專利名稱：地聚物基聚苯顆粒建筑外墻外保溫材料的制備方法
技術領域：
本發明涉及建筑外墻外保溫材料領域，具體涉及是一種地聚物基聚苯顆粒建筑外墻外保溫材料的制備方法。
背景技術：
在全世界日益增長的能源消耗中，無論是工業發達國家還是發展中國家，建筑能耗都在一個國家的總能耗中占相當大的比例。建筑將超越工業等其他行業成為用能主要增長點。有關部門發出警示，如不加快推行建筑節能，到2020年，全國建筑的能耗將高達11億噸標準煤，是目前全國所有建筑消耗能源的3倍以上。建筑能耗往往是以采暖和空調能耗為主，因此建筑節能的重點是降低采暖和制冷能耗。其中最經濟有效的節能措施就是加強建筑保溫隔熱。目前外墻保溫作為建筑節能的重要技術手段，已經成為建筑節能的熱點， 其中聚苯顆粒(或EPS顆粒)保溫砂漿外墻外保溫系統，以切合我國建筑節能工作的發展狀況，完成了對傳統砂漿性能提升的優勢而脫穎而出。聚苯顆粒保溫砂漿通常是以水泥為膠結材，以廢棄的EPS泡沫加工破碎成的細小顆粒，或采用原發EPS泡沫顆粒作為輕骨料，并加入適量粘結劑，按適當比例混合配制而成的。近年來，我國聚苯乙烯泡沫(EPS)發展迅速，年產量己達50萬噸。EPS大多為一次性使用，每年有上千萬立方米的廢棄EPS因不能進行處理與降解而成為危害環境的白色污染。以破碎EPS顆粒作為主要輕骨料配制EPS保溫砂漿，不僅可以變廢為寶，并且只要采取適宜的技術路線，就能配制出高性能的保溫砂漿。地聚合物(geopolymer)指含活性硅鋁基團的偏高嶺土在激發劑的作用下經類似地球化學作用或地質合成作用而形成的一類新型無機膠凝材料，地聚物膠凝材料的生產工藝比水泥的簡單，因此其使用性能及環境效益優于硅酸鹽水泥，有望取代硅酸鹽水泥，成為新一代建筑膠凝材料。地聚合物分子完全是由Si、Al、0元素等鏈節通過共價鍵構成的，具有三維網絡結構，而且在高溫下亦能保持網絡結構完整，因而地聚物材料具有比普通水泥更高的強度、硬度、韌性、高溫穩定性和抗凍性。已有工程師開發出地聚物基EPS輕質隔熱板，使人們看到了地聚物基在外墻外保溫材料中的應用前景。實踐表明要制備出合格的地聚物基聚苯顆粒建筑外墻外保溫材料，解決地聚物膠凝材料與聚苯顆粒相容性是技術關鍵。本發明以可再分散乳膠粉和三乙醇胺復合改性劑為“橋梁”，利用其兩親性，疏水基團與EPS顆粒表面產生物理吸附，并在其表面上作定向排列；親水基團向外指向溶液，與地聚物膠凝材料中的極性基團通過化學吸附結合，有效改善EPS顆粒和地聚物膠凝材料之間的界面狀態?；谶@一研究思路，采用可再分散乳膠粉和三乙醇胺復合改性劑對EPS顆粒表面改性，再加入地聚物膠凝材料制成具有核殼結構的改性聚苯顆粒，使EPS顆粒表面由憎水性變為親水性，在此基礎上配制出的保溫砂漿綜合性能優良。

發明內容
本發明的目的是提供一種生產工藝環保、節能的地聚物基聚苯顆粒建筑外墻外保溫材料的制備方法，以取代污染嚴重的傳統的水泥基聚苯顆粒建筑外墻外保溫材料的制備方法。具體步驟為
(I)將硅藻土在馬弗爐中450°c下焙燒兩次，每次2小時；將粉煤灰原灰，磨成250-350目的粉末；用氫氧化鈉調節工業級水玻璃溶液獲得堿激發劑模數為1-1. 4的堿激發劑。(2)將蒸餾水以及步驟(I)獲得的硅藻土、粉煤灰和堿激發劑混合，攪拌均勻后，再繼續攪拌O. 5小時，得到地聚物膠凝材料；蒸餾水、硅藻土和粉煤灰的重量百分比分別為18-24%、70-74%、6-12%，堿激發劑模數為 1-1. 4。(3)在超聲波輔助下，分別將可再分散乳膠粉和三乙醇胺溶解于水中，分別配成重量百分比為3%的水溶液，并將上述兩種水溶液按體積比為1:1混合，得復合改性劑溶液。

(4)將步驟(3)所得復合改性劑噴灑在不斷翻動的聚苯顆粒(EPS)表面,直至顆粒表面潤濕完全，再加入步驟(2)制得的地聚物膠凝材料，繼續攪拌O. 5小時，放入烘箱，緩慢加熱至完全干燥，得蓬松狀改性聚苯顆粒，地聚物膠凝材料和聚苯顆粒(EPS)的重量比3-4 I ο(5)將重量百分比為8-20%的水加入到不斷翻動的重量百分比為39-60%的步驟
(4)制得的改性聚苯顆粒中，然后加入重量百分比為30-50%的步驟(2)所得的地聚物膠凝材料、重量百分比為1-3%的可再分散乳膠粉和重量百分比為0-1%的甲基纖維素，在不斷攪拌下加入水，直至漿料的粘稠度適度時停止加入，再攪拌10分鐘，即可獲得保溫砂漿。(6)把步驟(5)制得的保溫砂漿倒入鋼模具中，抹平，在室溫條件下養護24小時，脫模，再在室溫下養護14天，得到保溫材料。本發明生產工藝環保、節能。


