松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料生产方法与应用.pdf

1、10申请公布号CN102417314A43申请公布日20120418CN102417314ACN102417314A21申请号201010292254722申请日20100927C04B20/00200601C04B20/06200601E04B1/7620060171申请人逄增彬地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区国民街10号A栋B座11楼72发明人刘永强逄增彬54发明名称松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料生产方法与应用57摘要本发明“松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料生产方法与应用”属于建筑保温隔热调温材料领域，目前在保温、节能建筑材料中，以发泡聚苯板EPS板、挤塑聚苯板XPS板为代表的保温材料难以满足

2、节能65的要求，且存在使用寿命短、防火性能差等缺点。本发明解决了如下技术问题1、使用寿命长与建筑物主体同寿；2、防火性强达到GB86212006要求的A级标准；3、耐候性强抗冻隔循环达50次。同时本发明具有调温功能，在白天室内环境温度过高时，会吸收环境中的热量，夜晚室内环境温度较低时，会向环境中释放热量，从而控制室内温度波动，减少空调与采暖系统的使用，节省能源可广泛应用于建筑物的墙体砌筑、墙面、屋面、地面的保温隔热等工程中。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书7页CN102417324A1/1页21一种松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料有如下技术特征1根据

3、室内外温度自动调温功能2燃烧性能A级3与建筑物主体同寿4抗冻隔循环50次2如权利要求书1所述一种松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料的生产方法3申请保护范围建筑物墙体砌筑，墙面、地面、屋面的保温、隔热工程。权利要求书CN102417314ACN102417324A1/7页3松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料生产方法与应用一、技术领域0001松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料，属建筑保温隔热调温材料领域，主要应用于建筑节能墙体、地面、屋面等方面。二、背景技术0002在我国已有的100亿M2的城乡建筑中，只有32亿M2的城市房屋可称得上节能建筑。全国每年竣工的20多亿M2建筑中，只有不到1亿M2建筑属于节能建筑，仅占3左右

4、。我国每平方米建筑采暖或制冷能耗约为发达国家的3倍。全国建筑使用能耗已占全国总能耗的275。目前我国正以空前的规模建造高耗能建筑。0003在社会需求持续增长和消费水平日益提高的今天，能源紧缺已成为制约我国经济和社会持续协调发展的重大课题。节约能源、降低能耗，特别是降低建筑能耗是摆在墙材生产企业面前一项义不容辞的艰巨任务。0004建筑节能工程已经成为每个建筑必须完成的重要内容，中国政府于2007年10月发布的节约能源法和即将发布的建筑节能管理条例都对建筑节能进行了明确规定。要求中国所有新建筑必须实施建筑节能措施，如没有节能措施的项目，不得开工、不得竣工验收、不得销售使用。0005中国建设部提出“

5、三步建筑节能规划”，即在1980年建筑能耗的基础上逐渐实现30、50、65，目前已经开始全面实施第二步节能要求，第一步节能也已在发达地区开始试点实施。到2020年，北方严寒、寒冷地区和经济发达地区及特大城市实现建筑节能65的目标。同时建设部提出，到2010年，既有建筑节能改造逐步开展，大城市完成改造面积25，中等城市达到15，小城市到到10；到2020年，北方严寒、寒冷地区和经济发达地区及特大城市实现绝大部分既有建筑完成节能改造。0006建筑围护结构的保温是建筑节能的一个重要方面，并且其地位也日益得到加强，在建筑围护结构的保温中，又以外墙外保温的发展最为迅速。常见的外墙保温技术大致可分为以下几

