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文摘:以弹性乳液为成膜材料,陶瓷空心微球、形状稳定相变材料、重钙和滑石粉为填料,借助助剂和水制备了膏体相变储能保温弹性腻子。它除了具有良好的粘结强度、弹性、耐水性、渗透性和渗透性外,还具有相变、储能、调温、控温、保温等功能。具有良好的相容性、匹配性和协同性。
目前,我国建筑能耗约占社会总能耗的35%,建筑节能已被列入国家十大节能工程之一。为了实现建筑节能50%和65%的目标,工程技术被广泛应用于新建和既有建筑中。主要实现了EPS(聚苯乙烯泡沫板)/XPS(挤塑聚苯乙烯泡沫板)薄抹灰外墙外保温系统和PS(聚苯乙烯)粒径外墙外保温系统。近年来的实践证明,由于上述保温体系存在接头多、材料内应力大、尺寸稳定性差、热应力引起变形大等缺陷,极易造成保温层开裂,进而引起保护层开裂。外墙腻子是保护层的找平材料。与外保温系统配套的腻子应具有合适的粘结强度、优良的抗裂性、耐水性、抗渗性和透气性。此外,还应具有保温、降温性能,以减少温度变化裂缝的产生,改善室内热环境。本研究以弹性乳液为成膜材料,以硅铝基陶瓷空心微球为保温填料,以固定相变材料为储能调温填料,以重钙和滑石粉为矿物填料。利用助剂和水,制备了糊状相变外墙保温材料板价格储能保温弹性腻子。它除了具有良好的透气性和透气性外,还具有相变、控温、保温隔热等功能。与外墙外保温系统具有良好的相容性、匹配性和协同性。
弹性丙烯酸乳液2848NG,北京东方明日化工有限公司,醋酸乙烯共聚物乳液VAE707,山西三维集团有限公司,石家庄海泡石粉,石蜡(熔点55~58℃,潜热200J/g),进口,硅铝基陶瓷空心微球,北京世界第一英华新Mstar科技有限公司,重钙,唐山,滑石粉,兴城,乙二醇,燕化;羟丙基甲基纤维素,汕头市龙湖科技实业公司;分散剂,消泡剂,氢氧化钠,硬脂酸,市售。
(1) 海泡石型相变材料的制备:在反应器中加入适量10%NaOH溶液,搅拌下加入适量硬脂酸,加热至硬脂酸溶解,加入20%水,加热至沸腾,加入石蜡至完全溶解,加入剩余沸水,搅拌均匀。缓慢加入干海泡石粉,80℃保温搅拌1h,冷却后待用。(2) 将乳液、分散剂、消泡剂、防霉剂、乙二醇和羟丙基甲基纤维素水溶液与木纤维混合均匀,加入海泡石稳定相变材料、重钙、滑石粉和陶瓷空心微珠,搅拌成均匀糊状。
乳液是腻子的主要成膜剂。乳液的种类和用量是决定腻子理化性能的主要因素。因此,乳状液的选择和用量的确定是非常重要的。自交联弹性丙烯酸乳液2848NG,最低成膜温度(MFT)在0℃以下,固含量61%,具有优异的断裂伸长率、拉伸强度、耐水性、抗渗性、机械稳定性、耐久性和耐沾污性,具有透气性和透气性;VAE707乳液,MFT在0℃时,固含量为56%,具有良好的柔韧性、附着力、相容性和稳定性。定性的。该涂料既综合了两者的优点,又降低了成本。在配方中,当混合乳液的含量为40%时,在其它因素不变的情况下,改变了2848NG和VAE707对腻子性能的影响。结果见表2。
由表2可见:在混合乳液用量一定的情况下,随着VAE707用量的减少,腻子层的粘结强度和吸水率降低,耐水性提高,低温贮存稳定性提高,断裂伸长率增加。综合考虑,选用2848ng:vae707=3~4:1。