圖I為本發明實施例經過改性聚苯顆粒制備出來的保溫材料斷面圖。圖2為未經過改性聚苯顆粒制備出來的保溫材料斷面圖。
具體實施例方式實施例
(O將硅藻土在馬弗爐中450°c下焙燒兩次，每次2小時；將粉煤灰原灰，磨成300目的粉末；用氫氧化鈉調節工業級水玻璃溶液獲得堿激發劑模數為I. 2的堿激發劑(量取29. 5mL 波美度為 39. 7、W (Na2O) =8. 75%、W (SiO2) =27. 6%、模數為 3. 26、密度 I. 40g/mL 的水玻璃，再稱取氫氧化鈉(以Na2O計)質量8g.，混合而成)。(2)將蒸餾水以及步驟(I)獲得的硅藻土、粉煤灰和、堿激發劑混合，攪拌均勻后，再繼續攪拌O. 5小時，得到地聚物膠凝材料；蒸餾水、硅藻土和粉煤灰的重量百分比分別為20%、72%、8%，堿激發劑模數為I. 2。(3)在超聲波輔助下，分別將可再分散乳膠粉和三乙醇胺溶解于水中，分別配成重量百分比為3%的水溶液，并將上述兩種水溶液按體積比為1:1混合，得復合改性劑溶液。(4)將步驟(3)所得復合改性劑噴灑在不斷翻動的聚苯顆粒(EPS)表面,直至顆粒表面潤濕完全，再加入步驟(2)制得的地聚物膠凝材料，繼續攪拌O. 5小時，放入烘箱，緩慢加熱至完全干燥，得蓬松狀改性聚苯顆粒，地聚物膠凝材料和聚苯顆粒(EPS)的重量比
3.5 I ο(5)將重量百分比為17%的水加入到不斷翻動的重量百分比為45%的步驟(4)制得的改性聚苯顆粒中，然后加入重量百分比為35%的步驟(2)所得的地聚物膠凝材料、重量百分比為2%的可再分散乳膠粉和重量百分比為1%的甲基纖維素，在不斷攪拌下加入水，直至漿料的粘稠度適度時停止加入，再攪拌10分鐘，即可獲得保溫砂漿。(6)把步驟(5)制得的保溫砂漿倒入鋼模具中，抹平，在室溫條件下養護24小時，脫模，再在室溫下養護14天，得到保溫材料。
按上述方法制備出來的保溫材料(圖I)和由未經過改性的聚苯顆粒制備出來保溫材料(圖2)斷面的對比照片顯示聚苯顆粒經過改性顯著改善EPS顆粒與地聚物膠凝材料的 界面相容性。
權利要求
1.一種地聚物基聚苯顆粒建筑外墻外保溫材料的制備方法，其特征在于具體步驟為 (1)將硅藻土在馬弗爐中450°c下焙燒兩次，每次2小時；將粉煤灰原灰，磨成250-350目的粉末；用氫氧化鈉調節工業級水玻璃溶液獲得堿激發劑模數為1-1. 4的堿激發劑； (2)將蒸餾水以及步驟(I)獲得的硅藻土、粉煤灰和堿激發劑混合，攪拌均勻后，再繼續攪拌O. 5小時，得到地聚物膠凝材料；蒸餾水、硅藻土和粉煤灰的重量百分比分別為18-24%、70-74%、6-12%，堿激發劑模數為 1-L 4 ； (3)在超聲波輔助下，分別將可再分散乳膠粉和三乙醇胺溶解于水中，分別配成重量百分比為3%的水溶液，并將上述兩種水溶液按體積比為1:1混合，得復合改性劑溶液； (4)將步驟(3)所得復合改性劑噴灑在不斷翻動的聚苯顆粒表面，直至顆粒表面潤濕完全，再加入步驟(2)制得的地聚物膠凝材料，繼續攪拌O. 5小時，放入烘箱，緩慢加熱至完全干燥，得蓬松狀改性聚苯顆粒，地聚物膠凝材料和聚苯顆粒的重量比3-4:1 ; (5)將重量百分比為8-20%的水加入到不斷翻動的重量百分比為39-60%的步驟(4)制得的改性聚苯顆粒中，然后加入重量百分比為30-50%的步驟(2)所得的地聚物膠凝材料、重量百分比為1-3%的可再分散乳膠粉和重量百分比為0-1%的甲基纖維素，在不斷攪拌下加入水，直至漿料的粘稠度適度時停止加入，再攪拌10分鐘，即可獲得保溫砂漿； (6)把步驟(5)制得的保溫砂漿倒入鋼模具中，抹平，在室溫條件下養護24小時，脫模，再在室溫下養護14天，得到保溫材料。
全文摘要
本發明公開了一種地聚物基聚苯顆粒建筑外墻外保溫材料的制備方法。涉及建筑外墻外保溫材料領域，其特征是包含有地聚物膠凝材料、改性聚苯顆粒、可再分散乳膠粉和甲基纖維素，各組成部分的重量百分比為地聚物膠凝材料為30-50%，改性聚苯顆粒為39-60%，可再分散乳膠粉為1-3%，甲基纖維素為0-1%。制備過程中，將聚苯顆粒表面進行改性，制備出具有核殼結構的改性聚苯顆粒，有效的提高了其與地聚物膠凝材料的相容性，從而也提高了保溫砂漿綜合性能。由于利用地聚物膠凝材料代替了傳統的水泥，使得本發明的地聚物基聚苯顆粒建筑外墻外保溫材料具有生產工藝環保、節能的優點。
文檔編號C04B7/26GK102936117SQ201210467740
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月19日 優先權日2012年11月19日
發明者劉崢, 劉潔, 袁帥 申請人:桂林理工大學