专利名称：一种外墙三合一保温材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑材料，尤其涉及一种建筑物外墙用的保温材料及其制备方法，属于建筑材料领域。
背景技术：
目前保温市场上采用聚苯板、密质聚苯板和保温砂浆(水泥混合聚苯颗粒)的保温材料在技术上都存在自身无法克服的缺陷和不尽如人意的部分。
聚苯板是从石油中提炼出的有机材料。受温度影响敏感，分子活动非常活跃。耐热温度只有70℃，经实验测得70℃时，48小时后尺寸变化率达到5％。中国东北地区冬季户外温度为-45℃～-20℃，南方地区夏季墙面温度最高可达到70℃～75℃。聚苯板材料受室外空气温度的剧烈变化，本性上就无法改变膨胀和翘曲，翘曲、开裂不可避免。所以使用聚苯板出现问题是必然的，出现问题的时间长短取决于粘结物体，通常选用纤维素醚和丙烯酸作为粘结体，混合水泥砂浆。这三种物质都有老化期和导热系数。既不能阻止聚苯板的翘曲、开裂，也会进一步加剧温度的传导。加之聚苯板施工上采用铆钉稳固上墙。这种施工方法使得聚苯板与墙面产生空鼓距离。存在距离的好处是在一定程度上对阻止了温度的向内传导。面临的问题是，一旦聚苯板翘曲，冷、热气流就进入空鼓距离，成为冷、热气流储存点，储存到一定值，内墙就成为桥体，破坏了室内的恒温环境。不能改变聚苯板的本性就不能解决翘曲、开裂的问题，这也是中外科学家在使用聚苯板上至今难以攻克的问题。作为聚苯板生产的主要原料苯乙烯和丁烷在燃烧时会产生大量的苯和一氧化碳等有害气体。一旦燃烧起来，人吸入该种有害气体，便丧失自救能力，最终丧命。中国的居住环境又相当密集，一旦产生燃烧，就会造成大面积的人员伤亡，使人民都生活在不安全的隐患中。聚苯为石油中的提取物，中国的保温材料均采用聚苯板，必会大量进口石油，进而引起世界性石油价格上涨；同时也会反过来导致聚苯板材料的昂贵。造成外汇大量的流失之外，如单独依靠聚苯板进行保温，造成全国的保温结果计划无法顺利实施，使保温政策无法贯彻始终，中途夭折。
保温砂浆仅由水泥加聚苯颗粒外加粘接剂混合而成。水泥的导热系数高到1-2w/m·k，包裹导热系数为0.042-0.043w/m·k的聚苯颗粒，所形成的水泥聚苯砂浆导热系数为0.095-0.098w/m·k。经由上海建委测试中心测试结果显示，现市场上使用保温砂浆导热系数在0.1-0.2w/m·k，根本不符合国家要求保温材料的导热系数在0.06w/m·k以下的规范。由于水泥的导热系数高，水泥黏结物间存在微传导。水泥黏结物间存在微传导即是指冷、热气流先在微距离中积聚，积聚开始时水泥还能像水流的过滤网一样产生一定阻隔效果，一定时间的积聚，墙体储存冷、热空气达到一定值，使内墙成为冷、热桥体，将冷、热气流导入室内，导致室外的冷、热气流传导进室内，最终破坏了室内空间的恒温条件。
现有保温材料不能真正达到保温要求。(以上海地区为例，二级节能要求达到55.6％的节能指标；北京地区三级节能要求达到65％)。随着国家节能事业的日益规范和完善，节能要求的普遍提高。现北京地区的节能要求规定达到节能65％。面对这一要求和标准的具体实施，现惯用的保温外墙体系，聚苯板、密质板将面临技术和施工上的实际问题聚苯板的导热系数为0.04w/m·k，密质板的导热系数为0.027-0.029w/m·k，密质板的导热系数虽好，但使用在高层建筑上其抗风压值就不能承受。水泥聚苯砂浆的导热系数在0.095-0.098，要达到65％的保温节能指标，厚度将厚至10或15cm。此种厚度将大大加重墙体的承重力，使建筑物的负载力加大。