一種抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿及其製備方法與流程
2023-10-06 17:06:04
本發明屬於建築材料領域，具體涉及一種抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿及其製備方法。
背景技術：
：近年來，隨著綠色節能環保概念的深入人心，建築節能也稱為建築領域研究的熱點。目前，我國在建築上使用較多的節能材料為鹽酸鹽複合絕緣砂漿、水泥聚苯板、聚苯乙烯泡沫塑料和聚合物保溫砂漿等。聚合物保溫砂漿是採用水泥作為凝膠材料與膨脹珍珠巖等輕質多孔無機材料為骨料，運用各種聚合物作為改性劑進行改性。聚合物保溫砂漿一般製備成乾粉砂漿的再進一步在施工中使用，其中，乾粉砂漿是經乾燥篩分處理的骨料、無機凝膠材料和聚合物添加劑按一定比例混合而成的粉狀混合物，按比例加水後即可直接使用。除此之外，相變材料如十二醇、十八烷、棕櫚酸丙酯一些石油副產品以及可再生的脂肪酸及其衍生物等也可以與建築材料想結合，降低了相變蓄熱系統的成本，使其回收年限短，具有明顯的經濟效益和社會效益。中國專利CN1264776C公開的一種石蠟相變保溫砂漿粉及石蠟相變保溫砂漿的製備方法，該石蠟相變保溫砂漿粉及石蠟相變保溫砂漿包括水泥、輕骨料、纖維和石蠟構成，部分水泥由粉煤灰、消石灰、石膏或矽粉替代。中國專利CN103570311B公開的一種石蠟/膨脹珍珠巖相變保溫砂漿的製備方法，該相變保溫砂漿中包括普通矽酸鹽水泥、粉煤灰、膨脹珍珠巖、水、環氧樹脂、T31固化劑和相變儲能材料，其中相變儲能材料有固態和液態的石蠟複合而成。中國專利CN101302089B公開的一種含相變材料的保溫節能砂漿的製備方法，該含相變材料的保溫節能砂漿的原料為陶砂、聚丙烯中空纖維、相變材料、水泥和玻璃化微珠，將高級脂肪族醇類、高級脂肪烴類、脂肪酸酯類、脂肪族羧酸類、脂肪族飽和醚及芳醚、脂肪族酮及芳香族酮、醯胺類的相變材料附著於陶砂的孔穴和聚丙烯中空纖維的空腔中，再與水泥和玻璃化微珠複合得到保溫節能砂漿。中國專利CN103771808B公開的一種含有橡膠粉的相變蓄熱水泥砂漿及其製備方法，含有橡膠粉的相變蓄熱水泥砂漿中包括相變儲能材料、水泥、砂子和水，其中相變儲能材料為微膠囊結構，囊壁為二氧化矽和橡膠粉構成，囊芯為C14-C22的正構烷烴、C9-C18的高級脂肪酸及其酯類有機相變材料。由上述現有技術可知，目前國內的相變保溫砂漿多是將相變材料單純的與水泥、砂子複合形成砂漿，製備的砂漿雖然具有相變保溫性能，但是其抗壓、抗折、抗候性能難以保證，綜合性能難以保證。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是提供一種抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿及其製備方法，採用聚丙烯纖維、氯偏乳膠、硼砂、水泥、相變材料、陶瓷纖維、減水劑作為原料，將相變材料附著於陶瓷纖維孔隙，並用氯偏乳膠包覆形成改性的陶瓷纖維，再與聚丙烯纖維、氯偏乳膠、硼砂、水泥、陶瓷纖維和減水劑混合形成乾粉砂漿，乾粉砂漿加水固化後即為抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿。本發明製備的抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿的抗壓抗折耐氣候性能優異，而且可調溫，性能穩定、使用方便、環境汙染小，成本低，綠色環保安全節能。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿，所述抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿包括聚丙烯纖維、氯偏乳膠、硼砂、水泥、相變材料、陶瓷纖維、減水劑和水，所述抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿的組分，按重量份計，包括聚丙烯纖維5-20份、氯偏乳膠5-25份、硼砂10-25份、水泥80-100份、相變材料5-15份、陶瓷纖維10-15份、減水劑1-3份和水50-60份。