外墙内隔热保温的酚醛－石膏围护构件材料.pdf

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种外墙内隔热保温的酚醛－石膏围护构件材料。本发明公开了一种外墙内隔热保温的酚醛－石膏围护构件材料，其特征在于其包含硬质酚醛泡沫层、纤维增强的石膏层和粘结剂层，粘结剂层位于硬质酚醛泡沫层和石膏层中间。本发明所述酚醛－石膏围护构件材料是集导热系数最低、不燃、强度高、自重轻、吸音、防水等多项优势于一体的新型环保墙体材料。

1.  一种外墙内隔热保温的酚醛-石膏围护构件材料，其特征在于其包含硬质酚醛泡沫层、纤维增强的石膏层和粘结剂层，粘结剂层位于硬质酚醛泡沫层和石膏层中间。

2.  如权利要求1所述的酚醛-石膏围护构件材料，其特征在于所述粘结剂层中，粘结剂包含下列重量比的组分：
水                    30～50％
极性水基乳液          20～50％
功能性填料            3～20％
保水增稠剂            2～5.0％
防缩流平剂            1～7％
分散剂                1～2.5％
渗透剂                0.8～2.0％
消泡剂                1～3.0％
防霉杀菌剂            0.1～1.0％。

3.  如权利要求2所述的酚醛-石膏围护构件材料，其特征在于所述极性水基乳液为乙烯-醋酸乙烯水基乳液、或环氧改性丙烯酸水基乳液。

4.  如权利要求2所述的酚醛-石膏围护构件材料，其特征在于所述分散剂为C₁₆～C₁₈脂肪醇聚氧乙烯(10，20)醚、脂肪醇聚氧乙烯甲基硅烷、或亚甲基双萘磺酸钠。

5.  如权利要求2所述的酚醛-石膏围护构件材料，其特征在于所述渗透剂为C₁₂脂肪醇聚氧乙烯(3，7)醚、或烷基酚聚氧乙烯醚。

6.  如权利要求2所述的酚醛-石膏围护构件材料，其特征在于所述保水增稠剂为甲基羟丙基纤维素醚、或淀粉醚。

7.  如权利要求2所述的酚醛-石膏围护构件材料，其特征在于所述功能性填料为普硅42.5水泥、或粉煤灰。

8.  如权利要求2所述的酚醛-石膏围护构件材料，其特征在于所述消泡剂为：丙烯酸共聚体-醋酸乙烯共聚体。

9.  如权利要求2所述的酚醛-石膏围护构件材料，其特征在于所述消泡剂为丙烯酸共聚体-醋酸乙烯共聚体。

10.  如权利要求2所述的酚醛-石膏围护构件材料，其特征在于所述防霉杀菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵。

