一种双组分复合保温砂浆的制作方法

本发明属于材料领域，涉及一种双组分复合保温砂浆。

背景技术：

气凝胶作为世界上最轻的固体，其导热系数可达到0.010w/(m·k)以下，为目前世界上导热系数最低的固体材料；同时，气凝胶具有自身不可燃，防火性能优异和憎水好的优点。气凝胶与增强纤维复合生产的气凝胶复合卷材和板材，常被用于建筑、工业管道及设备的绝热节能中。然而对于部分结构形状复杂的构件，气凝胶卷材或板材存在贴合度低、搭缝较大、复杂空间施工难的问题。因此，气凝胶保温砂浆应运而生。

近年来，不少报道提出将气凝胶作为填料制备保温涂料或砂浆的方案，应用于保温材料搭缝、有限空间或复杂构件的隔热节能。如以下专利cn201210373076、cn201510791346、cn201510011867、cn201710125936、cn201710359122都公开了将气凝胶粉体替代部分沙子或轻骨料(如硅藻土、粉煤灰等)，以提高砂浆的保温性能。现有技术中，气凝胶粉体作为保温填料，以“孤岛”结构分散于砂浆中，气凝胶粉体添加存在以下几个问题：(1)气凝胶粉体流动性较好，在混合分散过程中，气凝胶粉体容易逸散，添加量低；(2)气凝胶粉体低密度、比表面大且憎水，在水性砂浆中的分散难度大，分散量小；(3)为提高分散效果和添加量而加入分散剂、渗透剂等小分子添加剂，易破坏气凝胶微观结构，导致最终气凝胶砂浆的综合保温性能难以体现。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种双组分复合保温砂浆，不破坏气凝胶结构，大幅度提高了气凝胶的掺入比，降低了砂浆的密度，改善了砂浆的保温性能。

本发明提供了如下的技术方案：

一种双组分复合保温砂浆，包括干料组分和湿料组分，所述干料组分和湿料组分质量比为1:1.4-1.9，所述干料组分包含气凝胶颗粒。干料组分采用卧式双螺带混合机低速搅拌混合，湿料组分则采用高速分散机混合均匀。

优选的是，所述砂浆干密度≤600kg/m³，导热系数≤0.045w/(m·k)。

上述任一方案优选的是，所述干料组分和湿料组分质量比为1:1.4-1.9。

上述任一方案优选的是，所述干料组分和湿料组分质量比为1:1.4。

上述任一方案优选的是，所述干料组分和湿料组分质量比为1:1.6。

上述任一方案优选的是，所述干料组分和湿料组分质量比为1:1.9。

上述任一方案优选的是，所述干料组分包括以下重量份组分：3-20份气凝胶颗粒、0.3-2份无机胶凝材料、0.05-0.1份乳胶粉，堆积密度≤500kg/m³。

无机胶凝材料主要为水泥，具体包括普通硅酸盐水泥或白色硅酸盐水泥。

上述任一方案优选的是，所述干料组分包括以下重量份组分：3-20份气凝胶颗粒、0.3-2份无机胶凝材料、0.05-0.1份乳胶粉，堆积密度≤500kg/m³。

上述任一方案优选的是，所述干料组分包括以下重量份组分：5-18份气凝胶颗粒、0.8-1.5份无机胶凝材料、0.06-0.08份乳胶粉。

上述任一方案优选的是，所述干料组分包括以下重量份组分：3份气凝胶颗粒、0.3份无机胶凝材料、0.05份乳胶粉。

上述任一方案优选的是，所述干料组分包括以下重量份组分：5份气凝胶颗粒、0.8份无机胶凝材料、0.06份乳胶粉。

上述任一方案优选的是，所述干料组分包括以下重量份组分：18份气凝胶颗粒、1.5份无机胶凝材料、0.08份乳胶粉。

上述任一方案优选的是，所述干料组分包括以下重量份组分：20份气凝胶颗粒、2份无机胶凝材料、0.1份乳胶粉。

上述任一方案优选的是，所述气凝胶颗粒粒径为0.1-4.0mm、堆积密度为60-120g/l，导热系数为0.007-0.013w/(m·k)。

上述任一方案优选的是，所述气凝胶颗粒粒径为1-3mm。

上述任一方案优选的是，所述气凝胶颗粒粒径为0.1mm。

上述任一方案优选的是，所述气凝胶颗粒粒径为1mm。

上述任一方案优选的是，所述气凝胶颗粒粒径为3mm。

上述任一方案优选的是，所述气凝胶颗粒粒径为4mm。

上述任一方案优选的是，所述乳胶粉由可再分散性乳胶粉、eva乳胶粉、pva速溶胶粉中的一种或多种组成。

上述任一方案优选的是，所述湿料组分包括以下重量份组分：3-20份复合建筑乳液和3-20份水。

上述任一方案优选的是，所述湿料组分包括以下重量份组分：5-15份复合建筑乳液和5-15份水。

上述任一方案优选的是，所述湿料组分包括以下重量份组分：3份复合建筑乳液和3份水。

上述任一方案优选的是，所述湿料组分包括以下重量份组分：10份复合建筑乳液和10份水。

上述任一方案优选的是，所述湿料组分包括以下重量份组分：20份复合建筑乳液和20份水。

上述任一方案优选的是，所述复合建筑乳液由改性丙烯酸乳液、弹性丙烯酸乳液、防水丙烯酸乳液中的一种或多种组成。

有益效果

本发明提供一种双组分复合保温砂浆，本发明仅以颗粒状气凝胶为保温功能填料,大幅度提高了气凝胶的掺入比，降低了砂浆的密度≤600kg/m³，改善了砂浆的导热系数≤0.045w/(m·k)。采用无机胶凝材料、乳胶粉、建筑乳液的复合使用，提高了砂浆的强度。本发明所述砂浆可采用刮涂或喷涂工艺施工，可应用于建筑外墙、工业设备、阀门管件等复杂结构的保温。