作為上述技術方案的優選，所述所述相變材料為正十六烷、正十八烷和石蠟，所述陶瓷纖維的直徑為4-5mm，長度為5-10cm，所述聚丙烯纖維的纖度為1-1.5dtex，長度為10-15cm。本發明還提供一種抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿的製備方法，包括以下步驟：(1)將正十六烷和正十八烷水浴處理，將陶瓷纖維預熱後完全浸漬於正十六烷和正十八烷中，抽真空，靜置，送入空氣，取出，甩幹，再完全浸漬於液體石蠟中，水浴攪拌，取出固化，得到相變陶瓷纖維；(2)將氯偏乳膠稀釋後裝入噴霧器中，噴灑至步驟(1)製備的相變陶瓷纖維的表面，取出，烘乾得到改性的陶瓷纖維；(3)將步驟(2)製備的改性的陶瓷纖維與聚丙烯纖維混合後，再與硼砂、氯偏乳膠、水泥和減水劑充分混合，形成乾粉砂漿，將乾粉砂漿與水進行攪拌得到抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿。作為上述技術方案的優選，所述步驟(1)中，水浴處理的溫度為50-60℃，預熱的溫度為80-100℃。作為上述技術方案的優選，所述步驟(1)中，靜置的時間為30-60min。作為上述技術方案的優選，所述步驟(1)中，水浴攪拌的溫度為70-80℃，時間為50-60min。作為上述技術方案的優選，所述步驟(2)中，氯偏乳膠稀釋後氯偏乳膠溶液的質量分數為5-15％。作為上述技術方案的優選，所述步驟(2)中，改性的陶瓷纖維表面氯偏乳膠的厚度為2-3mm。作為上述技術方案的優選，所述步驟(3)中，乾粉砂漿中的組分，按重量份計，包括聚丙烯纖維5-20份、氯偏乳膠5-25份、硼砂10-25份、水泥80-100份、相變材料5-15份、陶瓷纖維10-15份、減水劑1-3份。作為上述技術方案的優選，所述步驟(3)中，抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿經50-55℃烘乾後得到幹製品。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：(1)本發明製備的抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿中含有氯偏乳膠聚合物，氯偏乳膠在水泥漿和骨料間形成具有高粘粘結力的膜，減少了砂漿中的空隙，使水泥砂漿和聚合物膜相互交叉的網絡結構，同時具有大量反應基團的聚合物可能會跟砂漿中的氫氧化鈣表面和矽酸鹽發生化學反應，從而可能增強水泥水化產物與其他材料之間的結合力，從而改善砂漿的性能。(2)本發明製備的抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿中含有聚丙烯纖維和陶瓷纖維，纖維的存在可以降低微裂縫尖端的應力集中，而且由於纖維在保溫砂漿中呈三維亂向分布，防止微裂擴展，防止和抑制裂縫出現，能很好的提高砂漿的質量。(3)本發明製備的抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿中含有陶瓷纖維，陶瓷纖維具有重量輕、耐高溫、熱穩定性好、導熱率低、比熱小及耐機械震動等優點，且陶瓷纖維含有多孔結構，能附著相變材料，本發明將陶瓷纖維的孔隙中先填充正十六烷和正十八烷，再用石蠟進行分封，最後用氯偏乳膠聚合物進行覆蓋，不僅將相變材料牢固的固著於陶瓷纖維的內部，而且不會流失，不僅提高了相變材料的使用時間，而且不會影響砂漿內各原料之間的結合度，不會影響砂漿的整體性能。(4)本發明製備的抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿的抗壓抗折耐氣候性能優異，而且可調溫，可作為建築保溫的節能材料，乾粉砂漿形態性能穩定、使用方便、環境汙染小，採用廢棄的材料作為原料之一，充分利用資源，減少粉塵汙染，優化環境等特點，而且加工方便、性能好、成本低，綠色環保安全。具體實施方式下面將結合具體實施例來詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例以及說明用來解釋本發明，但並不作為對本發明的限定。