一種膏狀蓄能納米絕熱外墻膩子及制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種以彈性丙烯酸乳液和VAE707乳膠復(fù)配為基料，以二氧化硅氣凝膠水性漿、海泡石纖維、石蠟定型相變蓄能材料、膨脹珍珠巖、空心玻璃微珠等為填料的膏狀蓄能納米絕熱外墻膩子，在混合助劑的配合下，通過制備15％二氧化硅氣凝膠水性漿、乳化石蠟漿、定型相變蓄能漿料及膏狀蓄能納米絕熱外墻膩子等工藝步驟制備得到的膏狀蓄能納米絕熱外墻膩子。具有施工薄層、柔性抗裂、高效隔熱、耐高低溫、耐水防滲、經(jīng)久耐用、施工簡便、性價比優(yōu)且綠色環(huán)保，適于推廣應(yīng)用。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種膏狀蓄能納米絕熱外墻膩子及制備方法
本專利技術(shù)涉及建筑保溫隔熱材料
，具體說是涉及到一種膏狀蓄能納米絕熱外墻膩子及制備方法。
技術(shù)介紹
眾所周知，大力發(fā)展綠色建筑，節(jié)能降耗、低碳環(huán)保是實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施。目前，我國建筑能耗已占社會總能耗的1/3，單位面積能耗比氣候條件接近的的發(fā)達國家高2-3倍，建筑供暖造成的空氣污染比發(fā)達水平高2-5倍，供熱采暖能耗占社會總能耗的10％，約1.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。我國既有建筑面積達400億m2，每年新增建筑面積30億m2,其中高能耗建筑占95％以上，為此國家將建筑節(jié)能指標(biāo)由50％提高到70％，大城市節(jié)能要求達到75％，并對既有建筑逐步進行節(jié)能改造，同時要兼顧冬季采暖與夏季空調(diào)的能源平衡，建筑節(jié)能材料具有廣闊市場。目前我國推行的EPS/XPS板薄抹灰外保溫系統(tǒng)，存在著防火性能低、并且為將來嚴(yán)重白色垃圾污染埋下了隱患；聚氨酯硬泡噴涂系統(tǒng)，防火性能差、存在著安全隱患；巖棉板強度低、吸濕性強，吸濕后保溫效果大幅度降低；聚苯顆粒保溫漿料和玻化微珠保溫砂漿因涂層厚、施工周期長、保溫效果差等原因淡出市場。幾年來的實踐證明：由于上述保溫系統(tǒng)存在保溫層厚、材料內(nèi)應(yīng)力大、尺寸穩(wěn)定性差、熱應(yīng)力造成的變形量大等缺陷，極易造成保溫層開裂，脫落，經(jīng)常造成安全事故。市場急需一種能夠替代傳統(tǒng)厚層保溫隔熱系統(tǒng)的綠色環(huán)保、安全薄層、保溫隔熱性能優(yōu)異、施工方便、性價比優(yōu)良的保溫隔熱材料，也是本領(lǐng)域急需完成的重要任務(wù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種綠色環(huán)保、安全薄層、保溫隔熱性能優(yōu)異、施工方便、性價比優(yōu)良的膏狀蓄能納米絕熱外墻膩子，同時也提供其及其制備方法。為了達到上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種膏狀蓄能納米絕熱外墻膩子，其各組份成分構(gòu)成如下；其中，上述定型相變蓄能漿料為膨脹珍珠巖吸附石墨烯改性乳化石蠟漿而成；上述纖維為海泡石纖維；上述二氧化硅氣凝膠水性漿為納米二氧化硅氣凝膠分散在水中的漿料；上述復(fù)配乳液是由自交聯(lián)彈性丙烯酸乳液與VAE707膠乳以3：1質(zhì)量比復(fù)配而成；上述空心微珠為空心玻璃微珠；上述混合助劑包括：以上各組份按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計。