11.  权利要求1-10中任一项所述的酚醛-石膏围护构件材料

外墙内隔热保温的酚醛-石膏围护构件材料
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种外墙内隔热保温的酚醛-石膏围护构件材料。
背景技术
在全世界能源消耗中，由于建筑能耗的比例较高，一般占总能耗的30％～40％，故世界各国都将建筑节能列为节能工作的重点之一。据统计，我国目前的建筑能耗为发达国家的三倍左右，已引起政府部门的高度关注。
隔热保温材料属绝热材料，是保温、保冷材料的总称。通常依据其构成，主要分为两大类：有机材料和无机材料。保温材料是实现节能的物质基础，发展保温材料是节能降耗的重要措施。开发新型隔热保温材料不仅要符合环保(绿色)标准的要求，同时要求这种材料是具有保温隔热、防水、防火等综合性能于一体的复合材料。
近来，已涌现多种技术方案涉及建筑物围护结构的隔热保温措施，其中外墙保温和装饰系统(EIFS)是集隔热保温、隔音、装饰等效果为一体的轻质环保型非承重性外围护建筑墙体系统。
目前，普遍使用的有机类隔热保温材料中，主要有聚苯乙烯泡沫材料、聚氨脂泡沫材料等，这类材料的导热系数低，质地轻，但易燃，阻燃实施难且阻燃成本高，防火和安全隐患已成为上述有机材料的致命之处。
当前，普遍使用的无机类隔热保温材料中，主要有矿渣棉、岩棉、玻璃棉、泡沫玻璃、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩(玻化微珠)等，这类材料多为不燃物，安全系数高，但它们与有机材料相比，导热系数偏高，使用效果不够理想。
因此，有机无机复合隔热保温材料逐渐成为隔热保温材料的发展趋势。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用工业化规模制造的外墙内隔热保温的酚醛-石膏围护构件材料，使用这种围护构件材料可避免目前保温工程需经过多道现场施工工序、从而易引发施工质量事故的弊端。
为此，本发明公开了一种外墙内隔热保温的酚醛-石膏围护构件材料，其特征在于其包含硬质酚醛泡沫层、石膏板层和粘结剂层，粘结剂层位于硬质酚醛泡沫层和石膏板层中间，
其中，所述粘结剂层中，粘结剂包含下列重量比的组分：
水                    30～50％
极性水基乳液          20～50％
功能性填料            3～20％
保水增稠剂            2～5.0％
防缩流平剂            1～7％
分散剂                1～2.5％
渗透剂                0.8～2.0％
消泡剂                1～3.0％
防霉杀菌剂            0.1～1.0％。
在一实施例里，所述极性水基乳液为：乙烯-醋酸乙烯水基乳液、或环氧改性丙烯酸水基乳液。
在一实施例里，所述分散剂为：C₁₆～C₁₈脂肪醇聚氧乙烯(10，20)醚、脂肪醇聚氧乙烯甲基硅烷、或亚甲基双萘磺酸钠。
在一实施例里，所述渗透剂为：C₁₂脂肪醇聚氧乙烯(3，7)醚、或烷基酚聚氧乙烯醚。
在一实施例里，所述保水增稠剂为：甲基羟丙基纤维素醚、或淀粉醚。
在一实施例里，所述功能性填料为：普硅42.5水泥、或粉煤灰。
在一实施例里，所述消泡剂为：丙烯酸共聚体-醋酸乙烯共聚体。
在一实施例里，所述防霉杀菌剂为：十二烷基二甲基苄基氯化铵。
在一实施例里，所述防缩流平剂为：高沸点芳烃、酮、酯的组合物(BYKETOL-OK)。
通过对酚醛树脂及其制品的研究，发现它们具有突出的难燃、低烟、低毒性能，所开发出的酚醛泡沫制品具有优异的节能保温功能和优异的阻燃性能。
硬质酚醛泡沫材料性能：
绝热
酚醛泡沫由于导热系数低(0.018～0.032W/mk)，相比传统的保温材料如矿棉、岩棉、玻璃棉(0.043～0.052W/mk)及膨胀珍珠岩(0.065～0.083W/mk)，其节能保温性能高约一倍，酚醛泡沫导热系数与聚氨酯(PU)泡沫相当，优于聚苯乙烯(PS)泡沫(0.035～0.044W/mk)，人们公认其节能保温性能居于所有保温材料之首，而被称为“保温王”。
隔音
与其他绝热材料相比，酚醛泡沫同时具有隔音功能。
难燃
酚醛泡沫是一种新型难燃、低烟材料，其最突出的特性是难燃，它的氧指数可达50，在焊枪1600℃的火焰下不燃烧、不熔融、不变形、无滴落，
低烟低毒
聚氨酯泡沫的最大烟密度为74％，而酚醛泡沫的最大烟密度仅为5％。酚醛泡沫在高温分解时，只产生氢、碳和氧的构成物，除少量二氧化碳外，没有任何有毒气体产生。
使用温度范围广
酚醛泡沫在低温(-196℃)下不发生冷缩、冷脆，其机械强度基本不变，在高温(130℃)时连续受力的情况下，还可保持室温强度的90％，所以在-196℃至130℃的温度范围内可长期使用，其短时间的耐热温度达200℃。
耐腐蚀老化
酚醛泡沫除不耐强碱外，能耐所以无机酸、有机酸、有机溶剂和盐类的侵蚀。
防水防湿