實施例1：(1)將直徑為4mm，長度為5cm的陶瓷纖維預熱至80℃後，完全浸漬於50℃的正十六烷和正十八烷中，抽真空，靜置30min，送入空氣，取出，甩幹，再完全浸漬於液體石蠟中，70℃下水浴攪拌50min，取出固化，得到相變陶瓷纖維，其中，相變陶瓷纖維中正十六烷、正十八烷和石蠟的質量比為1:1:1.2。(2)將氯偏乳膠稀釋，將質量分數為5％的氯偏乳膠溶液裝入噴霧器中，噴灑至相變陶瓷纖維的表面，取出，烘乾得到表面氯偏乳膠的厚度為2mm的改性的陶瓷纖維。(3)將改性的陶瓷纖維與纖度為1dtex，長度為10cm的聚丙烯纖維混合後，再與硼砂、氯偏乳膠、水泥和減水劑充分混合，形成乾粉砂漿，將乾粉砂漿與水進行攪拌得到抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿，經50℃烘乾後得到幹製品，抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿的組分，按重量份計，包括包括聚丙烯纖維5份、氯偏乳膠5份、硼砂10份、水泥80份、相變材料5份、陶瓷纖維10份、減水劑1份和水50份。實施例2：(1)將直徑為5mm，長度為10cm的陶瓷纖維預熱至100℃後，完全浸漬於60℃的正十六烷和正十八烷中，抽真空，靜置60min，送入空氣，取出，甩幹，再完全浸漬於液體石蠟中，80℃下水浴攪拌60min，取出固化，得到相變陶瓷纖維，其中，相變陶瓷纖維中正十六烷、正十八烷和石蠟的質量比為1:1:1.5。(2)將氯偏乳膠稀釋，將質量分數為15％的氯偏乳膠溶液裝入噴霧器中，噴灑至相變陶瓷纖維的表面，取出，烘乾得到表面氯偏乳膠的厚度為3mm的改性的陶瓷纖維。(3)將改性的陶瓷纖維與纖度為1.5dtex，長度為15cm的聚丙烯纖維混合後，再與硼砂、氯偏乳膠、水泥和減水劑充分混合，形成乾粉砂漿，將乾粉砂漿與水進行攪拌得到抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿，經55℃烘乾後得到幹製品，抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿的組分，按重量份計，包括包括聚丙烯纖維20份、氯偏乳膠25份、硼砂25份、水泥100份、相變材料15份、陶瓷纖維15份、減水劑3份和水60份。實施例3：(1)將直徑為4.5mm，長度為8cm的陶瓷纖維預熱至90℃後，完全浸漬於55℃的正十六烷和正十八烷中，抽真空，靜置40min，送入空氣，取出，甩幹，再完全浸漬於液體石蠟中，75℃下水浴攪拌55min，取出固化，得到相變陶瓷纖維，其中，相變陶瓷纖維中正十六烷、正十八烷和石蠟的質量比為1:1:1.3。(2)將氯偏乳膠稀釋，將質量分數為8％的氯偏乳膠溶液裝入噴霧器中，噴灑至相變陶瓷纖維的表面，取出，烘乾得到表面氯偏乳膠的厚度為2.5mm的改性的陶瓷纖維。(3)將改性的陶瓷纖維與纖度為1.2dtex，長度為13cm的聚丙烯纖維混合後，再與硼砂、氯偏乳膠、水泥和減水劑充分混合，形成乾粉砂漿，將乾粉砂漿與水進行攪拌得到抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿，經52℃烘乾後得到幹製品，抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿的組分，按重量份計，包括包括聚丙烯纖維10份、氯偏乳膠10份、硼砂15份、水泥85份、相變材料10份、陶瓷纖維12份、減水劑2份和水55份。實施例4：(1)將直徑為4.2mm，長度為8cm的陶瓷纖維預熱至90℃後，完全浸漬於52℃的正十六烷和正十八烷中，抽真空，靜置45min，送入空氣，取出，甩幹，再完全浸漬於液體石蠟中，75℃下水浴攪拌55min，取出固化，得到相變陶瓷纖維，其中，相變陶瓷纖維中正十六烷、正十八烷和石蠟的質量比為1:1:1.4。(2)將氯偏乳膠稀釋，將質量分數為12％的氯偏乳膠溶液裝入噴霧器中，噴灑至相變陶瓷纖維的表面，取出，烘乾得到表面氯偏乳膠的厚度為2.2mm的改性的陶瓷纖維。