專利名稱：改性玻化微珠保溫隔熱砂漿及其制備方法
技術領域：
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本發明涉及保溫隔熱砂漿，具體涉及改性玻化微珠保溫隔熱砂漿及其制備 方法。
背景技術：
當今世界資源日趨緊張，政府正在加緊推進節能減排工作，不僅有利于對 環境的保護，而且有利于國家的可持續性發展，提高能源利用效率，還可以提
高我國在國際上的競爭力。作為建筑行業，其能耗約占社會終端能耗的20. 7%， 降低建筑能耗是節能工作中最重要的任務之一。目前墻體保溫用的保溫隔熱砂 槳，有采用有機物加工而成的，也有采用無機物加工而成。前者的防火性能差， 體積穩定性差易產生空鼓、開列等問題，致使后期保溫性能降低。而后者采用 膨脹珍珠巖，則這類保溫隔熱砂漿雖然較為穩定，但其吸水率高，砂漿再凝結 硬化過程中會因為失水而出現收縮，將會導致砂漿出現空鼓、開裂等問題。
近年來玻化微珠在保溫隔熱砂漿的應用有不少研究。所使用的玻化微珠， 品質差異大，價格有相差較大。目前建材市場上供應的玻化微珠，粒徑分布廣 (0.5 1.5mm)，吸水率范圍大(20% 50%，真空抽濾法)，導熱系數差異大 (0.0284 0.054W/m.K)。低品質的玻化微珠是指玻化率小于95%，成球率小 于80%，導熱系數大于0. 05W/m. K，使用低品質的玻化微珠導致使用該骨料同 級配合成的干粉砂漿的絕熱性能不穩定，導熱系數普遍高于0. 07W/m. K，嚴重 影響建筑節能工程質量。高品質玻化微珠產量低，價格偏高。
對于采用玻化微珠為原材料的隔熱(保溫)砂漿已有較多的研究報道，但 涉及玻化微珠的憎水改性方法，以及采用改性玻化微珠保溫隔熱砂漿，國內未 見相同的研究報道。國外較多利用膨脹珍珠巖砂漿與無機填料、纖維、聚合物、 添加劑等混合用于建筑保溫隔熱的報道。也有利用有機硅對膨脹珍珠巖表面進 行憎水處理，并作為建筑用保溫隔熱材料的報道。但涉及玻化微珠的憎水處理 方法，及采用改性玻化微珠的隔熱保溫砂槳，在國外也未見報道。
發明內容
本發明的目的在于對針對市場上常見的低品質的玻化微珠制備保溫砂漿 存在的缺陷，提供一種低成本實現利用低品質的玻化微珠制備保溫隔熱砂漿的 方法。并提供該方法制備的改性玻化微珠保溫隔熱砂漿。
本發明通過低品質的玻化微珠進行改性處理，實現降低吸水率，從而降低 保溫隔熱砂漿的導熱系數，其它物理性能不發生變化，然后將其應用于保溫隔 熱砂漿中，不改變砂漿的其他性能。對于同級配的保溫隔熱砂漿提高了保溫隔
熱性能，導熱系數控制在0.065￥/111.1(以下，從而穩定該砂漿產品的隔熱保溫質量。
本發明的目的通過如下技術方案實現
一種改性玻化微珠保溫隔熱砂漿的制備方法，其特征在于包括如下步驟和 工藝條件
(1) 低品質玻化微珠改性將有機硅憎水劑用水進行稀釋，憎水劑與水
的體積比為1:10 1:80,將稀釋的憎水劑均勻噴灑到低品質玻化微珠上；
(2) 烘干將憎水處理過的玻化微珠置于烘箱中烘干；
(3) 配制保溫隔熱砂漿將砂漿母料與改性玻化微珠按重量比為1:2 2:1 攪拌均勻，即制得改性玻化微珠保溫隔熱砂漿。
所述憎水劑均勻噴灑到玻化微珠上是通過噴霧器噴灑。
以重量百分比計，所述砂漿母料配比為
42.5R水泥 85 95°% 纖維素醚 0.5~2% 膠粉 2~5.5%
木質纖維 1 2.5。％
聚丙烯纖維0.2 0.5%
甲酸f丐 2 4.5%。 所述低品質玻化微珠是指玻化率小于95%，成球率小于80Q/^，導熱系數 大于0.035W/m.K的玻化微珠。
所述低品質玻化微珠的粒徑為0.5 1.5mm。 上述方法制備的改性玻化微珠保溫隔熱砂漿。 相對于現有技術，本發明具有如下優點和有益效果 (1)本發明利用低品質的玻化微珠進行機硅憎水劑改性，改性玻化微珠 的成本增加不足10%，改性后的價格仍低于高品質玻化微珠價格。如表l所
示，目前低品質玻化微珠市場價約為900元/fl屯，憎水后的成本約為983元/ 噸，仍低于目前巿場高品質玻化微珠市場價格(約為1100元/噸)。憎水工藝
如果在玻化微珠生產工藝上實現，可以借助于出爐高溫余熱實現干燥，可以大 大降低憎水成本。
