂、龟裂、脱落的主要原因。也有些保温砂浆是以聚苯乙烯泡沫颗粒(EPS)为保温材料，这类保温砂浆具有保温隔热性、耐化学腐蚀性好等优点。但由于EPS表面为憎水性，与无机胶结料不相容，这类保温砂浆的和易性差、粘结强度低，不易施工。此外由于EPS的弹性模量很小，这种保温砂浆特别是低容重的保温砂浆存在收缩变形大，抗压强度低的问题。

三、发明内容

1、发明目的：本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提出一种通过表面改性保温材料和添加胶结料改性剂，从而具有保温隔热性能优良、粘结性好、抗压强度高、易施工等特点的高性能的保温干粉砂浆及其制备方法。

2、技术方案：为实现上述目的，本发明所述的保温干粉砂浆，其特征在于该保温砂浆含有的组分和配比(重量％)是：胶结料55.0～90.0、改性聚苯乙烯泡沫颗粒3.0～10.0、改性膨胀珍珠岩2.0～18.0、胶结料改性剂1.0～15.0、纤维0.2～2.0；

其中：改性聚苯乙烯泡沫颗粒由组分和配比(重量％)是：聚苯乙烯泡沫颗粒5.0～35.0、聚苯乙烯泡沫改性剂1.0～15.0、粉煤灰50.0～90.0；所述聚苯乙烯泡沫改性剂是由聚乙烯醇、聚乙烯酯酸乙烯酯乳胶粉(VAE乳胶粉)、羧甲基纤维素钠(CMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟乙基纤维素(HEC)、甲基纤维素(MC)中至少一种成分组成；

改性膨胀珍珠岩含有的组分和配比(重量％)是：膨胀珍珠岩75.0～95.0、膨胀珍珠岩改性剂3.0～20.0、氢氧化钠1.0～5.0；所述膨胀珍珠岩改性剂为烷基二甲基(2-羟基-3-氯丙基)氯化铵；

胶结料改性剂含有的组分和配比(重量％)是：高分子粘结剂30.0～60.0、引气减水剂20.0～50.0、粉煤灰激活剂20.0～50.0。

所述的胶结料由20-80％(重量)水泥和80-20％(重量)粉煤灰或者20-80％(重量)水泥与80-20％(重量)石膏组成。

所述的纤维是聚丙烯纤维、木质素纤维、耐碱玻璃纤维中的一种。

所述的聚苯乙烯泡沫颗粒是由废弃聚苯乙烯泡沫经破碎而成的颗粒或由聚苯乙烯发泡而成的颗粒。

所述的聚苯乙烯泡沫颗粒的粒径为1～4mm。

所述的烷基二甲基(2-羟基-3-氯丙基)氯化铵中的烷基的碳原子个数为8～18。

所述的高分子粘结剂是由纤维素醚、聚乙烯醇、VAE乳胶粉、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠中至少一种成分组成。

所述的引气减水剂是由木钙、松香酸钠、聚乙二醇辛基苯基醚(OP)、十二烷基硫酸钠、萘系高效减水剂、聚羧酸类高效减水剂中至少一种成分组成。

所述的粉煤灰激活剂是纯碱和生矾石粉或纯碱和明矾石粉。

本发明所述的保温干粉砂浆的制备方法，其特征在于其步骤是：

(1)改性聚苯乙烯泡沫颗粒的制备：将所述的聚苯乙烯泡沫改性剂配成溶液，均匀喷洒在聚苯乙烯泡沫颗粒的表面，加入粉煤灰搅拌均匀制得；

(2)改性膨胀珍珠岩的制备：将所述的膨胀珍珠岩改性剂稀释至4～5％，加入氢氧化钠搅拌溶解，将溶液喷洒在膨胀珍珠岩上，在100～110℃下烘干制得；

(3)胶结料改性剂的制备：将所述的组分按所述的配比混合制得；

(4)将所述的胶结料、改性聚苯乙烯泡沫颗粒、改性膨胀珍珠岩、胶结料改性剂、纤维按所述的配比混合即制得保温干粉砂浆。

本发明对胶结料通过添加各类改性剂进行改性，改变其性能，以达到：降低刚性，提高柔性，使折/压比有所提高；提高耐水、抗渗性能；提高粘结强度；降低容重，提高耐候性及抗冻融性；改善施工性能。其中，通过添加引气减水剂，首先减少了在砂浆使用过程中的用水量，以提高其强度，同时使砂浆内部形成相互不贯通的微泡，降低其容重，提高保温隔热性能和抗冻融性能，同时也能起到防裂抗渗作用。此外在胶结料改性剂中精选了国内外先进的高分子材料，几种高分子材料混合后，大分子与小分子间的相互碰撞与吸引进行分子链的断裂与重组，形成了复合高分子材料，这样可提高保温砂浆的柔性，使其折/压比有所提高，同时也提高了粘结强度，可免常规的基层界面处理。同时通过大分子互穿增稠技术使材料的粘稠性增强，抗滑坠能力增强，提高施工性能。

