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防火型隔热保温涂料的研制




、。第28卷第5期

0烈燃
张宜恒,王安民,孙道兴木

VbI-28

No.5

防火型隔热保温涂料的研制
(青岛科技大学环境与安全学院,山东青岛266042)
摘要:隔热保温建筑涂料的应用是节能的一个重要途径。本 文以苯丙核壳弹,陛乳液和丁苯乳液为粘接剂,以废泡沫和硅酸 盐废纤维为骨料制成底漆;以硅丙弹性乳液复配空心玻璃微殊 等制备弹性热反射面漆。采用上述底,面层涂料,复配具有隔 热保温作用的防火型填料,如电厂漂珠、海泡石、珍珠岩、陶

用绝热材料占绝热材料总量的比重较大。我国能源消 耗中,建筑能耗大约占全国能源消耗总量的1/3,而建 筑用绝热材料仅占绝热材料总量的10%左右,且多为 不耐高温的有机保温材料。 我国自2006年在住宅墙体实行强制保温措施以 来,大量采用的外墙隔热保温材料多为胶粉和挤缩聚 苯乙烯板、硬质泡沫聚氨酯板等,它们最大的缺点是

瓷纤维和无机穰合剂水玻璃等,获得了—种导热系数铷1.15 W/(m?K),
耐水、质轻、成本低廉的防火型隔热保温涂料。 关键词:涂料;隔热保温;防火;节能 中图分类号:TQ630.4;U214.45 文章编号:1004—227X(2009)05—0054
Development building of


文献标志码:A
03

不防火,燃烧时产生有毒气体,且膨胀系数与墙体和 其表面抗裂砂浆差别大,在恶劣天气引起的巨大温差 下,易引起保温层开裂,聚苯乙烯板变形,使用寿命 短。另外,由于墙体隔热保温材料对太阳光无反射功 能,难于满足节能60%的国家节能要求和消防要求。 因此,研制质轻、高强、隔音及防火的新型憎水隔热 保温节能墙体涂料体系对实现住宅节能具有重要意义。

fire.retardant

heat

insulating Yi-heng,

energy

saving

coating//ZAHNG

WANG An—min.SUN Dao—xing*
Abstract:The application of architectural heat insulating coating is
an

important approach of energy saving.A primer

coating was prepared with styrene?acrylic core—shell elastic emulsion and styrene.butadiene and silicate top-coating elastic fiber was
as as

adhesive and waster foam elastic heat reflection silicone-acrylate

aggregate.An by

2实验
2.1原料 苯丙弹性乳液,山东日照金马化工有限公司;硅 丙核壳弹性乳液,自制【l】;丁苯胶乳,齐鲁石化橡胶厂; 成膜助剂醇酯一12、杀菌防腐剂、增稠剂,台湾德谦化 学有限公司。 2.2隔热保温涂料的设计原理 弹性墙体隔热保温涂料技术的关键是根据逐层渐 变、应力柔性释放的原则,应用复合隔热保温技术而

synthesized hollow

mixing

emulsion with

glass bead。A lightweight

fire.retardant heat insulation coating with water resistance and lOW cost was obtained using the primer coating and top-coating remixed with some fire—proofing fillings,such floating pearl,sepiolite,perlite,ceramic bonding
agent
as

fiber

and

an

inorganic

sodium

silicate.11圮thermal

conductivity ofthe coating is less than 0.1 5 W/(m?K).

Keywords:coating;heat insulating;fire—proofmg;energy
saving First—author’s address:College Safety of Environment and

达到保温、抗裂的目的。底涂料层由弹性粘接剂、废 聚苯乙烯泡沫颗粒、硅酸铝和聚丙烯纤维、填料和助 剂等组成,形成具有良好相容性、粘接性的灰白色膏 状材料,直接涂抹于墙体,然后在其表面刷涂或喷涂

Engineering,Qingdao University of Science and

Technology,Shandong 266042,China

l前言
墙体保温是建筑节能的重要一环,国外建筑节能
收稿日期:2008-10-20 修回日期:2008-ll一13

热反射型薄层隔热保温涂料,形成美观、整体性强的 复合隔热保温体系[2-4]。底涂层内大量密闭的微小气囊 可阻止热对流和热传导,使其具有导热系数低、隔音、 憎水及隔热保温等特性。表面涂层以防水弹性交联黏 合剂、特殊粒径的真空玻璃微珠和颜填料等组成,具 有超强的热反射,阻止热对流和热传导,防水和隔热 功能,0.33 mm厚的表面涂料能反射约90%的太阳辐