也有提出“三明治”法即用左右两边3cm的水泥聚苯砂浆中间夹聚苯板上墙。出现的问题首先是两边的水泥聚苯砂浆不能和聚苯板稳固结合，容易造成脱落的情况。又墙体为无机物，水泥聚苯砂浆为有机物，无机和有机两种物质不能很好结合，一旦脱落，将会造成人员伤亡，存在极大的安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种新的建筑物外墙保温材料。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术途径来实现的一种建筑物外墙保温材料，由以下重量份的组分组成酸化镁保温材料添加剂35-45份、膨胀珍珠岩55-65份、聚苯乙烯颗粒1.5-3.5份；优选的，各组分的重量份是酸化镁保温材料添加剂39份、膨胀珍珠岩58.5份、聚苯乙烯颗粒2.5份。
其中，所述的酸化镁保温材料添加剂可以通过商业途径购买得到(例如，可购自上海裕宸科技有限公司生产的商品名称为“双衡”牌保温材料)，也可通过以下方法制备得到按以下重量百分比称取各组分酸化镁粉剂52-54％，酸化镁晶格体25-35％，超微建材高效添加剂8-12％和植物纤维6-8％；将以上各组分均匀的混合在一起，即得。上述各组分的重量百分比优选为酸化镁粉剂54％，酸化镁晶格体30％，超微建材高效添加剂10％和植物纤维6％。
所述的酸化镁粉剂的制备方法如下将含镁率达到85％以上氧化镁矿石投掷在(5％强硫酸+95％清水)强酸溶液中浸泡，酸化后进行烧结、制成粉剂即为酸化镁粉剂。
所述的酸化镁晶格体的制备方法如下将含镁率达到75-85％以上氧化镁矿石投掷在(35％强硫酸+65％清水)强酸溶液中浸泡，酸化后通过180℃反应釜进行结晶，产生酸化镁晶格体。
所述的超微建材高效添加剂为专利号为ZL200310113325.2专利所公开的超微建材高效添加剂。
所述的植物纤维可为任意一种植物纤维，例如为稻草、麦杆、棉杆，或者将纸箱打浆后所得到的植物纤维，优选为棉杆纤维。
所述的膨胀珍珠岩包括闭孔膨胀珍珠岩和开孔膨胀珍珠岩。
所述的聚苯乙烯颗粒的制备方法如下将回收的废聚苯板粉碎后过60～80目筛即得。本发明采用回收的废聚苯板制成聚苯乙烯颗粒，经过将废聚苯板进行简单的处理加工，此举不仅可解决城市中存在的大量的白色垃圾污染，而且还由于聚苯乙烯颗粒本身具有优异的保温性能，将其加进本发明保温材料中能够大大提高材料的保温性能。
酸化镁粉剂中加入超微建材高效添加剂，超微建材高效添加剂随水分子的挥发增大内聚力，加大密集度，缩小体积，与酸化镁形成胶黏包裹体。在酸化镁胶黏包裹体中混合人少量的植物纤维，酸根进入到植物纤维，保证了纤维的不腐烂，同时中和了酸化镁的酸性，使整体物料改性为中性。
酸化镁晶格体呈玻璃状晶体(图1)，分子量小于水，能迅速融于水。晶格体如同氧化镁和氯化镁的晶结格，但具有不分散、不还原的强硬度。是由国家地矿部专家寻找可以产生晶格的地矿资源，采用三种以上的矿物质进行激配，用一种稳定性极好的矿物分子对一种活跃性极强的分子进行稳固，将原来微碱性的阳离子通过酸性转化为阴离子，两者结合为稳定相融体，再通过固体晶结法，3天形成初步晶结，7天晶结格基本完成，随着时间的延长，晶格体逐步加强，使酸性晶格体的强度达到硅酸水泥的强度和硬度。
酸化镁本身是粉剂，酸化镁、晶格体和高效添加剂合成极好的包裹材料，此三种物质能对膨胀珍珠岩等天然无机资源很好包裹。另可用包裹体包裹聚苯乙烯颗粒，聚苯颗粒的来自对城市废弃饭盒和包装废旧泡沫塑料的回收利用，解决城市白色污染转化为城市保温材料。保温材料中的高效添加剂有极强的渗透性，在坯刮浆料过程中，添加剂渗透进墙体，如同铆钉锁在墙上，物料与墙体形成无界面的结合。加之，保温浆料1000℃不燃，一旦房间出现火灾，更不会蔓延、波及到其他房间。