本发明对保温材料(聚苯乙烯泡沫颗粒、膨胀珍珠岩)进行表面改性，以达到：增强EPS与无机胶结料的相容性，避免分层，提高强度；减少膨胀珍珠岩的吸水量，避免由此而产生的开裂和空鼓；通过将憎水性的EPS进行亲水处理，提高其与无机胶结料的相容性；而将膨胀珍珠岩作部分憎水处理，降低其吸水性，避免由此而产生的开裂和空鼓；将经表面改性后的EPS和膨胀珍珠岩作保温材料与改性胶结料制得的保温砂浆，能发挥各自的优点，其具有节能环保、性能优异、质量稳定、性价比好、施工性能优良的特点。

3、有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)导热系数小，保温隔热性能好。该砂浆中除了以保温性能好的EPS为主要轻骨料外，还添加了引气减水剂，砂浆加水搅拌后，在引气剂的作用下会产生极微小气泡，在砂浆内部形成了微小而又不贯通的气泡，增强了砂浆的保温隔热、抗冻融性能。同时也能起到防裂抗渗作用。(2)抗压强度高，施工性能好。由于对EPS进行了表面改性处理，使EPS颗粒由憎水性变为亲水性，在加水拌和时，EPS颗粒表面吸附的极性基团就与水泥相互作用而紧密结合，从而有效提高了产品的抗压强度。同时EPS表面的改性，使EPS颗粒很容易被水泥浆体润湿，使其在水泥浆体中分布均匀，避免了一般EPS保温砂浆在拌和时出现EPS的“上浮”现象，产品的和易性好，抹灰省力易操作。(3)粘结强度高，可免基层处理。由于在砂浆中添加了多种高分子粘结剂，利用它们各自的性能及优良的协同效应，使粘结强度大大提高，使用该产品可免基层处理，直接涂抹于混凝土墙及新砌砖墙等各种砌块上，无开裂、空鼓、脱落现象发生。高分子粘结剂的加入有利于提高保温砂浆的柔性，使折/压比有所提高。(4)防渗抗裂性能好。由于对膨胀珍珠岩进行了表面改性，降低了它的吸水量，使其在凝结硬化过程中不会由于大量失水而出现收缩裂缝。此外在砂浆中还添加了经过特殊工艺表面处理的专用纤维，均匀分散的纤维联结为三维分布的网状系统，一方面它可承托骨料，有效减少骨料的离析，减少泌水；另一方面可有效控制砂浆内部微裂缝的产生与发展，防止贯穿性裂缝的生成。

本发明所述的保温砂浆主要物理力学性能指标如下：

四、具体实施方式

实施例1：保温干粉砂浆含有的组分和配比(重量％)是：胶结料60、改性聚苯乙烯泡沫颗粒5、改性膨胀珍珠岩18、胶结料改性剂15、纤维2。

其中：改性聚苯乙烯泡沫颗粒由含有的组分和配比(重量％)是：聚苯乙烯泡沫颗粒5、聚苯乙烯泡沫改性剂15、粉煤灰80；所述聚苯乙烯泡沫改性剂为聚乙烯醇缩甲醛(也可以是聚乙烯醇、VAE乳胶粉、CMC、HPMC、HEC、MC.中至少一种成分组成)；

改性膨胀珍珠岩含有的组分和配比(重量％)是：膨胀珍珠岩75、膨胀珍珠岩改性剂20、氢氧化钠5；所述膨胀珍珠岩改性剂为烷基二甲基(2-羟基-3-氯丙基)氯化铵，烷基的碳原子个数为8。

胶结料改性剂含有的组分和配比(重量％)是：高分子粘结剂30、引气减水剂50、粉煤灰激活剂20。

所述的胶结料由80％(重量)水泥和20％(重量)粉煤灰(或者20％水泥与80％石膏组成)。

所述的纤维为聚丙烯纤维。

所述的聚苯乙烯泡沫颗粒是由废弃聚苯乙烯泡沫经破碎而成的颗粒，粒径为1～4mm。

所述的高分子粘结剂是为纤维素醚(也可以是纤维素醚、聚乙烯醇、VAE乳胶粉、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠中至少一种成分组成)。