6、种外墙外保温、外墙内保温、三明治式夹心保温，以及采用空心砖、空心砌块等轻质墙体材料。由于外墙外保温技术具有能显著降低墙体的传热系数、消除热桥、防止内墙结露、保持室内气候平稳、保护建筑物外墙，延长建筑物使用寿命，以及为建筑物成其是老建筑物改造项目提供美观的外立面效果等特点，已逐步成为外墙保温的主流技术。目前，常用的保温材料在苯板EPS、XPS、硬质聚氨酯泡沫塑料、EPS颗粒只温砂浆等。0007在国外，特别是在欧洲、美国等地区外墙外保温在建筑业中得到了非常广泛的应用。例如美国，20世纪70年代从欧洲引入此项技术，并根据本国的具体气候条件和建筑体系特点进行了改进和发展。同样在上世纪70年代初的能源危

7、机期间，由于建筑节能的要求，外墙外保温及装饰系统在美国的应用不断增加，至二十世纪九十年代末，其平均年增长率达到了2025。至今此项技术在美国的应用也达四十多年之久，最高建筑达44层，并在美国南部的炎热地区和寒冷的北部地区均有广泛的应用，效果显著。0008目前，在我国，虽然节能环保建筑、节能技术得到了大力推广、在建筑规划及设计、说明书CN102417314ACN102417324A2/7页4节能环保建材、维护结构节能构造、节能法规等方面取得了一定成绩。国家先后制定了民用建筑节能设计标准采暖居住建筑部分、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准、建筑节能工程施工质量验收标准、地源热泵系统工程技术规范、外墙

8、外保温工程技术规程、建筑节能信息公示管理办法等，各地方也根据实际情况制定了相应的规法和管理办法，编制了相应的构造图集和规范。但是，绝大多数采暖地区围护结构的热功能都比气候和近的发达国家差许多，外墙的传热系数是他们的35至45倍，外窗为2至3倍，屋面为3至6倍，门窗的空气渗透为3至6倍。现在，欧洲国家住宅的实际年采暖能耗已普遍达到每平方米6升油，2005年在德国甚至已经出现了3升住宅，大约相当于每平方米13公斤标准煤。而在我国，达到节能50的建筑，它的采暖耗能每平方米也要达到125公斤，约为欧洲国家的3倍。0009目前国际上实现建筑节能的发展总趋势是开发新型保温、节能建筑材料。在保温、节能建筑材

9、料中，以发泡聚苯板EPS板、挤塑聚苯板XPS板为代表的保温材料在厚度限定时难以满足节能65的要求，且存在寿命短、防火性能差、外装饰受外界影响大等缺点。0010国内同类产品的种类、技术指标及缺点0011国内目前常用墙体保温系统是建立在以陶粒砖、混凝土砌块等为墙体，墙体外排保温层的复合保温形式，主要有二类0012第一类挤塑板聚苯板外墙外保温系统XPS。0013第二类聚苯板外墙外保温系统EPS。0014第一类挤塑板聚苯板外墙外保温系统XPS的施工方式及技术指标。0015施工方式为将切好的XPS板用专用粘结砂浆粘贴在外墙表面，并加尼龙锚栓固定，然后在保温板表面抹聚合物水泥砂浆，压入耐碱涂塑玻纤网格布或

10、钢丝网，最后在表面抹弹性抗裂腻子和涂料以期得到保温效果。0016XPS的技术指标0017XPS导热系数为0030WMK。0018抗拉强度为150300KPA。0019容重2540KGM3。0020耐火等级B2级0021抗冻隔循环15次0022XPS保温系统的缺点00231、XPS板本身的强度较高，从而造成板材较脆，不易弯折，板上存的的应力时应力集中，容易使板材损坏、开裂；00242、由于板表面光滑，在施工时需要界面处理，并进行拉毛。毛面板不在此列；00253、透气性差，几乎不透气，如果板两侧的温差较大，温度高很容易结露；00261、防火性能差，粘结面积率最低是40，易脱落，应充分考虑系统的耐久