本发明充分利用膨胀珍珠岩的导热系数低的特性(0.055w/m·k)，利用搅拌过程将其由大颗粒转化为小颗粒，进而磨成粉末混合超微建材高效添加剂，以增强膨胀珍珠岩的黏度，形成一种中性的胶粘体，取代一部分酸化镁粉剂的用量，同时膨胀珍珠岩的无机物老化期极为漫长，磨成粉末后密实了聚苯颗粒的缝隙，两者更好黏合为一体，既增加了整体物料的抗压强度，又增强了物料的无机性，与墙面更好结合。
试验证实，本发明保温材料导热系数低，耐候性强，抗拉强度、抗风压值和抗冲击强度高，是一种性能优异的外墙保温材料。
本发明建筑物外墙保温材料的制备方法如下按以下重量份称取组分酸化镁保温材料添加剂35-45份、膨胀珍珠岩55-65份、聚苯乙烯颗粒1.5-3.5份；将上述各组分混合后，搅拌均匀即得。
本发明建筑物外墙保温材料的应用，包括将本发明保温材料与1-1.2倍的溶有防水剂的水溶液(防水剂与水的重量比1∶16)混合搅拌后，作为建筑物外墙的保温材料，按照常规方法进行施工(图2)。
中国幅员辽阔，根据气候条件可分为华东，东北，西南等地区。其中华东、西南地区属潮湿地带，潮湿度较大，且有梅雨季节，雨期持续时间长，在节能保温上属二类地区，节能需达56％以上。因此在此区域做建筑保温时，需同时考虑节能数据与潮湿度的影响。故在建筑保温砂浆的搅拌过程中加入防水添加剂(KL-205科乐高效防水系列，由成都兴隆化工有限公司生产，1kg混合16kg的水)，解决吸潮与防水问题，保证节能保温材料的质量。在此地区做建筑保温，保温层厚度约为2CM，在施工过程中保温砂浆的坯刮、干燥步骤完成后，需在外层继续坯刮0.3-0.4CM厚度的防水砂浆。防水砂浆干燥后可在其表面粘贴瓷砖或粉刷防水涂料，确保保温材料不受潮湿影响而降低性能，符合真正的保温节能标准。
图1酸化镁晶格体晶相图。
图2本发明保温材料的施工示意图。
具体实施例方式
以下通过实施例来进一步描述本发明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，决不限制本发明的范围。
实施例1按下述重量称取各组分(单位kg)酸化镁保温材料添加剂35(购自上海裕宸科技有限公司生产的商品名称为“双衡”牌保温材料)、闭孔膨胀珍珠岩61.5、聚苯乙烯颗粒3.5(聚苯乙烯颗粒的制备方法将回收的废聚苯板粉碎后过60～80目筛即得)；将上述各组分混合均匀，搅拌即得。
进行建筑物保温施工时，将所制备的保温材料与120kg防水液(该防水液由水与防水剂按照16∶1的重量比例配制而成，其中防水剂购自成都兴隆化工有限公司，商品名称为“KL-205科乐”高效防水剂)混合后，搅拌均匀，再按照常规方法进行建筑墙体保温施工。
实施例2按下述重量称取各组分(单位kg)酸化镁保温材料添加剂39(购自上海裕宸科技有限公司生产的商品名称为“双衡”牌保温材料)、开孔膨胀珍珠岩58.5、聚苯乙烯颗粒2.5(聚苯乙烯颗粒的制备方法将回收的废聚苯板粉碎后过60～80目筛即得)；将上述各组分混合均匀，搅拌即得。
进行建筑物保温施工时，将所制备的保温材料与100kg防水液(该防水液由水与防水剂按照16∶1的重量比例配制而成，其中防水剂购自成都兴隆化工有限公司，商品名称为“KL-205科乐”高效防水剂)混合后，搅拌均匀，再按照常规方法进行建筑墙体保温施工。