本发明的双组分复合保温砂浆，基于气凝胶颗粒为保温功能性填料，气凝胶颗粒，由块状气凝胶粗碎、分级、选型而得，颗粒粒径0.1-4.0mm,可保留气凝胶宏观连续结构,减少基料的用量。选用气凝胶颗粒作为保温砂浆的唯一填料，具有以下优势：

(1)选用气凝胶颗粒，比重较大，不易逸散形成气溶胶，可很好的沉降分散于砂浆之中，分散添加量大大高于气凝胶粉体。

(2)本发明所述一种双组分复合保温砂浆气凝胶颗粒作为唯一的保温填料，粒径0.1-4.0mm的气凝胶颗粒具有一定的强度，可直接当砂石使用，提高复合砂浆的强度。

(3)气凝胶颗粒体积占比可高达95％，导热系数小于0.045w/(m·k)。相比市售的保温砂浆和加气块等，本发明所述复合保温砂浆憎水、不吸潮，隔热性能相对更稳定，不受外界湿度的影响，长期使用过程中，稳定性更好。

(4)本发明采用复合建筑乳液、无机胶凝材料、乳胶粉共混物作为基材，不存在小分子有机物对气凝胶结构进行破坏，同时采用双组分设计，比水性气凝胶保温涂料保存时间更长，性能更稳定。

附图说明

图1为本发明实施例1所述保温砂浆样品块表面形貌；

图2为本发明实施例1所述保温砂浆样品块表面疏水性；

图3为本发明实施例1所述保温砂浆样品块憎水性；

图4为本发明实施例2所述保温砂浆样品块断面形貌；

图5为本发明实施例2所述保温砂浆样品块弯曲性能。

具体实施方式

为了进一步了解本发明的技术特征，下面结合具体实施例对本发明进行详细地阐述。围绕本申请和现有技术的区别技术特征，尽可能多的提供实施例，增加授权概率。(比如可以通过本申请和现有技术的区别技术特征参数的改变或者缺失，导致结果的不同进行对比，从而证明本申请的创造性，最好有对比结果数据)

实施例1

保温砂浆将7kg(约5l)425#普通硅酸盐水泥、60l粒径0.35-1.0mm的气凝胶颗粒(为本公司生产的气凝胶中砂)，50g可再分散性乳胶粉加入到卧式双螺带搅拌机中均匀:转速60r/min，混合时间10min，即得本发明所述干料组分。湿料组分由15kg的水和3.0kg弹性丙烯酸乳液(固含量62％)组成：转速3000r/min，搅拌5min。调整卧式双螺带搅拌机转速为60r/min，缓慢加入湿料组分，搅拌60min，即得保温砂浆。施工后干燥砂浆块密度290kg/m³，采用双平板导热系数仪测得导热系数0.041w/(m·k)，采用万能材料试验机测得抗压强度0.23mpa。砂浆样块，表面经打磨平整后，表面疏水，可漂浮于水上。图1为本实施例保温砂浆样品块表面形貌图；图2为本实施例保温砂浆样品块表面疏水性图；图3为本实施例的保温砂浆样品块憎水性图。

实施例2

将7kg(约5l)标号为325#普通硅酸盐水泥、50l粒径0.1-1.0mm的气凝胶颗粒，50g可再分散性乳胶粉加入到卧式双螺带搅拌机，调整转速60r/min，混合时间10min，混合均匀后即得本发明所述干料组分。湿料组分由15kg的水和3.0kg弹性丙烯酸乳液(固含量62％)组成：转速3000r/min，搅拌5min。调整卧式双螺带搅拌机转速为60r/min，缓慢加入湿料组分，搅拌60min，即得保温砂浆。施工后干燥砂浆块密度310kg/m³，导热系数0.044w/(m·k)，抗压强度0.23mpa，本实施例所获得的样品块，柔性较好。图4为本实施例的保温砂浆样品块断面形貌图；图5为本实施例的保温砂浆样品块弯曲性能图；

实施例3

一种双组分复合保温砂浆，和实施例1相似，不同的是，气凝胶颗粒粒径为2-3mm。

实施例4

一种双组分复合保温砂浆，和实施例1相似，不同的是，气凝胶颗粒粒径为3-4mm。

实施例5

一种双组分复合保温砂浆，和实施例1相似，不同的是，乳胶粉为eva乳胶粉。

实施例6

一种双组分复合保温砂浆，和实施例1相似，不同的是，乳胶粉为pva速溶胶粉。

实施例7

一种双组分复合保温砂浆，和实施例1相似，不同的是，乳胶粉为可再分散性乳胶粉、eva乳胶粉、pva速溶胶粉的1:1:1的混合物。

实施例8

一种双组分复合保温砂浆，和实施例1相似，不同的是，复合建筑乳液具体为改性丙烯酸乳液。

实施例9

一种双组分复合保温砂浆，和实施例1相似，不同的是，复合建筑乳液具体为防水丙烯酸乳液。

实施例10

一种双组分复合保温砂浆，和实施例1相似，不同的是，复合建筑乳液具体为改性丙烯酸乳液、弹性丙烯酸乳液还是防水丙烯酸乳液的等体积混合物。

实施例3-实施例10制备的双组分复合保温砂在导热系数、憎水性、抗压强度等方面均表现出优异的性能，如表1所示。

表1实施例3-实施例10制备的双组分复合保温砂性能

以上实施例只对本发明具有示例性的作用，而不具有任何限制性的作用，本领域的技术人员在本发明的基础上做出的任何非实质性的修改，都应属于本发明的保护范围。