11、性等因素，慎重选择材料生产厂和施工单位，并严格监控材料进场复验和对施工的全过程管理。0027第二类聚苯板外墙外保温系统EPS的施工方式及技术指标。0028施工方式为将切好的XPS板用专用粘结砂浆粘贴在外墙表面，并加尼龙锚栓固定，然后在保温板表面抹聚合物水泥砂浆，压入耐碱涂塑玻纤网格布或钢丝网，最后在说明书CN102417314ACN102417324A3/7页5表面抹弹性抗裂腻子和涂料以期得到保温效果。0029EPS的技术指标0030EPS导热系数为0011WMK0031抗拉强度为120160KPA0032容重1825KGM3。0033耐火等级B2级0034抗冻融循环15次0035EPS保温系

12、统的缺点00361、由于板材自身的性质问题，其强度不高，承重能力较低，外贴面砖时需要进行加强处理；00372、相对于XPS板吸水性高，如果有渗漏出现，板材很容易变质，使保温效果下降。00383、板材出厂时要经过段成熟期，需放置一段时间才可使用。如果熟化时间不足，板材的质量不能得到保证，施工后板材收缩，使系统开裂。00394、“有空腔”，后贴聚苯板薄抹灰做法来说，粘结最薄弱处是在聚苯板和聚苯板粘结剂的界面上，粘结面积率最低是40，一旦发生火灾，苯板下的空腔就成了“火”的最佳通道，由点到面到片，直至烧无可烧。00405增强网缺乏应有的耐久性，无论是玻纤网格布还是钢丝网都存在被腐蚀的危险。玻纤网格布

13、在碱性环境中，截面削弱，断裂强度降低；钢丝网因在潮湿环境中锈蚀而失去增强作用，从而造成高空坠落，造成极大安全隐患。0041上述材料种种缺点中，由于粘结面积率只有40，及材料本身易燃造成火灾隐患和高空坠落损害尤为巨大，而二者之中又以火灾隐患最为严重。20072008年，全国由保温材料引发的外墙火灾多达一万多起，其危害之大，触目心惊。其中影响最大最恶劣的是奥运会北大乒乓球馆火灾，不幸之中的万幸是没有影响奥运比赛，否则，后果不堪设想，曾被评为“当代世界七大建筑工程奇迹”的北京西直门“当代MOHA”也惨遭不幸新京报报道消防部门称系墙体保温夹层着火引起，未造成人员伤亡，据现场工人讲，火是从6层外墙保温夹

14、层中蹿出来的，烧到20多层，接着就听见噼里啪啦的碎玻璃声。火灾是工人在楼上焊接时，电焊火星落到保温板上所致。更让人心情沉重的的是济南奥体中心在08年两个月之内两次大火，让大家对济南奥体中心的安全打了个大问号，济南人甚至开始怀疑其能否顺利举办全运会。0042纵观多起火灾，外墙保温失火有两大特点一是蔓延速度极快。正在施工的工程一旦发生火情，在几分钟之内就可以从底层燃烧到十几层楼顶，等消防车赶到时，已经是火海一片、浓烟蔽口。二是燃烧隐匿在已经完工的装饰墙面内火星引燃保温层后是在夹层中燃烧，在外面只能看到裂缝或没有封闭严密的缝隙往外冒烟，却不知火燃烧在何处和到了哪个部位，错失最佳救火时机。0043为什

15、么会有如此多的外墙火灾火情发生呢其一是因为这两种做法均是采用EPS、XPS的裸板在现场粘贴或者塞排，这些材料的燃烧等级均为B2级，但从材质上它们都是有机物质，都是可燃的，所谓阻燃只是相对于普通材料来讲不容易燃烧，但并不是不燃烧。作为央视大楼同样使用类似材料，外界达到一定条件照样失火，其一是与空气或者说与氧气接触。作为传统薄抹灰系统，EPS板与墙体粘接面积按照国家规定为不小于40，剩余说明书CN102417314ACN102417324A4/7页660部分可以为空腔。因此在整个楼层很容易形成烟道效应，一旦底部某个部位燃烧，则火焰会迅速窜至楼顶，很难扑灭。元宵节“央视新配楼大火”外墙过火蔓延速度之