表1玻化微珠改性成本估算
項目 元/噸
憎水劑成本(含20%損耗) 48
憎水工藝能耗(設備動力、烘干)成本 15
憎水人工成本 15
玻化微珠損耗成本 5
合計 83
(2) 以稀釋比為l:50的憎水劑為例，憎水處理之后(玻化微珠與稀釋后 的憎水劑溶液重量之比為5:1)，玻化微珠的導熱系數(0. 0495 W/m K)比未 經憎水處理的玻化微珠的導熱系數(0.0510 W/m'K)下降2.9%。改性的玻 化微珠保溫隔熱砂漿的導熱系數比未經改性處理的玻化微珠保溫隔熱砂漿的 導熱系數下降16.9%。
(3) 本發明若能夠在玻化微珠的生產線上直接添加憎水劑的噴霧裝置， 利用玻化微珠自身的熱量將憎水劑處理的玻化微珠烘干，則可進一步節約成 本。
圖1為實施例中玻化微珠吸水率曲線圖； 圖2為玻化微珠憎水處理技術工業化應用示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述，但本發明要求保護的范圍
并不局限于實施例表述的范圍。本實施例中玻化微珠的導熱系數用QTM-500
導熱系數儀測試，改性玻化微珠保溫隔熱砂漿的導熱系數采用TPMBE-300平板 導熱儀進行測定。
如圖2所示，在玻化微珠生產塔1上加上憎水劑溶液2的噴霧裝置，將憎 水劑溶液形成霧狀3噴到剛生產出來的玻化微珠上，生產線震動翻板4上不斷 的震動翻滾玻化微珠，使其被均勻噴灑憎水劑溶液，利用玻化微珠的余熱將憎 水的玻化微珠烘干。
實施例1
將砂槳母料與改性玻化微珠按1:2的重量比進行配比，加入適量水后用自
制電動攪拌器將其攪拌均勻。砂漿母料的配方如下42. 5R水泥91%;纖 維素醚0.5%;膠粉4%;木質纖維1.5%;聚丙烯纖維0.4%甲酸鈣
2. 6%。最后按規定制成300腿X300醒X30mra的砌塊，測試其導熱系數為0. 077 W/m K。未改性的玻化微珠的吸水率見圖1、表2。 實施例2
將FS305有機硅憎水劑與水按1:10的體積比進行稀釋，然后將其通過市 下牌噴霧器噴灑到低品質玻化微珠表面，該低品質玻化微珠的玻化率小于95 %，成球率小于80%，導熱系數大于O. 035W/m.K的玻化微珠。通過自制電動 攪拌器攪拌使其噴灑均勻。將憎水處理過的玻化微珠置于烘箱中，在105'C溫 度下烘烤6小時。將砂漿母料與改性玻化微珠按1:2的重量比進行配比，加入 適量水后用攪拌器將其攪拌均勻。砂漿母料的配方如下42.5R水泥87.3%;
纖維素醚1.3%;膠粉5.0%;木質纖維1.7%;聚丙烯纖維0. 4。％甲酸
鈣4.3%。最后按規定制成300腿X300腿X30mm的砌塊，以測試其導熱系數 為0. 067 W/m K。改性的玻化微珠的吸水率見圖1、表2。 實施例3
將FS305有機硅憎水劑與水按1:30的體積比進行稀釋，然后將其通過市 下牌噴霧器噴灑到低品質玻化微珠表面，通過自制電動攪拌器攪拌使其噴灑均
勻。將憎水處理過的玻化微珠置于烘箱中，在105。C溫度下烘烤6小時。將母 料與改性玻化微珠按1:1 (重量比)進行配比，加入適量水后用攪拌器將其攪
拌均勻。砂漿母料的配方如下42.5R水泥89%;纖維素醚1%;膠粉
5。％;木質纖維1%;聚丙烯纖維0. 3%甲酸鈣3.7%。再按規定制成300mm X300mmX30mm的砌塊，測試其導熱系數為0. 072 W/m K。改性的玻化微珠的 吸水率見圖1、表2。 實施例4
將FS305有機硅憎水劑與水按1:50的體積比進行稀釋，然后將其通過巿 下牌噴霧器噴灑到低品質玻化微珠表面，通過自制電動攪拌器攪拌使其噴灑均
勻。將憎水處理過的玻化微珠置于烘箱中，在105X:溫度下烘烤5小時。將母 料與改性玻化微珠按l:2(重量比)進行配比，加入適量水后用攪拌器將其攪拌
均勻。砂漿母料的配方如下42.5R水泥91%;纖維素醚0.5%;膠粉 4%;木質纖維1.5%;聚丙烯纖維0.4。％甲酸鈣2.6。％。再按規定制成
300醒X300mmX30腿的砌塊，以測試其導熱系數為0. 064 W/m K。改性的玻 化微珠的吸水率見圖1、表2。 實施例5