酚醛泡沫可具有良好的闭孔结构，吸水率低，防水蒸汽渗透能力强，在保冷时不会出现结露。
石膏：
石膏在土木工程中的应用历史悠久，早在公元前2000～3000年，人们就开始利用石膏。石膏材料工程领域取得了许多卓有成效的成果，其工程应用日趋扩大，由于其产品优良的物理性、化学性、生物性、无放射性、节能性、可再生利用性和经济性，其环保、节能、绿色、舒适特征显著，是21世纪我国发展生态建筑的理想墙体材料。是目前常用建筑工程中墙体材料升级的主要产品之一。
石膏板材具有以下特点：
环保
回顾材料科学的发展，可以看出国际上高度重视生态环境材料。提出“材料生命周期”的概念：资源开采及材料制备——材料产品制作——材料产品工程使用——材料产品废弃物处置。在上述生命周期，石膏砌块具备绿色建材的内涵，是目前常用墙体材料所不能媲美的。
放射性核素是评价建筑材料环保性能的重要特征。石膏砌块的放射性内外照射指数一般在0.1～0。因此，石膏砌块用于建筑工程材料无放射性核素污染，对人体无损伤，具有显著环保绿色特征。
石膏建材产品“废弃物”可经破碎煅烧再利用，具有循环经济和可持续发展的特征。
节能
首先是生产能耗低，石膏砌块由于具有分布均匀的高孔隙微孔结构，其热导系数仅为0.1～0.2w/m·K，建筑石膏的烧成温度仅为水泥的1/10、石灰的1/7。石膏砌块的低容重和均匀的多孔结构，使其具有很小的热传导系数，因此石膏砌块在建筑节能中是一种理想的保温隔热节能材料。
耐火
石膏砌块是不燃烧体。建筑石膏材料的水化产物是二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)，从理论上讲，二水石膏随着温度的升高，经脱水形成不同的石膏相，即石膏的变种，其制品不会破坏和失去隔火作用，不会危及财产和人的安全。
舒适
研究表明：石膏的硬化体，主要是水化生成物(二水石膏)结晶体彼此交叉连生而成的一个多孔的网状结构，由于石膏硬化体具有大量的分布均匀的微孔结构(孔隙率50～60％)，所以具有较高的透水蒸汽性能，而且材料的导热系数一般为0.1～0.2w/m·k。石膏制品具有“暖性”和“呼吸功能”显明特征，同时石膏材料其空气隔声量为53dB，具有优良的放音、隔声功能，是发展“舒适”建筑功能的宝贵材料。
本发明所述外墙外保温的酚醛-石膏围护构件材料的制备方法：
用涂胶机分别在酚醛泡沫板和石膏板的单面涂敷粘连剂，对粘，经压辊滚压后，置于80℃老化箱中老化12小时，自然降温后取出，平放堆积。
本发明所述酚醛泡沫-石膏护构件材料可直接用于建筑物外墙内保温的围护构件，对建筑物的外墙体类型无限定，混凝土剪刀墙及砖混结构墙体上均可应用。
施工方法：
内墙体找平清理
用聚合物改性特种粘接砂浆以满贴法将酚醛泡沫-石膏复合板材直接粘到墙体上(石膏板材置于外侧)。
放置24小时后，将酚醛泡沫-石膏复合板材的外侧面接缝处用柔性防水腻子找平，然后进行墙体粉刷施工。
本发明所公开的酚醛-石膏围护构件材料，可应用于建筑墙体外墙内保温用，以及可应用于建筑物内的防火隔墙构件。酚醛-石膏复合板材具有环保、节能效果好，质轻、耐火、隔音、施工便捷、舒适宜人等特性；
本发明所公开的酚醛-石膏围护构件材料可采用工业化规模的生产方式，避免保温工程多道现场施工程序，使施工便捷、安全、可靠。
具体实施方式
以下结合具体实施例，进一步阐明本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。比例和百分比基于重量，除非特别说明。
本发明所用原料均为市售来源。
实施例1一种复合隔热保温材料的粘结剂
粘结剂配制(1000克)：
去离子水                                 460(克)
乙烯-醋酸乙烯水基乳液                    360(克)
普硅42.5水泥                             80(克)
甲基羟丙基纤维素醚                       25(克)
高沸点芳烃、酮、酯的组合物(BYKETOL-OK)   20(克)
亚甲基双萘磺酸钠                         18(克)
烷基酚聚氧乙烯醚                         16(克)
丙烯酸共聚体-醋酸乙烯共聚体(BYK-040)     15(克)
十二烷基二甲基苄基氯化铵                 6(克)
制备过程：
加入计量亚甲基双萘磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚，使溶于去离子水中，搅拌均匀；
加入计量甲基羟丙基纤维素醚，搅拌均匀；
加入计量乙烯-醋酸乙烯水基乳液，搅拌均匀；
加入计量普硅42.5水泥，搅拌均匀；
最后加入计量BYKETOL-OK、十二烷基二甲基苄基氯化铵、BYK-040，搅拌均匀，即成品。
实施例2一种复合隔热保温材料的粘结剂
粘结剂配方(1000克)：
