CN115095095A - 一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑工程技术领域，且公开了一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统，包括复合层，复合层包括墙体、砂浆找平层、保温层、腻子层、柔性光面腻子层、弹性封闭底涂层、反射隔热涂料层和反射隔热涂料饰面层，无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)使用粒径不同的无机保温骨料(玻化空心微珠、粉煤灰空心微珠和玻璃空心微珠)和有机保温骨料(泡沫聚苯颗粒)复合，使保温骨料颗粒间实现最好的密实堆积，使材料结构中大孔减少，小孔(孔隙)增多，这就能够在保证材料具有很低导热系数的同时，使之具有A级燃烧性能，大大提高阻燃性能。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统。
背景技术
随着生产力的快速发展，全球各国的工业化信息化不断加快，能源资源的消耗越来越高，其中有将近30％是由建筑能耗产生的，再加上建筑材料生产过程的消耗，建筑耗能在社会总耗能的占比达46％～47％，而我国正处在城市建设的高峰期，建筑节能已成为我国节能减排的重要领域之一。在我国经济高速发展的当下，可以通过以下四种有效方式来降低建筑能耗，以做好建筑节能工作：一是提高和改善建筑物的保温隔热性能；二是提高采暖、空调、照明等用能系统效率；三是合理利用新能源和可再生能源；四是加强用能设备系统的运行管理。而其中，加强建筑物的保温隔热性以减少建筑物的耗热量，这种方式最为有效，在我国建筑外墙外保温材料中一些可燃性的保温材料的使用相对较多，如模塑聚苯板和硬泡聚氨酯保温板，这类外保温材料存在着严重的防火安全性问题的隐患
为此，我们提出一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统。
发明内容
本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统，包括复合层，所述复合层包括墙体、砂浆找平层、保温层、腻子层、柔性光面腻子层、弹性封闭底涂层、反射隔热涂料层和反射隔热涂料饰面层，所述墙体的表面依次喷涂砂浆找平层、保温层、腻子层、柔性光面腻子层、弹性封闭底涂层、反射隔热涂料层和反射隔热涂料饰面层，所述保温层由胶粉料和保温隔热骨料混合制成，所述胶粉料包括重量比为140-160的水泥、15-21的粉煤灰空心微珠、7.5-17.5的凝聚硅灰、2.5-5.0的激发剂、0.5的甲基纤维素醚、0.5的聚丙烯纤维、3-7的可再分散聚合物粉末，所述保温隔热骨料包括：5-10.5的聚苯乙烯泡沫颗粒和55-80.5的玻化空心微珠。
进一步，将所述重量配比的胶粉料各组分称重后经过搅拌混合，经过0.6mm的方孔筛两道，再将过筛的胶粉料与配方比例的保温隔热骨料混合搅拌并加入水，加水搅拌后制成无极材包裹聚苯颗粒气凝胶复合材料拌合物。
进一步，所述水泥为海螺P.O 42.5级水泥。
进一步，所述粉煤灰空心微珠的粒径为0.1mm。
进一步，所述激发剂为硫酸盐和含钙化合物的混合物。
进一步，所述聚苯乙烯泡沫墨颗粒直径为2-5mm，堆积密度为12Kg/立方。
进一步，所述反射隔热涂料饰面层为仿花岗岩型、仿面砖型、真石漆型、拉毛型、平涂型其中任意一种，当反射隔热涂料饰面层采用平涂层工艺，施工中不需涂抹反射隔热涂料层。
有益效果
本发明提供了一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统。具备以下有益效果：
(1)、该一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统，无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)使用粒径不同的无机保温骨料(玻化空心微珠、粉煤灰空心微珠和玻璃空心微珠)和有机保温骨料(泡沫聚苯颗粒)复合，使保温骨料颗粒间实现最好的密实堆积，使材料结构中大孔减少，小孔(孔隙)增多，这就能够在保证材料具有很低导热系数的同时，使之具有A级燃烧性能，大大提高阻燃性能,通过气凝胶与凝聚硅通过某种工艺及方法对聚苯颗粒进行表层面实施包裹，使聚苯颗粒表面达到A级防水要求，使本发明的保温材料符合A级防水要求。
(2)、该一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统，无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)保温材料中气凝胶的适量添加，在不会明显影响其物理力学性能的情况下，能够使无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)的导热系数适当降低，但气凝胶的添加量、添加前的预处理和添加方式等都构成无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)的重要技术特征，是在保温胶泥的基础上进一步提高无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)的保温性能的关键所在，也成为本项目的又一创新点。
(3)、该一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统，与其他现场施工保温层的外墙外保温材料相比，根据无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)材料中保温隔热骨料粒径小，保温层表面的平整度高的特点，因而，当无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)材料在外墙外保温材料中应用时，能够取消普通外墙外保温材料中常见的以耐碱网格布复合抹面胶浆的防护抗裂层，而使用柔性好、抗裂性能强的轻质抗裂防水保温腻子代替普通柔性腻子，这种轻质抗裂防水保温腻子层中虽然不设置玻纤网，但由于轻质抗裂防水保温腻子层的厚度这种2mm以上，而且具有弹性，因而既能够为建筑反射隔热涂料提供良好的涂装基层，又能够起到抗裂防护的作用。这种创新简化了无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)的构造，缩短了施工时间，使系统具有更好的稳定性。
附图说明