將FS305有機硅憎水劑與水按1:80的體積比進行稀釋，然后將其通過市 下牌噴霧器噴灑到低品質玻化微珠表面，自制電動攪拌器攪拌使其噴灑均勻。 將憎水處理過的玻化微珠置于烘箱中，在105"C溫度下烘烤5小時。將母料與 改性玻化微珠按2:1(重量比)進行配比，加入適量水后用攪拌器將其攪拌均
勻。砂漿母料的配方如下42.5R水泥93。％;纖維素醚1%;膠粉3%; 木質纖維1%;聚丙烯纖維0.4%甲酸轉1.6%。按規定制成300誦X 300誦 X30mm的砌塊，測試其導熱系數為0. 080 W/m K。改性的玻化微珠的吸水率 見圖1、表2。
表2為實施例1-5不同憎水劑稀釋比對應的玻化微珠的吸水率，與圖1 對應。如圖1及表2所示，經過本發明憎水處理制備的玻化微珠與未經憎水處 理的玻化微珠相比，吸水率由26.9%降低到19.8%以下，最低達到17%，吸水 率降低明顯。主要是由于低品質玻化微珠周圍包覆了一層憎水劑，致使玻化微 珠的吸水率下降。做成保溫隔熱砂漿時，其中憎水的玻化微珠吸水量比未憎水 處理的小，從而能夠降低玻化微珠保溫隔熱砂漿的導熱系數，提高了保溫隔熱 性能。
目前低品質玻化微珠市場價約為900元/噸，憎水后的成本約為983元/ 噸，仍低于目前市場高品質玻化微珠市場價格(約為1100元/噸)。憎水工藝 如果在玻化微珠生產工藝上實現，可以借助于出爐高溫余熱實現干燥，可以大 大降低憎水成本。本發明在成本增加不足10%的情況下，改性玻化微珠的價 格仍低于高品質玻化微珠，而用改性玻化微珠做成的保溫隔熱砂漿導熱系數比 未經改性的玻化微珠做成的保溫隔熱砂漿導熱系數下降16.9%,大大改善了 低品質玻化微珠的性能。
表2不同稀釋比的憎水劑對應的玻化微珠吸水率實施例吸水率備注
126.9%未經憎水處理
218. 6%憎水劑與水的體積比l:10
317. 8%憎水劑與水的體積比1:30
417.0%憎水劑與水的體積比l:50
519.8%憎水劑與水的體積比l::80
權利要求
1、一種改性玻化微珠保溫隔熱砂漿的制備方法，其特征在于包括如下步驟和工藝條件(1)低品質玻化微珠改性將有機硅憎水劑用水進行稀釋，憎水劑與水的體積比為1∶10～1∶80，將稀釋的憎水劑均勻噴灑到低品質玻化微珠上；(2)烘干將憎水處理過的玻化微珠置于烘箱中烘干；(3)配制保溫隔熱砂漿將砂漿母料與改性玻化微珠按重量比為1∶2～2∶1攪拌均勻，即制得改性玻化微珠保溫隔熱砂漿。
2、 根據權利要求1所述的改性玻化微珠保溫隔熱砂漿的制備方法，其特 征在于所述憎水劑均勻噴灑到玻化微珠上是通過噴霧器噴灑。
3、 根據權利要求1所述的改性玻化微珠保溫隔熱砂漿的制備方法，其特 征在于，以重量百分比計，所述砂漿母料配比為42.5R水泥 85~95% 纖維素醚 0.5 2% 膠粉 2 5.5% 木質纖維 1 2.5。％ 聚丙烯纖維0.2 0.5% 甲酸鈣 2 4.5%。
4、 根據權利要求1所述的改性玻化微珠保溫隔熱砂漿的制備方法，其特 征在于，所述低品質玻化微珠是指玻化率小于95%，成球率小于80%，導熱 系數大于0.035W/m.K的玻化微珠。
5、 根據權利要求4所述的改性玻化微珠保溫隔熱砂漿的制備方法，其特 征在于，所述低品質玻化微珠的粒徑為0.5 1.5mm。
6、 由權利要求1 5任一項所述方法制備的改性玻化微珠保溫隔熱砂漿。
全文摘要
本發明公開了改性玻化微珠保溫隔熱砂漿及其制備方法。其制備方法步驟如下(1)低品質玻化微珠改性將有機硅憎水劑用水進行稀釋，憎水劑與水的體積比為1∶10～1∶80，將稀釋的憎水劑均勻噴灑到低品質玻化微珠上；(2)烘干將憎水處理過的玻化微珠置于烘箱中烘干；(3)配制保溫隔熱砂漿將砂漿母料與改性玻化微珠按重量比為1∶2～2∶1攪拌均勻，即制得改性玻化微珠保溫隔熱砂漿。該方法能夠降低低品質玻化微珠的吸水率，同時又具有一定的保水率，降低隔熱保溫砂漿的導熱系數，生產工藝簡單，效果明顯，用低品質改性玻化微珠制成的保溫隔熱砂漿，經測試導熱系數既符合國標要求，同時又極大的降低了成本，使其更易推廣。
文檔編號C04B28/04GK101186475SQ200710031860
公開日2008年5月28日 申請日期2007年11月30日 優先權日2007年11月30日
發明者孟慶林, 寧 李, 李秀輝 申請人:華南理工大學