中性自来水                                406(克)
环氧改性丙烯酸水基乳液                    420(克)
粉煤灰                                    30(克)
淀粉醚                                    55(克)
高沸点芳烃、酮、酯的组合物(BYKETOL-OK)    18(克)
C₁₂脂肪醇聚氧乙烯(3，7)醚                 15(克)
C₁₆～C₁₈脂肪醇聚氧乙烯(10，20)醚          22(克)
丙烯酸共聚体-醋酸乙烯共聚体(BYK-040)      28(克)
十二烷基苄基氯化铵                        6(克)
制备过程：
加入计量C₁₂脂肪醇聚氧乙烯(3，7)醚、C₁₆～C₁₈脂肪醇聚氧乙烯(10，20)醚，使溶于中性自来水中，搅拌均匀；
加入计量淀粉醚，搅拌均匀；
加入计量环氧改性丙烯酸水基乳液，搅拌均匀；
加入计量粉煤灰，搅拌均匀；
最后加入计量BYKETOL-OK、十二烷基二甲基苄基氯化铵、BYK-040，搅拌均匀，即成品。
实施例3一种复合隔热保温材料的粘结剂
粘结剂配制(1000克)：
去离子水                               500(克)
乙烯-醋酸乙烯水基乳液                  200(克)
普硅42.5水泥                           180(克)
甲基羟丙基纤维素醚                     30(克)
高沸点芳烃、酮、酯的组合物(BYKETOL-OK) 10(克)
亚甲基双萘磺酸钠                        25(克)
烷基酚聚氧乙烯醚                        25(克)
丙烯酸共聚体-醋酸乙烯共聚体(BYK-040)    20(克)
十二烷基二甲基苄基氯化铵                10(克)
制备过程：
加入计量亚甲基双萘磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚，使溶于去离子水中，搅拌均匀；
加入计量甲基羟丙基纤维素醚，搅拌均匀；
加入计量乙烯-醋酸乙烯水基乳液，搅拌均匀；
加入计量普硅42.5水泥，搅拌均匀；
最后加入计量BYKETOL-OK、十二烷基二甲基苄基氯化铵、BYK-040，搅拌均匀，即成品。
实施例4一种复合隔热保温材料的粘结剂
粘结剂配方(1000克)：
中性自来水                              300(克)
环氧改性丙烯酸水基乳液                  500(克)
普硅42.5水泥                            100(克)
淀粉醚                                  25(克)
高沸点芳烃、酮、酯的组合物(BYKETOL-OK)  30(克)
C₁₂脂肪醇聚氧乙烯(3，7)醚               15(克)
C₁₆～C₁₈脂肪醇聚氧乙烯(10，20)醚        8(克)
丙烯酸共聚体-醋酸乙烯共聚体(BYK-040)    20(克)
十二烷基苄基氯化铵                      2(克)
制备过程：
加入计量C₁₂脂肪醇聚氧乙烯(3，7)醚、C₁₆～C₁₈脂肪醇聚氧乙烯(10，20)醚，使溶于中性自来水中，搅拌均匀；
加入计量淀粉醚，搅拌均匀；
加入计量环氧改性丙烯酸水基乳液，搅拌均匀；
加入计量普硅42.5水泥，搅拌均匀；
最后加入计量BYKETOL-OK、十二烷基二甲基苄基氯化铵、BYK-040，搅拌均匀，即成品。
实施例5一种酚醛泡沫石膏围护构件材料
酚醛泡沫板：容重(kg/m³)：40，厚度(mm)：20
石膏板：单位面积质量(kg/m²)：9.5，厚度(mm)：9.5
粘接：用涂胶机分别在酚醛泡沫板和石膏板的单面涂敷胶液，对粘，经压辊滚压后，置于60℃老化箱中老化8小时，自然降温后取出，平放堆积。
酚醛泡沫-石膏围护构件基本性能
粘结强度(MPa)≥0.4
抗折强度(MPa)≥5.0
握螺钉力(N)≥800
阻燃等级：不然A级
实施例7酚醛泡沫石膏防火分隔墙
酚醛泡沫石膏作为防火分隔墙的应用方式通常有如下二种：
粘接
在已建成的分隔墙体上，用粘接方法(见实施例5)以单面粘接石膏板的酚醛泡沫-石膏板复合板材构成既防火又隔音的分隔墙体。
自成分隔墙体
参见实施例5，把双面粘接石膏板的酚醛泡沫-石膏板复合板材用螺栓安装固定于金属龙骨支架上，构成既防火又隔音的分隔墙体。
本发明的范围不受所述具体实施方案的限制，所述实施方案只欲作为阐明本发明各个方面的单个例子，本发明范围内还包括功能等同的方法和组分。实际上，除了本文所述的内容外，本领域技术人员参照上文的描述和附图可以容易地掌握对本发明的多种改进。所述改进也落入所附权利要求书的范围之内。