(06—2?2?13-jch)和(08…1

基金项目:山东省自然科学基金项目(Y2007816):青岛市基金项目


17-jch)。

作者简介:张宜恒(1968--),男。教授,主要从事功能材料研究。 通讯作者:孙道兴,副教授,(E-rrmi)sundxl964@126.eom。

万   方数据

防火型隔热保温涂料的研制 射热。该涂层体系与墙面间具有兼容性和协同性,形 成一个复合整体,使用寿命达25 a以上,节能效率超 过70%。成本较低(2】。 2.3隔热保温涂料的制备和施工方法
2.3.1

珍珠岩4 陶瓷纤维 渗透剂



1.3 g l g


膨润土0.5 水玻璃0.6 聚乙烯醇 弹性树脂

配方



以废泡沫和硅酸盐废纤维作为隔热保温涂料底层 的骨料,面漆为以空心玻璃微珠制备的弹性热反射涂 料,二者形成复合隔热保温体系。该隔热保温涂料体 系的底涂层涂料配方如下: 苯丙核壳弹性乳液(50%) 丁苯胶乳(50%) 成膜助剂 废泡沫 硅酸盐废纤维 杀菌防腐剂 水泥、粉煤灰 软水 面涂层涂料配方为: 硅丙弹性乳液(50%) 颜料 填料 空心玻璃微珠(特定粒径) 纳米二氧化硅 杀菌防腐剂 增稠剂 去离子水
2.3.2 10~209 5~10 g 5~10 g 5~12 g 1~3 g 1~3 g 1~3 g 20~309 10~20 g 5~109 1~3 g 5~12 g 5~lOg l~3 g 20~309 20~309

4.3 g 1.5 g


熟石灰0。5 石膏 水
2.4.2

2.1 g 70 g

制备方法

先将陶瓷纤维用水浸泡~定时间,加入搅拌桶, 随后加入渗透剂,再依次加入海泡石、膨润土、电厂 漂珠、珍珠岩,继续加水,充分搅拌,在搅拌过程中 加入聚乙烯醇、弹性树脂和水玻璃。待充分混匀后, 检验体系的pH为6~8,即可放入消泡池中消泡,24h 后包装出厂。 2.5性能测试 涂料外观,按照国标GB/T 3186-1989《涂料产品 的取样》测定;铅笔硬度,按照国标GB/T
6739—1996

《涂膜硬度铅笔测定法》测定;冲击强度,按照国标
GB/T

1732-1993《漆膜耐冲击测定法》测定;导热系

数,按照黑色冶金行业标准YB/T 4130-2005《耐火材 料导热系数试验方法(水流量平板法)》测定;附着力, 按照国标GB/T 1720--1989《漆膜附着力测定法》测定; 耐水性能,按照国标GB厂r 1733—1993《漆膜耐水性测 定法》测定;防火等级,按照国标GB 8624-1997《建 筑材料燃烧性能分级方法》评定。

底涂层涂料的制备和施工方法

先按常规方法制备出合适黏度的乳液涂料,然后 把废发泡塑料颗粒搅入涂料,得到黏稠膏体产品。使 用时与一定比例的水泥和粉煤灰、砂浆等混合均匀, 涂覆在建筑外部砖墙,待第l遍表干后,再涂覆第2遍, 干膜厚度约为3
2.3.3 mln。

3结果与讨论
3.1隔热保温涂料底、面漆的性能 隔热保温涂料底、面漆性能测试的结果见表l。隔 热保温涂料体系中的弹性底涂料利用了丢弃的快餐 盒、包装泡沫及被称为“白色垃圾”的废泡沫塑料和 电厂粉煤灰等废弃物。该节能外墙隔热保温涂料每立 方米可以给40 m2左右的外墙体“穿上”2 cm厚的“保 温外衣”。l m3该保温涂料中,起保温作用的是所谓

面涂层涂料制备和施工方法

把除空心玻璃微珠和乳液以外的原料研磨,然后 慢慢加入乳液和空心玻璃珠,慢速搅拌1 h后,混合均 匀,出料包装。由于空心玻璃珠不能承受大的剪切力, 因此不能研磨和高速搅拌,以免空心玻璃珠破碎而影 响其隔热保温效果。使用时,直接喷涂或刷涂面涂层 涂料于底涂层表面即可。 2.4防火型隔热保温涂料配方及制备方法
2.4.1