16、快，人员财产损失之惨重，可算高层建筑的巅峰之烧了，这也是央视大楼失火难救的原因之一。0044为了避免类似的悲剧重演，为了兼顾节能、防火的需要，控制和淘汰落后的节能产品技术以及即时推广应用节能节材、安会防火的新技术、新材料、新工艺已成为当务之急。0045为此，2009年9月25日，我国分安部会同住房和城乡建设部联合下发了公通字200946号关于印发民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定通知的文件，文件中明确规定民用建筑高度大于等于50米的，其保温材料的燃烧性能应为A级，高度大于等于24米的，其保温材料的燃烧性能应为A级或B1级，且采用B1级保温材料时，每两层应设置水平防火隔离带上述材料都属于有

17、机材料，其燃烧性能最多只能达到B1级，无法达到A级。0046该文件出台的同时也标志着现有的旧的墙体保温材料和技术已走到了末路，已无法满足国家的安全要求，而对强烈的市场需求，能满足国家安全要求的、新的替代型墙体节能保温材料的春大即将来临。三、发明内容00471、发明的目的0048为了克服现有保温材料，耐火等级低，易脱落等不足，本发明的松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料耐火等级达到A1级达到国家对耐火性能要求的最高等级；与主体建筑同寿，不存在脱落风险；抗冻融循环50次，达到我国严寒地区要求。00492、发明的技术解决方案00501松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料组成0051松脂岩、水镁石、82号微晶石腊、膨胀玻

18、化微珠、胶粉、动物性蛋白、甲酸钙、水泥。00522松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料的生产方法0053松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料配比松脂岩80KG、水镁石170KG、82号微晶石腊90KG、膨胀玻化微珠110KG、胶粉15KG、动物性蛋白10KG、甲酸钙05KG、水泥300KG。0054其生产工艺流程如下00550056利用酸性玻璃质松脂岩矿，经过筛选设备分筛后，通过热辐射进行表面水和结晶水恒温均衡脱水处理进行预热脱水，脱水后HJD20自控装置四次分级，在WDA型多级电加热管式玻化炉内经高温320条件下发生软化，形成粘稠状的酸性玻璃质体积迅速膨胀，体积膨胀后的玻璃体便可形成内部为多孔空腔类真空体结构，

19、并在连续瞬时320高温熔熔冷却状态下，使表面形成封闭性玻璃质薄壳的轻质球形颗粒膨胀玻化微珠，加入82号微晶石腊在膨胀玻化微珠表面形成包裹后进行封衣，然后在计量罐中加入添加剂水泥，经流混说明书CN102417314ACN102417324A5/7页7合上混砂浆混合机，形成有效的立体搅拌，利用干混砂浆中各种颗粒骨料作对流摩擦载体，三次充分搅拌后形成松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料成品。00573产品性能指标0058经国家建筑材料测试中心检测，产品性能如下0059006000614松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料用途0062把松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料应用于建筑领域，即将松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料储藏在多孔建筑

20、材料中，制成蓄能建筑墙体材料。这样当白天室内环境温度过高或红外线很强时，墙体的的松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料会熔化，吸收环境中的热量；反之，夜晚室内环境温度较低和红外线较弱时，墙体中的松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料会凝固，向环境中放热，从而控制室内温度波动，减少空调与采暖系统的使用，节省能源，松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料在建筑节能中的应用主要是把松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料与建筑围护结构结合，制成蓄能围护结构，用于建筑物室内温度的调控。松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料围护结构可以大大增加围护机构的蓄热作用，使建筑物室内和室外之间的热流波动幅度被减弱，作用时间被延迟，从而提高建筑物的温度温度自调节能力和改善室内