所述的引气减水剂为木钙(也可以是木钙、松香酸钠、OP、十二烷基硫酸钠、萘系高效减水剂、聚羧酸类高效减水剂中至少一种成分组成)。

所述的粉煤灰激活剂是纯碱和生矾石粉。

保温干粉砂浆的制备方法是：

(1)改性聚苯乙烯泡沫颗粒的制备：将所述的聚苯乙烯泡沫改性剂配成溶液，均匀喷洒在聚苯乙烯泡沫颗粒的表面，加入粉煤灰搅拌均匀制得；

(2)改性膨胀珍珠岩的制备：将所述的膨胀珍珠岩改性剂稀释至4-5％，加入氢氧化钠搅拌溶解，将溶液喷洒在膨胀珍珠岩上，在100-110℃下烘干制得；

(3)胶结料改性剂的制备：将所述的组分按所述的配比混合制得；

(4)将所述的胶结料、改性聚苯乙烯泡沫颗粒、改性膨胀珍珠岩、胶结料改性剂、纤维按所述的配比混合即制得保温干粉砂浆。

实施例2：保温干粉砂浆含有的组分和配比(重量％)是：胶结料90、改性聚苯乙烯泡沫颗粒3、改性膨胀珍珠岩2、胶结料改性剂4、纤维1。

其中：改性聚苯乙烯泡沫颗粒由含有的组分和配比(重量％)是：聚苯乙烯泡沫颗粒35、聚苯乙烯泡沫改性剂1、粉煤灰64；所述聚苯乙烯泡沫改性剂由聚乙烯醇和VAE乳胶粉混合而成(也可以是聚乙烯醇、VAE乳胶粉、CMC、HPMC HEC、MC.中至少一种成分组成)；

改性膨胀珍珠岩含有的组分和配比(重量％)是：膨胀珍珠岩95、膨胀珍珠岩改性剂3、氢氧化钠2；所述膨胀珍珠岩改性剂为烷基二甲基(2-羟基-3-氯丙基)氯化铵，烷基的碳原子个数为18。

胶结料改性剂含有的组分和配比(重量％)是：高分子粘结剂60、引气减水剂20、粉煤灰激活剂20。

所述的胶结料由20％(重量)水泥和80％(重量)粉煤灰(或者80％水泥与20％石膏组成)。

所述的纤维是木质素纤维。

所述的聚苯乙烯泡沫颗粒是由聚苯乙烯发泡而成的颗粒，粒径为1～4mm。

所述的高分子粘结剂是纤维素醚和聚乙烯醇混合而成(也可以是纤维素醚、聚乙烯醇、VAE乳胶粉、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠中至少一种成分组成)。

所述的引气减水剂是木钙和松香酸钠组成(也可以是木钙、松香酸钠、OP、十二烷基硫酸钠、萘系高效减水剂、聚羧酸类高效减水剂中至少一种成分组成)。

所述的粉煤灰激活剂是纯碱和明矾石粉。

保温干粉砂浆的制备方法同于实施例1。

实施例3：保温干粉砂浆含有的组分和配比(重量％)是：胶结料80、改性聚苯乙烯泡沫颗粒9.8、改性膨胀珍珠岩10、胶结料改性剂、纤维0.2。

其中：改性聚苯乙烯泡沫颗粒由含有的组分和配比(重量％)是：聚苯乙烯泡沫颗粒20、聚苯乙烯泡沫改性剂8、粉煤灰72；所述聚苯乙烯泡沫改性剂由聚乙烯醇和VAE乳胶粉、CMC混合而成(也可以是聚乙烯醇、VAE乳胶粉、CMC、HPMC HECMC.中至少一种成分组成)；

改性膨胀珍珠岩含有的组分和配比(重量％)是：膨胀珍珠岩85、膨胀珍珠岩改性剂10、氢氧化钠5；所述膨胀珍珠岩改性剂为烷基二甲基(2-羟基-3-氯丙基)氯化铵，烷基的碳原子个数为9。