(3)將改性的陶瓷纖維與纖度為1.3dtex，長度為13cm的聚丙烯纖維混合後，再與硼砂、氯偏乳膠、水泥和減水劑充分混合，形成乾粉砂漿，將乾粉砂漿與水進行攪拌得到抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿，經52℃烘乾後得到幹製品，抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿的組分，按重量份計，包括包括聚丙烯纖維15份、氯偏乳膠20份、硼砂20份、水泥100份、相變材料12份、陶瓷纖維13份、減水劑3份和水55份。實施例5：(1)將直徑為5mm，長度為8cm的陶瓷纖維預熱至95℃後，完全浸漬於60℃的正十六烷和正十八烷中，抽真空，靜置50min，送入空氣，取出，甩幹，再完全浸漬於液體石蠟中，80℃下水浴攪拌50min，取出固化，得到相變陶瓷纖維，其中，相變陶瓷纖維中正十六烷、正十八烷和石蠟的質量比為1:1:1.5。(2)將氯偏乳膠稀釋，將質量分數為10％的氯偏乳膠溶液裝入噴霧器中，噴灑至相變陶瓷纖維的表面，取出，烘乾得到表面氯偏乳膠的厚度為3mm的改性的陶瓷纖維。(3)將改性的陶瓷纖維與纖度為1.5dtex，長度為10cm的聚丙烯纖維混合後，再與硼砂、氯偏乳膠、水泥和減水劑充分混合，形成乾粉砂漿，將乾粉砂漿與水進行攪拌得到抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿，經50℃烘乾後得到幹製品，抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿的組分，按重量份計，包括包括聚丙烯纖維20份、氯偏乳膠5份、硼砂25份、水泥80份、相變材料15份、陶瓷纖維10份、減水劑3份和水50份。實施例6：(1)將直徑為5mm，長度為10cm的陶瓷纖維預熱至90℃後，完全浸漬於60℃的正十六烷和正十八烷中，抽真空，靜置30min，送入空氣，取出，甩幹，再完全浸漬於液體石蠟中，80℃下水浴攪拌60min，取出固化，得到相變陶瓷纖維，其中，相變陶瓷纖維中正十六烷、正十八烷和石蠟的質量比為1:1:1.2。(2)將氯偏乳膠稀釋，將質量分數為13％的氯偏乳膠溶液裝入噴霧器中，噴灑至相變陶瓷纖維的表面，取出，烘乾得到表面氯偏乳膠的厚度為2.7mm的改性的陶瓷纖維。(3)將改性的陶瓷纖維與纖度為1dtex，長度為10cm的聚丙烯纖維混合後，再與硼砂、氯偏乳膠、水泥和減水劑充分混合，形成乾粉砂漿，將乾粉砂漿與水進行攪拌得到抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿，經55℃烘乾後得到幹製品，抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿的組分，按重量份計，包括包括聚丙烯纖維10份、氯偏乳膠15份、硼砂15份、水泥90份、相變材料12份、陶瓷纖維15份、減水劑2份和水60份。經檢測，實施例1-6製備的抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿幹製品抗壓、抗折、耐氣候和耐用的結果如下所示：實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6抗壓強度(MPa)3.23.43.13.33.43.3抗折強度(MPa)0.670.720.680.690.700.69在-20℃下的抗壓強度(MPa)2.32.12.42.32.22.1在-20℃下的抗折強度(MPa)0.490.500.480.510.510.48在20-40℃下蓄熱係數(W/(m2·k))5.25.15.35.15.05.1在20-40℃下比熱容(KJ/(kg·k))3.143.263.173.203.193.21由上表可見，本發明製備的抗壓抗折耐氣候的相變保溫砂漿的抗壓抗折耐氣候性好，還具有良好的相變性能。上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬
技術領域：
中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。當前第1頁1 2 3