21、环境，达到节能和舒适的目的。00635与现有技术相比，松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料的有益效果0064目前建筑围护结构的保温是建筑节能的一个重要方面，并且其地位也日益得到加强。在建筑围护结构的保温中，又以外墙外保温的发展最为迅速，常见的外墙保温技术大致可分为以下几种外墙外保温、外墙内保温、三明治式夹心保温，以及采用空心砖、空心砌块说明书CN102417314ACN102417324A6/7页8等轻质墙体材料。目前在保温、节能建筑材料中，以发泡聚苯板EPS板、挤塑聚苯板XPS板为代表的保温材料在厚度限定时难以满足节能65的要求，且存在寿命短、防火性能差、易脱落、外装饰受外界影响大等重要缺点。松脂岩膨

22、胀玻化微珠蓄能材料与同类材料相比有着如下有益效果00651保温隔热节能效果好，松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料具有强度较高，当量导热系数小，蓄能系数大。用于墙体保温，有利于提高墙体的保温隔热和节能效果。00662安全防火、耐候性能佳。松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料属A级不燃材料。材料与墙体基层材质相近相融合，材料的柔韧性、抗裂性极好。这是避免墙体开裂和空鼓最根本的问题。松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料保温层与基层墙面粘结牢固，不空鼓、不开裂、抗风压、耐冲击、耐候性好。00673舒适环保性能好。松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料精选无毒、无味、无害的天然环保材料。在生产、施工和使用过程中，不会产生对环境的污染，具有透气

23、作用和温度调节作用，人居其中，冬季，不会产生闷气感，夏季，不会产生烘烤感，房屋通过保温隔热达到“冬暖、夏凉”，同时，本产品无辐射、隔音效果好等，有益于居住者的舒适健康。00684施要简便快捷。松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料工厂化生产，产品袋装运至工地。不需添加任何物品，只需加水搅拌均匀后，便可直接上墙施工，一次性达到抹平、保温、隔热的效果，施工后无需加水养护，自然干固即可，省时、省工、省料。由于保温层粘结牢固，光洁平整，呈自然灰白色，有利于饰面的施工，可在保温蓄热材料外面，贴瓷砖或粉刷涂料。00695使用寿命长。松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料，经耐候性实验未出现饰面层起泡、空鼓和脱落等现象，未产生渗水

24、裂缝。符合国家行业标准外墙外保温工程技术规程JGJI442004中的强制性指标要求。00706性价比优越，松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料综合性价比，均比市场其它保温体系节约2030成本。0071松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料使建筑节能，社会效益显著。同时，替代了苯板、挤塑板、聚胺酯保温板，在生产过程中，大量利用了石油化工原料，而且在施工过程中，避免了苯板燃烧放出有毒的苯蒸气，挤塑板放出有毒氯气，聚胺酯板放出氧化业氮有害气体等问题。所以，蓄热蓄能保温建筑砂浆是值得推广应用的极具市场潜力的环保绿色产品。四、具体实施方式00721、松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料实施方式0073一涂抹松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料0

25、0741拌料按松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料0075干混砂浆水1015质量，用机械搅拌均匀后待用。00762分层涂抹0077第一层压实、抹平，厚度内墙5MM，外墙11225MM，表面留毛面。0078当第一层形成初凝后涂抹第二遍，厚度内墙5MM，外墙11225MM，做找平处理，抹光面涂料装饰面或毛面瓷砖装饰面或干排。00793涂抹松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料的技术要领0080涂抹时应适度按压，以确保层与层之间能形成有效粘结。说明书CN102417314ACN102417324A7/7页90081第一次涂抹不收光，保证表面毛糙，第二层涂抹要在第一层未完全干燥前进行，确保粘结。0082二松脂岩膨胀玻化微珠蓄能材料浇筑墙体或砌块墙体的施工00831建筑物主体框架施工、验收完毕。按国家有关建筑规范达到国家标准。00842按施工要求可加入混凝工进行支模浇筑，可泵送实现垂直高度200米的远距离输送；或按设计要求加工的混凝工砌块进行砌筑。00853可锯、钴、钉、挂等，进行管线埋设。00861按施工要求进行墙体抹灰或进行墙体装饰。说明书CN102417314A