柔性保温腻子的研制

0 引言 目前,我国建筑节能保温推行的外保温系统主要有两类:膨胀聚苯(EPS)板薄抹灰外保温体系和胶粉聚苯颗粒外保温系统。其中EPS 板薄抹灰系统主要在我国严寒地区、寒冷地区和夏热…

0 引言
目前,我国建筑节能保温推行的外保温系统主要有两类:膨胀聚苯(EPS)板薄抹灰外保温体系和胶粉聚苯颗粒外保温系统。其中EPS 板薄抹灰系统主要在我国严寒地区、寒冷地区和夏热冬冷地区的建筑外保温工程中应用,而胶粉EPS 颗粒保温系统主要在我国夏热冬暖及温和地区的建筑物外墙外保温工程中应用。但是,目前所进行的大部分外保温工程还难以真正达到建筑节能规定的标准要求,在使用过程中甚至出现了表面开裂、空鼓、渗水、脱落等严重质量问题,这些问题与所选用的材料质量差、施工方法不合理以及材料的配套性等因素有关。
传统的外墙外保温技术主要由保温层和饰面层两大部分组成,其体系构造为:粘结砂浆+聚苯板/聚苯颗粒保温砂浆+抹面砂浆配合玻纤网格布+腻子层+饰面涂料层。众所周知,保温系统受太阳直射时,由于聚苯保温板热阻很大,会使防护层(抹面砂浆层)和饰面涂层中的热量很难通过热传导扩散,其表面温度在夏季可达60~80 ℃。如遇突降暴雨,温度急剧下降,温度变化可达30~50 ℃以上,由温差产生的应力极易引起防护层和饰面层产生裂缝,而且防护层和饰面层温度过高,会使聚苯板产生不可逆热收缩变形,也会造成防护层和饰面层的严重开裂。一旦表层开裂,将起不到防水作用,雨水或水汽将会顺着裂缝进入保温层及粘结砂浆层,引起保温板粘结强度下降,严重时发生系统脱落。
本文研究开发的柔性保温腻子代替外保温系统中的腻子层,通过层间柔性联结,减缓层间热传导,达到应力均衡,荷载均匀,系统增强了抗开裂性。优势互补,叠加增效的目的,使建筑节能向着科学、高效的方向健康发展。同时分析讨论了影响腻子制备、施工及涂层性能的各种因素。

1 实验部分
1.1 原材料及设备
弹性丙烯酸乳液、抗裂纤维、纤维素醚、各种保温材料、分散搅拌机等,均为国产。
1.2 配方及制备工艺
保温腻子配方见表1。
保温腻子配方
工艺:在配料缸中加入水、乳液、杀菌剂、抗裂纤维、纤维素醚,搅拌10 min 至均匀。然后在快速搅拌下慢慢加入轻质保温材料,高速搅拌20 min 后包装备用。
2 结果分析与讨论
2.1 保温材料对保温腻子性能的影响
选择不同保温材料,包括膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、海泡石、陶瓷微粉、硅藻土、中空微珠等制备保温腻子,比较涂层的抗裂性、柔性和导热系数。不同保温材料制备的腻子涂层导热系数见表2。
不同保温材料制备的腻子涂层导热系数
由表2 中结果知,膨胀珍珠岩、海泡石和陶瓷会引起涂层的开裂,原因是其吸水率较大。硅藻土和中空微珠的导热系数小,制备的涂层外观较好,但由于中空微珠价格较贵,因此在保温腻子中一般选用蛭石和硅藻土,具有较高的性价比。
2.2 保温材料用量的影响
本试验以硅藻土为保温材料,考察了其不同加量对柔性保温腻子涂层性能的影响,结果见表3。
硅藻土用量对保温腻子涂层性能的影响
由实验知,随着硅藻土用量增多,涂层的打磨性较好,但其柔性和粘结强度明显变差。本文选择硅藻土用量为30%,其涂层的综合性能较好。
2.3 乳液对保温腻子性能的影响
选择不同乳液作为保温腻子涂层的成膜物,其中A 为水泥乳液,B 为一般弹性乳液,C、D 为耐水型弹性乳液,分别用其配制柔性保温腻子,比较各涂层的性能。
乳液品种对腻子涂层性能的影响
由实验结果可知,用D 弹性乳液制备的保温腻子,其涂层的综合性能最好,因此本实验大部分成膜物质均选用该乳液。
2.4 乳液用量对保温腻子涂层性能的影响
以硅藻土为主要保温材料,研究了乳液不同用量对保温腻子涂层性能的影响。结果如表5 所示。
乳液用量对腻子层性能的影响
从表5 中数据可以看出,乳液用量少,干膜非常容易打磨,但柔性和粘结强度变差。乳液用量增加,其涂层的柔性和粘结强度变好,但很难打磨,而且大大提高了材料成本。本研究的柔性保温腻子中的乳液合适用量为腻子总量的10%左右,其涂层的综合性能较好。
2.5 不同硅藻土对保温腻子性能的影响
本研究中选择不同牌号的硅藻土品种来配制保温腻子,比较涂层性能,结果见表6。
不同牌号的硅藻土配制柔性保温腻子的性能比较
从表6 中结果可知,用4#硅藻土配制的柔性保温腻子,其涂层的各方面性能均较好。
2.6 纤维素醚对保温腻子施工性的影响
一般在配制腻子中加入适量的纤维素醚能调节腻子的黏度,改善施工性和保水性。本项目分别考察了羧甲基纤维素、甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素对腻子性能的影响。
纤维素醚对保温腻子施工性的影响
本实验选择羧甲基纤维素和甲基羟丙基纤维素复合使用,得到的柔性保温腻子施工性非常好,用批刀来回抹刮多遍涂层也基本上不会翘起。
2.7 性能检测结果
本文研制的柔性保温腻子样品,经国家涂料质量检测中心和国家建筑材料测试中心检测,检测结果如表8 所示。
柔性保温外墙腻子的主要技术指标(参照JG/T157—2004)
3 结语
经过实验研究可以得出以下实验结论。
(1) 保温腻子研制中,保温材料选择至关重要,因其吸水率不同,影响到保温腻子涂层的初期抗开裂性、柔性和导热系数。本项目选用30%的硅藻土和10%的弹性乳液,得到的保温腻子涂层具有良好的初期抗开裂性、柔性、粘结强度和较低的导热系数。
(2) 选择羧甲基纤维素和甲基羟丙基纤维素复合使用,得到的柔性保温腻子施工性非常好,批刀来回抹刮多遍涂层基本不会翘起。

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