实施例3按下述重量称取各组分(单位kg)酸化镁保温材料添加剂45(购自上海裕宸科技有限公司生产的商品名称为“双衡”牌保温材料)、闭孔膨胀珍珠岩53.5、聚苯乙烯颗粒1.5(聚苯乙烯颗粒的制备方法将回收的废聚苯板粉碎后过60～80目筛即得)；将上述各组分混合均匀，搅拌即得。
进行建筑物保温施工时，将所制备的保温材料与120kg防水液(该防水液由水与防水剂按照16∶1的重量比例配制而成，其中防水剂购自成都兴隆化工有限公司，商品名称为“KL-205科乐”高效防水剂)混合后，搅拌均匀，再按照常规方法进行建筑墙体保温施工。
试验例本发明保温材料各项性能检测1.检测对象实施例1、2和3所制备的保温材料。
2.检测方法分别按照行业标准检测方法对保温材料的导热系数、抗拉强度、耐候性、抗风压值、抗冲击强度等性能进行检测，检测结果见表1。
3.检测结果表1本发明保温材料各项性能检测结果
检测结果表明，本发明保温材料具有优异的保温性能，其它各项性能的要求也完全符合国家对建筑材料的有关要求。
权利要求
1.一种建筑物外墙保温材料，由以下重量份的组分组成膨胀珍珠岩55-65份、聚苯乙烯颗粒1.5-3.5份和酸化镁保温材料添加剂35-45份。
2.按照权利要求1的保温材料，其特征是各组分的重量份是膨胀珍珠岩58.5份、聚苯乙烯颗粒2.5份、酸化镁保温材料添加剂39份。
3.按照权利要求1的保温材料，其特征是所述的膨胀珍珠岩为开孔膨胀珍珠岩或闭孔膨胀珍珠岩。
4.按照权利要求1的保温材料，其特征是所述的聚苯乙烯颗粒的制备方法如下将回收的废聚苯板粉碎后过60～80目筛，即得。
5.按照权利要求1的保温材料，其特征是所述的酸化镁保温材料添加剂按照以下方法制备得到按以下重量百分比称取各组分酸化镁粉剂52-54％，酸化镁晶格体25-35％，超微建材高效添加剂8-12％和植物纤维6-8％；将以上各组分均匀的混合在一起，即得。
6.按照权利要求5的保温材料，其特征是所述酸化镁保温材料添加剂各组分的重量百分比为酸化镁粉剂54％，酸化镁晶格体30％，超微建材高效添加剂10％、植物纤维6％。
7.按照权利要求5的保温材料，其特征是所述的所述的酸化镁粉剂通过以下制备方法制备得到将含镁率达到85％以上的氧化镁矿石投掷在强酸溶液中浸泡，酸化后进行烧结、制成粉剂即为酸化镁粉剂；所述的强酸溶液由强硫酸和水按照5∶95的体积比组成。
8.按照权利要求5的保温材料，其特征是所述的酸化镁晶格体的制备方法如下将含镁率达到75-85％以上氧化镁矿石投掷在强酸溶液中浸泡，酸化后通过180℃反应釜进行结晶，产生酸化镁晶格体；所述的强酸溶液由强硫酸和水按照35∶65的体积比组成。
9.一种制备权利要求1建筑物外墙保温材料的方法，步骤如下按以下重量份称取组分酸化镁保温材料添加剂35-45份、膨胀珍珠岩55-65份和聚苯乙烯颗粒1.5-3.5份；将上述各组分混合后，搅拌均匀即得。
10.权利要求1建筑物外墙保温材料的应用，包括将所述保温材料与1-1.2倍的溶有防水剂的水溶液混合搅拌后，作为建筑物外墙的保温材料按照常规方法进行保温施工。
全文摘要
本发明公开了一种新的建筑物外墙保温材料及其应用方法。本发明保温材料由以下重量份的组分组成膨胀珍珠岩55－65份、聚苯乙烯颗粒1.5－3.5份和酸化镁保温材料添加剂35－45份。试验证实，本发明保温材料导热系数低，耐候性强，抗拉强度、抗风压值和抗冲击强度高，是一种性能优异的外墙保温材料。
文档编号C04B16/08GK101088955SQ200610087370
公开日2007年12月19日 申请日期2006年6月12日 优先权日2006年6月12日
发明者刘贵堂 申请人:刘贵堂