胶结料改性剂含有的组分和配比(重量％)是：高分子粘结剂45、引气减水剂30、粉煤灰激活剂25。

所述的胶结料由50％(重量)水泥和50％(重量)粉煤灰(或者50％水泥与50％石膏组成)。

所述的纤维是耐碱玻璃纤维。

所述的聚苯乙烯泡沫颗粒是由聚苯乙烯发泡而成的颗粒，粒径为1～4mm。

所述的高分子粘结剂是纤维素醚和聚乙烯醇、VAE乳胶粉混合而成(也可以是纤维素醚、聚乙烯醇、VAE乳胶粉、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠中至少一种成分组成)。

所述的引气减水剂是木钙和松香酸钠、十二烷基硫酸钠组成(也可以是木钙、松香酸钠、OP、十二烷基硫酸钠、萘系高效减水剂、聚羧酸类高效减水剂中至少一种成分组成)。

所述的粉煤灰激活剂是纯碱和明矾石粉。

保温干粉砂浆的制备方法同于实施例1。

Claims (10)

1.一种保温干粉砂浆，其特征在于该保温砂浆含有的组分和配比(重量％)是：胶结料55.0～90.0、改性聚苯乙烯泡沫颗粒3.0～10.0、改性膨胀珍珠岩2.0～18.0、胶结料改性剂1.0～15.0、纤维0.2～2.0；

其中：改性聚苯乙烯泡沫颗粒由组分和配比(重量％)是：聚苯乙烯泡沫颗粒5.0～35.0、聚苯乙烯泡沫改性剂1.0～15.0、粉煤灰50.0～90.0；所述聚苯乙烯泡沫改性剂是由聚乙烯醇、聚乙烯-酯酸乙烯酯乳胶粉、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素中至少一种成分组成；

改性膨胀珍珠岩含有的组分和配比(重量％)是：膨胀珍珠岩75.0～95.0、膨胀珍珠岩改性剂3.0～20.0、氢氧化钠1.0～5.0；所述膨胀珍珠岩改性剂为烷基二甲基(2-羟基-3-氯丙基)氯化铵；

胶结料改性剂含有的组分和配比(重量％)是：高分子粘结剂30.0～60.0、引气减水剂20.0～50.0、粉煤灰激活剂20.0～50.0。

2.根据权利要求1所述的保温干粉砂浆，其特征在于所述的胶结料由20-80％(重量)水泥和80-20％(重量)粉煤灰或者20-80％(重量)水泥与80-20％(重量)石膏组成。

3.根据权利要求1所述的保温干粉砂浆，其特征在于所述的纤维是聚丙烯纤维、木质素纤维、耐碱玻璃纤维中的一种。

4.根据权利要求1所述的保温干粉砂浆，其特征在于所述的聚苯乙烯泡沫颗粒是由废弃聚苯乙烯泡沫经破碎而成的颗粒或由聚苯乙烯发泡而成的颗粒。

5.根据权利要求4所述的保温干粉砂浆，其特征在于所述的聚苯乙烯泡沫颗粒的粒径为1～4mm。

6.根据权利要求1所述的保温干粉砂浆，其特征在于所述的烷基二甲基(2-羟基-3-氯丙基)氯化铵中的烷基的碳原子个数为8～18。

7.根据权利要求1所述的保温干粉砂浆，其特征在于所述的高分子粘结剂是由纤维素醚、聚乙烯醇、聚乙烯-酯酸乙烯酯乳胶粉、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠中至少一种成分组成。

8.根据权利要求1所述的保温干粉砂浆，其特征在于所述的引气减水剂是由木钙、松香酸钠、聚乙二醇辛基苯基醚、十二烷基硫酸钠、萘系高效减水剂、聚羧酸类高效减水剂中至少一种成分组成。

9.根据权利要求1所述的保温干粉砂浆，其特征在于所述的粉煤灰激活剂是纯碱和生矾石粉或纯碱和明矾石粉。

10.权利要求1所述的保温干粉砂浆的制备方法，其特征在于其步骤是：

(1)改性聚苯乙烯泡沫颗粒的制备：将所述的聚苯乙烯泡沫改性剂配成溶液，均匀喷洒在聚苯乙烯泡沫颗粒的表面，加入粉煤灰搅拌均匀制得；

(2)改性膨胀珍珠岩的制备：将所述的膨胀珍珠岩改性剂稀释至4～5％，加入氢氧化钠搅拌溶解，将溶液喷洒在膨胀珍珠岩上，在100～110℃下烘干制得；

(3)胶结料改性剂的制备：将所述的组分按所述的配比混合制得；

(4)将所述的胶结料、改性聚苯乙烯泡沫颗粒、改性膨胀珍珠岩、胶结料改性剂、纤维按所述的配比混合即制得保温干粉砂浆。