[发明专利]含纳米材料的高强度、高绝热外墙无机保温装饰面砖

说明书

技术领域

本技术属于建筑材料领域，特别是纳米材料在建筑外墙保温系统中的应用。

背景技术

发展节能建筑是解决资源、能源问题的重要途径。以中国为例，中国有440亿平方米既有建筑，能耗普遍较高。建筑耗能一般占社会总耗能的30％，再加上建筑材料生产过程的消耗，在社会总耗能的占比则达到46％至47％。其中，北方地区的建筑单位面积采暖能耗比气候条件相近的欧洲国家高1.5至2倍，因建筑能耗高，仅北方采暖地区每年就多耗标准煤数亿吨，更严重的是，在每年近20亿平方米的竣工面积当中，只有五、六千万平方米是节能建筑，只占3％左右，也就是说有97％属于高耗能建筑。按照目前建筑能耗水平发展，到2020年，我国建筑能耗将达到10.89亿吨标准煤。比较中外建筑能耗差异可以发现，发达国家建筑通常建筑物的保温效果较好，在墙体上有高效的绝热层，热量不易在建筑物内外进行传递。近年来，为了节能减排的需要，中国制定了一系列建筑节能规范，要求新建建筑必须达到节能标准，对外墙体必须进行外保温处理。外墙保温材料除要求有出色的保温效果外，还必须具有以下几种特性：1，为非易燃品，满足消防要求。2，有足够的强度，保证在施工过程及建筑使用寿命期间安全抵御各种外力及内力的作用。申请号为200810052086.7，03140404.9等专利报道了以发泡高分子材料制备的外墙保温板，保温效果优良，但因以有机聚合物为主要绝热材料，极易燃烧，即使加入阻燃剂也未能使其易燃性能有一个根本性的改变。北京央视大火以及上海静安区的两场大火所造成的巨大损失，提醒人们对有机外墙保温材料的使用必须要有足够的慎重。无机外墙保温材料很好的解决了有机外墙保温材料的易燃烧问题，大多数能达到A级防火阻燃的标准。但无机外墙保温材料通常密度较大，导热系数高，保温性能有待加强。为提高无机外墙保温材料的绝热性能，降低导热系数，通常方法为降低无机外墙保温材料的表观密度(表观容重)，加入了轻质保温材料，如申请号为201110168767.1，200710304328.2等专利采用了发泡混凝土或发泡氯化镁等为保温材料，另外一些方法采用低密度保温材料，如石棉、玻化微珠、陶粒、蛭石、膨胀珍珠岩等材料。这些材料多孔导热系数较低，如申请号为201110027771.6，200610012729.6等采取了添加玻化微珠的方法保温。但是，这些材料多孔，强度较低，以目前的生产工艺，用这些材料制作的外墙保温板/砖强度相应较低，既不能满足工程需要，又易产生安全隐患，为提高其强度，需添加过量胶凝材料及辅助胶凝材料，又会大大地增加其导热系数。

发明内容

本发明的目的是：在制备外墙保温面砖的基底保温层时在无机轻质材料添加部分纳米材料，对其进行改性，以提高其抗压、抗裂、抗剪强度以及粘接强度，再在基底保温层上用涂料装饰，以获得一种含纳米材料的高强度、高绝热和很高装饰效果的外墙无机保温装饰面砖。

本发明的技术方案是：制备基底保温层时在无机轻质材料添加部分纳米材料，对其进行改性，以提高其抗压、抗裂、抗剪强度以及粘接强度，再在基底保温层上进行底涂、中涂和装饰面涂，以获得一种含纳米材料的高强度、高绝热外墙无机保温装饰面砖。

外墙无机保温装饰面砖基底保温层的主要制备工艺为在以水泥、辅助胶凝材料、高分子粘合剂、无机轻质保温材料、纤维以及水的混合体系中添加并均匀混合粒径在纳米级的纳米材料，混合体系经加压成型。外墙无机保温面砖基底保温层成型后经有机高分子材料交联过程和水泥水化干燥过程即成外墙保温面砖的基底保温层。针对上述配方，为减少水泥用量，增加和易性，在制备时加入减水剂。为加快水泥初凝速度，提高早期强度，缩短工期可加入适量早强剂。

纳米材料的数均粒径应该在150nm以下，最好在80nm以下，加入量可以占总重量的0.1％至25％，纳米材料包括但不限于以下纳米材料中的一种或几种混合物：纳米碳酸钙粉末、纳米二氧化钛粉末、纳米二氧化硅粉末、纳米膨润土粉末、纳米粉煤灰粉末、纳米高岭土粉末、纳米碳酸镁粉末、纳米氧化镁粉末、纳米硫酸钡微粒、纳米粘接剂微粒、纳米氧化铁微粒、纳米氧化铝微粒和纳米硅酸钙微粒。

在上述配方中所述的水泥可以是但不限于硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、白水泥等一种或它们的两种及两种以上混合物。

在上述配方中所述的辅助胶凝材料可以是但不限于石灰石粉、天然火山灰、粉煤灰、硅灰、矿渣粉及磷渣粉。