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义。
图1为本发明复合层截面图；
图2为发明无粉煤灰空心微珠时有机-无机保温骨料比对耐火阻燃性能的影响；
图3为发明使用粉煤灰空心微珠时有机-无机保温骨料比对耐火阻燃性能的影响；
图4为发明添加粉煤灰空心微珠复合保温材料(温裂保)物理力学性能的变化；
图5为发明添加凝聚硅粉对复合保温材料(温裂保)物理力学性能的变化；
图6为发明气凝胶对无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)。
图例说明：
10、墙体；11、砂浆找平层；12、保温层；13、腻子层；14、柔性光面腻子层；15、弹性封闭底涂层；16、反射隔热涂料层；17、反射隔热涂料饰面层。
具体实施方式
实施例一，一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统，如图1-图3所示，包括复合层，复合层包括墙体10、砂浆找平层11、保温层12、腻子层13、柔性光面腻子层14、弹性封闭底涂层15、反射隔热涂料层16和反射隔热涂料饰面层17，墙体10的表面依次喷涂砂浆找平层11、保温层12、腻子层13、柔性光面腻子层14、弹性封闭底涂层15、反射隔热涂料层16和反射隔热涂料饰面层17，保温层12由胶粉料和保温隔热骨料混合制成，胶粉料包括重量比为140-160的水泥、15-21的粉煤灰空心微珠、7.5-17.5的凝聚硅灰、2.5-5.0的激发剂、0.5的甲基纤维素醚、0.5的聚丙烯纤维、3-7的可再分散聚合物粉末，保温隔热骨料包括：5-10.5的聚苯乙烯泡沫颗粒和55-80.5的玻化空心微珠，将重量配比的胶粉料各组分称重后经过搅拌混合，经过0.6mm的方孔筛两道，再将过筛的胶粉料与配方比例的保温隔热骨料混合搅拌并加入水，加水搅拌后制成无极材包裹聚苯颗粒气凝胶复合材料拌合物，水泥为海螺P.O 42.5级水泥，粉煤灰空心微珠的粒径为0.1mm，激发剂为硫酸盐和含钙化合物的混合物，聚苯乙烯泡沫墨颗粒直径为2-5mm，堆积密度为12Kg/立方，反射隔热涂料饰面层17为仿花岗岩型、仿面砖型、真石漆型、拉毛型、平涂型其中任意一种，当反射隔热涂料饰面层采用平涂层工艺，施工中不需涂抹反射隔热涂料层，整个混料中没有添加粉煤灰空心微珠时，无粉煤灰空心微珠时有机-无机保温骨料比对耐火阻燃性能的影响，在不使用粉煤灰空心微珠的情况下，要使无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)满足A级不燃的防火要求，无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)中所能够添加的聚苯颗粒数量很小，二者的质量比仅为1∶14。按照聚苯颗粒的密度为12.1kg/m3、玻化空心微珠的密度为116kg/m3计算，二者的体积比约为1∶1.5，当在无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)中使用粉煤灰空心微珠时，聚苯颗粒与玻化空心微珠的比将会明显降低，粉煤灰空心微珠在无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)中具有明显的耐火隔热作用，由于该添加剂的添加，使聚苯颗粒与玻化空心微珠的体积比由1∶1.5降低到1∶1.0以下。这种降低是很有意义的，因为在无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)中所能够使用的聚苯颗粒量越大，材料的保温隔热性能越好，浆料在施工时由于玻化空心微珠的体积小，破碎的量就越小，粉煤灰空心微珠能够提高无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)防火不燃性能的原因在于其圆球形的空心结构和玻璃化的薄壁外壳，降低了浆体中胶结料组分的密度和提高了隔热性能，这种经改善了的防火不燃浆体组分，在无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)中粘结了同样具有耐火和不燃性能的玻化空心微珠，二者所形成的“防火砂浆”，粘结聚苯颗粒并包裹在聚苯颗粒表面形成一层防火层，在耐火阻燃试验中使聚苯颗粒免受试验火焰的高温作用，无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)也就能够产生满足A级不燃耐火性能的要求,通过气凝胶与凝聚硅通过某种工艺及方法对聚苯颗粒进行表层面实施包裹，使聚苯颗粒表面达到A级防水要求，使该发明的保温材料符合A级防水要求。
实施例二，分别加入5、10、15、20重量比的粉煤灰空心微珠，如图4-图5所示，图4和图5中中表格中的结果说明，粉煤灰空心微珠的添加对无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)的干密度稍有影响，但不是很大。这说明粉煤灰空心微珠的添加使无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)的密实度增加了，也就是说，胶结料浆体硬化后本身的密度可能有所降低，但所增加的浆体有一部分填充了聚苯颗粒之间的间隙，因而整体上说无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)的密实度增大了，这种变化使保温浆体的均匀性得到改善，进而降低材料的导热系数，另一方面，在一定添加量下，粉煤灰空心微珠的添加对无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)的抗压强度和压剪粘结强度都有所提高，但可能有一个最大添加量，尚有待于进一步试验，图4中表格中各个无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)的抗压强度都不高，为此，使用能够显著激发水泥基材料活性的凝聚硅粉来提高抗压强度，结果如图4中表格显示，凝聚硅粉的添加，不但能够明显提高无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)的抗压强度，也能够使压剪粘结强度有所提高。这一试验结果，是符合凝聚硅粉在水泥基材料中的作用原理的。