在弹性腻子外保温系统中,加入适量的相变材料石蜡。炎热季节,由于太阳辐射热的吸收和空气对流换热,腻子层的温度升高。当它达到石蜡的熔点时,石蜡开始从固态变为液态。同时吸收热能并储存,以控制壁温(波峰)值的上升速度和最高温度,减少传给内壁的热量;当温度下降时,腻子层温度相应下降;当温度下降到石蜡的相变点时,石蜡会产生由液到固的逆相变,并释放出储存的热量,从而减缓腻子层的温降速率。最后,峰谷比稍高,降低高低温差可以防止或减少因保温层温差过快或过大而引起的温度变化裂缝。相变材料在弹性腻子的温度变化过程中起着削峰填谷的作用。
石蜡相变潜热高(200J/g),性能稳定,价格低廉,无过冷和相分离,具有一定的拉伸强度、附着力、柔韧性、防水性和密封性。相变温度可由低到高进行调节和控制,形成一系列烷烃。在建筑围护结构中,根据使用的相变材料、墙体的最高温度和平均温度,选择合适的相变温度品种,以达到最佳的温控保温效果。相变温度可由下列公式计算:
以北京市为例,将夏季高温天气测得的EPS外保温系统最高表面温度76℃,日均温度35℃代入上述公式,计算得到TPCM=55.5℃,即:,相变温度为58.5℃的石蜡为最佳。
由表3可以看出:无蜡腻子样品的峰温为76℃,谷温为21℃,峰谷温差为55℃。随着石蜡含量的增加,峰温逐渐降低,谷温略有升高,温差逐渐减小。在试验条件下,当石蜡含量达到10%时,虽然腻子的波峰温度最低,波峰谷温差最小,控温隔热效果最好,但作为相变材料载体的海泡石粉的含量也随之增加,导致弹性腻子粘结强度和断裂伸长率降低,成本较高。当石蜡含量为6%~8%时,腻子各项性能指标均能达到标准要求。
相变材料是影响腻子层温度调节、温度控制和保温的主要因素。海泡石粉、木纤维和陶瓷空心珠组成的轻质填料是影响腻子涂料保温隔热性能的主要因素。相变材料与轻质填料的复合使用,可使腻子具有调温、控温、保温、隔热等功能,对提高外保温系统的保温效果和节能效率具有显著的辅助作用。海泡石粉体是一种天然富镁层状链状硅酸盐,灰白色,针状,内部多孔多孔,表面有凹槽,相对密度低,吸附和水合作用强,但吸水后不膨胀。本研究虽然用海泡石粉体吸附了一定量的石蜡颗粒,并且用石蜡封闭了微孔的开口,但海泡石粉体中仍有大量未用石蜡填充的微孔,导热系数仍然较低。海泡石的针状和表面沟槽结构有利于腻子中的不同分布、沟槽咬合和交联,并能有效改善涂层的物理性能。木纤维可以随机分布在腻子层中,成为涂层的细筋,形成三维网状结构,提高腻子层的孔隙率,减小孔径,提高腻子的机械强度和施工性能。硅铝基陶瓷空心微珠内部为多孔微空心结构。微孔尺寸达到纳米或亚纳米级。外层为纤维中空网状结构,硬壳。抗压强度5000~6000kg/cm~2,导热系数0.07~0.12W/(MK)。以其为主要填料制备的腻子导热系数低,保温性能好,抗拉强度高,断裂延伸率高,球效应改善了施工性能。在配方中其他因素不变,填料总量不变的情况下,改变陶瓷空心珠用量对腻子层导热系数的影响见表4。由表4可以看出,随着陶瓷空心珠用量的增加,腻子的导热系数逐渐降低。当加入量达到20%时,导热系数为0.091w/(MK)。随着陶瓷空心珠用量的增加,腻子的导热系数下降缓慢,成本增加。因此,陶瓷空心微珠的用量应为20%。
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