上述膏狀蓄能納米絕熱外墻膩子的制備工藝步驟如下：步驟一，制備二氧化硅氣凝膠水性漿，以下為質(zhì)量份：將0.5-1份分散劑、0.2-0.4份潤濕劑、0.2-0.5份消泡劑，0.5-1份穩(wěn)定劑、0.1-0.2份多功能胺助劑加入82-83份去離子水中，攪拌分散均勻，緩慢加入15份二氧化硅氣凝膠，分散均勻后超聲波振蕩0.5h，然后再研磨制備成的二氧化硅氣凝膠水性漿；步驟二,制備乳化石蠟漿，以下為質(zhì)量份：將48#石蠟20-30份、石墨烯粉0.02-0.03份加入水浴燒杯中，加熱至75-80℃使石蠟熔融，高速攪拌均勻；加入Span-602-4份、OS-154-6份、甘油1-2份，攪拌均勻；在600r-800r/min轉(zhuǎn)速下滴加70-74℃的水10份，然后呈細(xì)流加入48-63份70℃溫水，再室溫攪拌10min；步驟三，定型相變蓄能漿料的制備，以下為質(zhì)量份：將50-60份膨脹珍珠巖加入反應(yīng)釜中，80r/min攪拌，中速抽真空20min，負(fù)壓為0.05-0.06MPa，關(guān)閉抽真空閥并打開液料閥，將乳化石蠟漿200-250份加入反應(yīng)釜內(nèi)，加完后關(guān)閉進料閥，抽真空，負(fù)壓為0.09-0.1MPa，攪拌速度調(diào)至120r/min，反應(yīng)30min，關(guān)閉真空泵，打開加料孔，卸料、包裝；步驟四，膏狀蓄能納米絕熱外墻膩子的制備，以下為質(zhì)量份：將定型相變蓄能漿料20-30份、混合助劑3-5份加入分散釜中，攪拌勻后加入海泡石纖維3-5份、氣凝膠水性漿30-45份,中速分散20min至均勻，變低速攪拌，加入復(fù)配乳液20-30份、空心微珠5-10份，攪拌20min，成均勻膏狀體，計量包裝。本專利技術(shù)配方采用的各組分特點是：所述二氧化硅氣凝膠水性漿是一種保溫隔熱性能優(yōu)秀的輕質(zhì)納米多孔非晶固體材料，其孔隙率高達80-99％，孔洞的典型尺寸為2-50nm，平均孔徑為20nm,比表面積為600-1000m2/g，表觀密度為0.003-0.35g/cm3,室溫導(dǎo)熱系數(shù)低達0.013W/(m.k),在800℃高溫下，其導(dǎo)熱系數(shù)0.043W/(m.k),高溫下不分解,無有害氣體放出，是純綠色環(huán)保材料二氧化硅氣凝膠水性漿的隔熱保溫原理：(1)固體熱傳導(dǎo)：以納米/亞納米級空心結(jié)構(gòu)材料為填料的膩子中，在粘結(jié)劑的作用下，相互連接聚集形成相變蓄能納米三維網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)。由于近無窮多納米孔的存在，固體熱傳遞只能沿著孔壁傳遞，近無窮多氣孔壁構(gòu)成了近于“無窮長路徑”效應(yīng)，使得固體熱導(dǎo)率降到幾乎最低極限。(2)對流熱傳導(dǎo)：SiO2氣凝膠的介孔尺寸為2-50nm，當(dāng)材料中的氣孔直徑小于70nm時，孔內(nèi)的空氣分子就失去了自由流動的能力，相對地附著在氣孔壁上，此時，納米孔處于近似真空狀態(tài)，材料中的空氣對流減弱到最小極限。由于空氣的主要成分是氮氣和氧氣，局域熱激發(fā)無法通過空氣分子跨越凝膠表面進行對流作用，從而對熱對流傳熱產(chǎn)生隔絕作用；亞納米級封閉微孔內(nèi)的空氣分子雖有自由流動能力，但因體積中所占比例較少，因此對流熱傳導(dǎo)也很微弱。(3)輻射熱傳導(dǎo)：輻射傳導(dǎo)熱是一種非接觸式的熱量傳遞。由于隔熱填料為均勻的納米/亞納米級氣孔，且具有極低的體積密度，使材料內(nèi)部氣孔壁數(shù)目趨于“無窮多”，而每個氣孔壁都有遮陽板的作用，從而產(chǎn)生近于“無窮多遮陽板”效應(yīng)，使輻射傳熱下降到最低極限。所述定型相變蓄能漿料；石蠟是固-液相變材料，固—液相變材料在發(fā)生相變時產(chǎn)生液體，液體泄露易造成周圍環(huán)境的污染腐蝕或體積的變化。因此，對固—液相變材料需要進行定型封裝改性后才能使用。本定型相變蓄能漿料由膨脹珍珠巖吸附石墨烯改性石蠟構(gòu)成，膨脹珍珠巖是以珍珠巖為原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)、瞬間膨脹而成的輕質(zhì)多孔材料，其顆粒表面開孔、內(nèi)部呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，因此吸水率達到65％。