实施例三，在无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)保温隔热材料中添加不同重量比的气凝胶，气凝胶对无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)导热系数影响的试验结果，如图6所示，在图6表格中中，气凝胶的添加量从1号至5号依次增大，可见，气凝胶对无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)材料导热系数的影响是很显著的。但添加气凝胶会产生两种不利影响。一是气凝胶价格昂贵，而是气凝胶的添加会显著降低无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)材料的物理力学性能。因而，其添加应该保持在一定的限度内。换言之，气凝胶在无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)材料中只能作为一种改善性能的添加剂，而不能作为主要材料使用。而对无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)材料主要性能(保温隔热性能和A级不燃性能)的实现，还是靠聚苯乙烯泡沫颗粒、玻化空心微珠和粉煤灰空心微珠以及凝聚硅灰等材料来实现的，无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)的施工和易性，在无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)中，由于各种骨料和材料颗粒之间的级配较好，拌合物的密实度高，同时由于玻化空心微珠、粉煤灰空心微珠、凝聚硅灰和气凝胶的添加，胶结料浆体数量多，因而材料的施工和易性极好。在试验过程中发现，拌合物的粘聚性好、触变性大，易于批涂、抹平等操作。这些易操作、施工性是胶粉聚苯颗粒无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)和无机保温砂浆所难以达到的，综合以上的试验结果及其分析可以知道，通过粉煤灰空心微珠的引入，在无机保温砂浆中能够添加较大体积的聚苯颗粒，而且所得到的这种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)除了具有所需要的A级不燃性能外，其导热系数也明显降低，物理力学性能相应提高，且拌合物的施工性非常好；通过气凝胶的添加，能够实现无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)材料具有较低的导热系数，无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)的体积系数是指单位体积无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)拌合物凝结硬化后的体积，一般认为胶粉聚苯颗粒无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)的体积系数在0.75～0.80之间，无机保温砂浆因为在拌制工程中导致的玻化微珠的破碎，体积系数较低，五机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)由于材料内部结构均匀，密实，体积系数较高，在0.85以上。体积系数高的直观效益就是同样数量的产品，施工相同厚度的保温层，所施工的面积更大。例如，若保温层的厚度设计为40mm，当体积系数为0.8时，则每立方米无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温材料(温裂保)在理论上能够施工25平方米，但实际上施工的面积只有20平方米。若体积系数为0.85，则施工的面积可以达到22.5平方米。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (7)
1.一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统，包括复合层，其特征在于：所述复合层包括墙体(10)、砂浆找平层(11)、保温层(12)、腻子层(13)、柔性光面腻子层(14)、弹性封闭底涂层(15)、反射隔热涂料层(16)和反射隔热涂料饰面层(17)，所述墙体(10)的表面依次喷涂砂浆找平层(11)、保温层(12)、腻子层(13)、柔性光面腻子层(14)、弹性封闭底涂层(15)、反射隔热涂料层(16)和反射隔热涂料饰面层(17)，所述保温层(12)由胶粉料和保温隔热骨料混合制成，所述胶粉料包括重量比为140-160的水泥、15-21的粉煤灰空心微珠、7.5-17.5的凝聚硅灰、2.5-5.0的激发剂、0.5的甲基纤维素醚、0.5的聚丙烯纤维、3-7的可再分散聚合物粉末，所述保温隔热骨料包括：5-10.5的聚苯乙烯泡沫颗粒和55-80.5的玻化空心微珠。
2.根据权利要求1所述的一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统，其特征在于：将所述重量配比的胶粉料各组分称重后经过搅拌混合，经过0.6mm的方孔筛两道，再将过筛的胶粉料与配方比例的保温隔热骨料混合搅拌并加入水，加水搅拌后制成无极材包裹聚苯颗粒气凝胶复合材料拌合物。
3.根据权利要求2所述的一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统，其特征在于：所述水泥为海螺P.O 42.5级水泥。
4.根据权利要求3所述的一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统，其特征在于：所述粉煤灰空心微珠的粒径为0.1mm。
5.根据权利要求4所述的一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统，其特征在于：所述激发剂为硫酸盐和含钙化合物的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统，其特征在于：所述聚苯乙烯泡沫墨颗粒直径为2-5mm，堆积密度为12Kg/立方。
7.根据权利要求1所述的一种无机材包裹聚苯颗粒气凝胶复合保温隔声系统，其特征在于：所述反射隔热涂料饰面层(17)为仿花岗岩型、仿面砖型、真石漆型、拉毛型、平涂型其中任意一种，当反射隔热涂料饰面层(17)采用平涂层工艺，施工中不需涂抹反射隔热涂料层(16)。
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