的“白色垃圾”——泡沫颗粒。把“白色垃圾”加工
成黄豆大小的泡沫颗粒时,由于颗粒大小不一,故颗 粒相互之间结合紧密,密实度非常好。每生产1


105 m3

配方
6g g

的外墙保温材料,就要“吃”掉将近7×104 m3的“白 色垃圾”,使一次性快餐盒、发泡包装材料之类的“白

电厂漂珠

海泡石8.5

色垃圾”和电厂废弃物——粉煤灰——得以充分利用。

万   方数据

防火型隔热保温涂料的研制
弹性隔热保温面涂层选用具有高反射(辐射)率、低导 热和低蓄热系数的热反射真空玻璃微球,使复配的涂 该涂料采用具有隔热保温作用的防火型填料如电 厂漂珠、海泡石、珍珠岩、陶瓷纤维和无机黏合剂水 玻璃等,从而扩大了隔热保温涂料的应用范围。该产 品无毒、无污染,导热系数低,节能效果好,并具有 耐腐蚀、成本低、施工方便等特点。 该涂料除可用于建筑物表面、建筑暖气管道的隔 热保温外,还可用于工业管道和反应设备的隔热保温, 如电力、石油、化工、冶金、造纸、制糖、轻纺、医 药和玻璃等行业的管道、阀门罐体和炉窑等异型设备 的隔热保温和防火【5枷】。

料具有卓越的反射功能,超强的阻隔热对流和热传导
能力,在建筑物内外构筑有效的热屏障,阻断“热桥”,

使建筑物内部温度恒定,达到隔热保温的目的。该复
合隔热保温体系隔热保温性能大大优于其他保温材 料,节能效率高,而成本却大幅度降低。另外,该涂 料对墙壁粘接力和防水性能好,使用寿命长,热反射 率达80%以上。它既可单独使用,也可与泡沫保温板 配合使用,故可广泛应用于民用和工业建筑、办公楼、 仓库、车间厂房、石油和化工罐体以及油气储罐等外 部的隔热保温卜引。该隔热保温涂料底、面漆性能见表l。
表1隔热保温涂料底、面漆性能
Table 1

4结论
(1)建筑用弹性隔热保温节能复合涂料的制备采

Performances

of heat insulating coatings

primer

and top

用了底、面涂层复合涂料技术,依据逐层渐变、柔性 释放的原则,发挥了底、面涂层的协同作用。其底涂 层是以废泡沫和无机纤维为骨料制得的阻隔性涂料, 面漆则是采用特定粒径的真空玻璃微珠制得的热反射 涂料,二者复合后,得到了隔热保温效果好、成本低 廉,且可变废为宝的功能性涂料。 (2)以具有隔热保温作用的防火型填料制得的防 火型隔热保温涂料,除具有隔热保温功能外,还具有 防火功能,扩大了涂料的使用范围和功能。
参考文献:



3.2防火型隔热保温涂料的性能
所得的防火型隔热保温涂料性能检测结果见表2。
表2防火型隔热保温涂料性能检测结果
Table 2 Test results of

【l】
f2】 【3】

孙道兴,周晓东,刘香兰,等.有机硅改性丙烯酸酯核一壳乳液的研制阴. 现代涂料与涂装,2006,9(2):1-2,6. 赵石林.水性反辐射隔热涂料:CN,1249321A【P】.2000_04加5. 洪晓.太空绝热反射涂料的研制【J】.涂料工业,2004。34(12):57—58,
60.

performances of the fireproof heat

insulating coating

【4】 [5】 【6】 【7】 【8】 【9】

重庆阳彩实业有限公司.一种白色防水隔热弹性涂料:CN,1250073A[P】.
200m—04一12.

检测项目 涂料外观 固含景/%
P/(kg/m’)

结果 灰白色黏稠膏体
50一60 1 000—1 300 2 45 <O.15 l~2 <10 l

畏岛正季。深江典之.遮熟性塑料:JP,特朗平1l-323197唧.1999--1l-26. 王金台,路国忠.太阳热反射隔热涂料【J】.涂料I:业,2004,34(10):17一19. 童仲轩.石化储罐应用高效太阳热反射涂料的研究【J】.江西石油化工,
2004,16(3):l一7.

铅笔硬度/H 冲击强度/(kg?cm) 导热系数/【W/(m?K)】 附着力/级 耐水性能(吸水率)/% 防火等级/级

狳燕平,潜伟清.太空隔热特种涂料的开发与应用【J】节能技术,2002,
20(6):29—32.

任秀全,陈鹏,张国英,等.太阳热反射弹性涂料的研究【J】.新型建筑 材料,2000(2):26.28.

【lO】郑其俊,王伟,严著恩.薄层隔热保温涂料的研制及应用【J1.石油工 程建设,2003,29(5):26-30. [编辑:韦凤仙】

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