48#石蠟熔點為50℃，相變潛熱205J/g，性能穩(wěn)定，無腐蝕性，價格便宜，無過冷及析出現(xiàn)象，并有一定的抗張強度、粘結(jié)強度、柔韌性、憎水密封性，但熱傳導(dǎo)性差、抗壓強度低。石墨烯是一種從石墨材料中剝離出的單層碳原子面材料，是碳的二維結(jié)構(gòu)，硬度超過鉆石，同時又像橡膠一樣可以伸展。石墨晶體薄膜的厚度只有0.335納米，是目前最纖薄、電阻率最小卻也是最堅硬的納米材料，是一種優(yōu)秀的化學(xué)穩(wěn)定劑，擁有高能量密度、高能效、阻燃效應(yīng)。導(dǎo)熱系數(shù)高達5300W/(m·K),對紅外線反射率達98％、紫外線反射率達85％。用石墨烯對石蠟進行改性，可大幅度提高石蠟的熱傳導(dǎo)性，增強抗壓強度、阻燃性。膨脹珍珠巖吸附改性石蠟以后，由于表面開孔全部被防水性好的石蠟封堵，內(nèi)部仍為蜂窩狀亞納米級空心結(jié)構(gòu)，其吸水率大幅度降低到5.4％，并具有優(yōu)良隔熱保溫性能。膨脹珍珠巖吸附飽和后剩余的少量乳化石蠟，在制備膩子過程中又被海泡石纖維多孔結(jié)構(gòu)吸附。定型相變蓄能材料的保溫隔熱原理：固-液相變儲能材料具有一定的相變潛熱，48#石蠟的熔點溫度為50℃,相變潛熱為205j/g。在高溫季節(jié)，建筑圍護結(jié)構(gòu)因吸收太陽光的輻射熱，普通墻體的外表面溫度可達到70℃以上。當(dāng)白天氣溫上升達到或超過48#石蠟的熔點以后，石蠟由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，吸收墻體的輻射熱并將熱能儲存起來，導(dǎo)致絕熱膩子層導(dǎo)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種膏狀蓄能納米絕熱外墻膩子，其配方各組份成分構(gòu)成如下；其中，上述定型相變蓄能漿料為膨脹珍珠巖吸附石墨烯改性乳化石蠟漿而成；上述纖維為海泡石纖維；上述二氧化硅氣凝膠水性漿為納米二氧化氣凝膠分散在水中的漿料；上述復(fù)配乳液是由自交聯(lián)彈性丙烯酸乳液與VAE707膠乳以3：1質(zhì)量比復(fù)配而成；上述空心微珠為空心玻璃微珠；上述混合助劑包括：以上各組份及成分的比例均按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種膏狀蓄能納米絕熱外墻膩子，其各組份成分構(gòu)成如下；其中，上述定型相變蓄能漿料為膨脹珍珠巖吸附石墨烯改性乳化石蠟漿而成；上述纖維為海泡石纖維；上述二氧化硅氣凝膠水性漿為納米二氧化硅氣凝膠分散在水中的漿料；上述復(fù)配乳液是由自交聯(lián)彈性丙烯酸乳液與VAE707膠乳以3：1質(zhì)量比復(fù)配而成；上述空心微珠為空心玻璃微珠；上述混合助劑包括：以上各組份按質(zhì)量份數(shù)計。2.制備如權(quán)利要求1所述膏狀蓄能納米絕熱外墻膩子制備方法，其工藝步驟如下：a.制備二氧化硅氣凝膠水性漿，以下為質(zhì)量份：將0.5-1份分散劑、0.2-0.4份潤濕劑、0.2-0.5份消泡劑，0.5-1份穩(wěn)定劑、0.1-0.2份多功能胺助劑加入82-83份去離子水中，攪拌分散均勻，緩慢加入15份二氧化硅氣凝膠，分散均勻后超聲波振蕩0.5h，然后再研磨制備成的二氧化硅氣凝膠水性漿；b.制備乳化石蠟漿，以下為質(zhì)量份：將48#石蠟20-30份、石墨烯粉0.02-0.03份加入水浴燒杯中，加熱至75-80℃使石蠟熔...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉成樓，劉昊天，隗功祥，
申請(專利權(quán))人：北京虹霞正升涂料有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11