[發明專利]一種水性納米隔熱保溫材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310063179.0
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103087605A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 張立德;嚴素榮;張寶忠;郭金輝
• 申請（專利權）人: 北京中科捷達納米應用科技有限公司
• 主分類號: C09D133/00
• 分類號: C09D133/00;C09D133/08;C09D7/12;C09D5/00
• 代理公司: 北京君智知識產權代理事務所 11305
• 代理人: 向華

【技術領域】

本發明屬于一種水性納米建筑隔熱保溫材料技術領域。更具體地，本發明涉及一種由無機納米材料、玻璃空心微球、無機超微材料和丙烯酸乳液等復合的建筑用的水性納米隔熱保溫材料。

【背景技術】

目前，我國高能耗建筑占建筑總面積的95%以上，單位面積采暖能耗相當于氣候條件相近發達國家的2~3倍，建筑耗能巨大。所以，中華人民共和國建設部第143號令《民用建筑節能管理規定》，規定我國的城市建設中要求在規劃、設計、建造和使用中，必須執行建筑節能標準，建筑構筑物必須進行隔熱保溫工程處理。但是，由于傳統的建筑隔熱保溫材料，例如EPS板、XPS板、PU硬泡等有機隔熱保溫材料，因受材料自身性能的限制，缺乏科技含量，建筑工程使用工藝復雜、綜合成本高、效果差，這種傳統的被動式的隔熱保溫方法，造成極大的資源和能源的浪費，嚴重地影響和限制了我國建筑隔熱保溫節能技術、材料工業領域整體技術水平和國民經濟的發展。

傳統的建筑隔熱保溫材料，例如EPS板、XPS板、PU硬泡等有機隔熱保溫材料防火性能較差。近年來，我國連續發生的建筑外保溫工程重大火災事故，損失嚴重，在全國范圍內造成了嚴重影響。針對這些重大火災事故，住建部、公安部明確規定，我國民用建筑外墻隔熱保溫材料必須采用燃燒性能為A級或B1級，高度小于24m的建筑，其保溫材料燃燒性能不應低于B2級，同時設置防火隔離帶，這就大大限制了傳統的建筑隔熱保溫材料在建筑工程中的應用范圍。無機保溫材料，例如巖棉、礦棉、玻璃棉、泡沫混凝土、玻化微珠等，雖然燃燒性能達到A級，但是導熱系數較差，保溫性能欠佳，甚至遇水失效，單獨使用很難達到理想的隔熱保溫節能效果。

發展隔熱保溫優異，防火安全、環保兼顧的環境友好型水性納米隔熱保溫材料技術，將無機納米材料與無機隔熱保溫材料復合，配以成膜和功能助劑，制備成一種漿液狀、熱工性能可調的隔熱保溫材料。這種主動隔熱保溫節能技術和材料，可以大大提高無機材料的隔熱保溫效果，并具有優異的環保和防火性能。這是國內外建筑隔熱保溫節能技術、材料重點研究課題和發展方向，更是建筑隔熱保溫節能工程市場的未來發展趨勢。

【發明內容】

[要解決的技術問題]

本發明的目的是提供一種水性納米隔熱保溫材料。

本發明的另一個目的是提供所述水性納米隔熱保溫材料的制備方法。

[技術方案]

本發明是通過下述技術方案實現的。

本發明是利用納米技術和納米材料對傳統的無機隔熱保溫材料進行復合、改性處理，制備出一種用于建筑隔熱保溫工程的水性納米隔熱保溫材料。作為傳統的建筑隔熱保溫材料的升級換代材料和改變傳統建筑隔熱保溫工程的施工工藝。

因為阻隔型隔熱保溫材料涂裝成膜后涂膜中充滿孔隙，涂膜的干密度很低，所以具有很好的阻熱性能。眾所周知，密度越高、鋼性越強的材料，其傳熱系數越大，傳熱速度越快。反之，柔性越好、結構越蓬松的材料，其導熱系數越小，溫度傳導的速度越慢，這是決定熱工技術性能指標的主要因素。由于蓬松的柔軟材料，其組織密度疏松，結構中的空隙充滿了空氣，而空氣的導熱系數是最小的，所以材料的傳熱系數最小，隔熱保溫的效果越好。根據材料熱工效應的這一特性，在傳統隔熱保溫材料的選擇上，均以柔性好的蓬松材料為最佳選擇（如：礦棉、巖棉、玻璃棉、聚苯、EPS、XPS、PU硬泡等材料），成為建筑和工業使用的傳統保溫隔熱材料。

但是，上述材料因受自身性能的限制，只能利用材料自身性能進行隔熱保溫處理。由于這種單一被動的隔熱保溫技術缺乏科技含量，因此造成施工受限，使用效果較差，并且存在防火消防的安全隱患。

針對傳統隔熱保溫材料技術缺陷，本發明的水性納米隔熱保溫材料，首先利用無機材料不燃燒的特性，采用無機超微材料和玻璃空心微球作阻隔導熱的基礎材料，使隔熱保溫材料具備了不燃燒性，同時造成水性納米隔熱保溫材料的無機主體結構充滿了含有氣體的空間，有效的阻止溫度的傳導；并且利用大比表面積的高孔隙的多孔無機納米SiO₂與水性乳液（有機的成膜物質）復合，使密度大的水性乳液（有機的成膜物質）和固體材料大顆粒的間隙被高孔隙的多孔無機納米SiO₂填充，在大量的多孔無機納米SiO₂高孔隙率形成的超微含氣閉孔負空間，并在閉孔熱容儲熱保溫性能和低傳導的作用下及納米微米材料多效應組合的協同作用下，產生隔熱和儲熱保溫增強效應，顯著地提高了無機材料的隔熱保溫技術性能，達到隔熱、儲熱保溫的理想效果。