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目前国内采用的方法有四种:(1)玻璃棉外保温;(2)岩棉外保温;(3)特种保温砂浆外保温;(4)聚苯乙烯泡沫板外保温。前两种施工方法复杂,工期长。防锈钢件需预埋在保温层内并用钢丝网保护,不适合大规模高原地区外墙保温材料推广。采用第三种方法,墙体外层硬度往往较低,抗冲击性能较差。第四种方法是采用聚苯乙烯泡沫板和玻璃纤维网格布进行外保温,这是20世纪70年代石油危机以来较好的一种外保温方式,随着材料和应用技术的不断改进,聚苯乙烯泡沫板外保温装饰系统已成为目前国内外应用最多的外保温装饰系统之一建筑节能墙的竞争系统。我国一些大城市早在几年前就引进或发展了类似的系统。但由于保温系统专用粘结剂的质量较差,其推广应用受到限制。新型聚苯乙烯泡沫板外保温饰面系统是一种简单易行的外保温技术,具有以下优点:(1)重量轻;(2)增加有效使用面积;(3)无热桥,热效应显著;(4)施工方法灵活,适应性强;(5) 更换装饰方便;(6)墙体保护,强度和耐久性足够;(7)综合效益显著。
聚苯乙烯泡沫塑料板外墙胶是由聚合物乳液和水泥复合而成,解决其粘结强度、抗冻融性和耐碱性的聚合物乳液是关键。讨论了丙烯酸含量、乳化剂种类及用量对聚合物乳液性能的影响,确定了聚合物乳液的外保温体系。胶乳与水泥的最佳配比用于粘结剂。
甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、OP-10、阴离子表面活性剂、过硫酸铵、丙烯酰胺、氨水、去离子水。
合成聚合物乳液是预乳化半连续的。首先在烧杯中加入一定量的去离子水、阴离子乳化剂和非离子乳化剂,在室温下高速搅拌中加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和丙烯酰胺,制备出预乳化混合单体供使用。在一定量的去离子水中加入过硫酸铵,搅拌溶解后使用。在装有冷凝器、电动搅拌器、温度计和滴液漏斗的1000ml四口烧瓶中加入一定量的去离子水和阴离子乳化剂。在升温搅拌下加入约8%的混合单体。当温度升至82℃时,加入部分引发剂反应0.5h,保持84.86℃的温度,同时加入剩余的混合单体和引发剂,总滴加时间控制在4h左右,滴加后保温老化1h。1h后冷却至50c以下,用氨水将pH值由7调至8。聚合物乳液的性能试验按GB/T 11175-2002进行,具体结果见表2。
从表3可以看出,在聚合物乳液中,丙烯酸的加入量为1%~1.5%时,用于外保温系统的特种胶粘剂效果最好,其防水效果也得到了明显的改善。
水泥是粘合剂中的一种无机成分,它使粘合剂具有耐水性、附着力和耐久性。根据国家有关标准和规定,普通水泥主要包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。由于吸水后水泥的碱值很大,我们制备的乳液要与水泥混合,所以乳液的化学稳定性很高,乳液的化学稳定性取决于乳化剂的种类和用量。通过一系列实验,筛选出阴离子乳化剂的种类,并测定了乳化剂的总量。首先,在不同pH值的水泥浸出液中,对自制阴离子乳化剂合成的乳状液和其它阴离子乳化剂合成的乳状液进行比较,确定合适的阴离子乳化剂。结果见表4。
由表4可以看出,采用自制的阴离子乳化剂,可以在不破乳的情况下与水泥完全结合,大大提高聚合物乳液的化学稳定性。
乳化剂的加入对聚合物乳液的化学稳定性和耐水性有很大的影响。聚合物乳液的加入具有较好的化学稳定性,但耐水性较差。另外,聚合物乳液的化学稳定性差,但耐水性好。通过实验确定了最适宜的乳化剂用量。具体数据见表5。由表5可以看出:当乳化剂用量大于1%时,乳液的化学稳定性较好,但随着乳化剂用量的增加,涂膜的耐水性逐渐降低,所以我们将乳化剂用量控制在1%~1.5%。
聚合物乳液与水泥的比例也很重要。不同的配比将直接影响施工难度。如果在配合比中使用过多的聚合物乳液,会使粘结剂过薄,在施工中出现挂勾现象。然而,过多的水泥会导致粘结剂搅拌不均匀,产生颗粒,造成收缩裂缝和阴影。良好的拉伸粘结强度。因此,应通过实验确定聚合物乳液与水泥的最佳配比。不同配比对成膜的影响见表7。由表7可以看出:当聚合物乳液与水泥的比例为1:2左右时,对粘结剂的影响最小,大大提高了可施工性。
将聚合物乳液按1:2的比例与水泥混合后,将外墙外保温系统专用胶送上海市建筑材料及构件质量监督检验站检验。根据《聚苯乙烯泡沫塑料板薄抹灰外墙保温系统》(JG 149—2003)标准进行试验,结果见表8。
由表8可以看出,我们研制的外墙外保温系统专用胶性能非常优异,几个主要指标的实测值比技术指标高出约1.5倍,可作为聚苯乙烯泡沫板外保温装饰系统的专用胶粘剂。
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