一种改性玻化微珠和含有该改性玻化微珠的保温砂浆的制作方法

1.本发明涉及建筑保温材料技术领域，具体涉及一种改性玻化微珠和含有该改性玻化微珠的保温砂浆及其制备方法。


背景技术：

2.保温砂浆是实现建筑外墙保温隔热的重要功能材料，传统的保温砂浆是以各种轻质材料为骨料，以水泥为胶凝料，掺和一些改性添加剂，经搅拌混合而制成的一种预拌干粉砂浆，但其防水性与强度均较低，难以满足一些特殊工程的要求。为了提高保温砂浆的性能，学术界与工业界进行了长期的研究和探索，其中一种有效的方法就是利用改性的玻化微珠提高保温砂浆的强度与防水性。玻化微珠是一种酸性玻璃质熔岩矿物质(松脂岩矿砂),经过特种技术处理和一系列生产工艺加工形成内部多孔、表面玻化封闭，呈球状体细轻颗粒，是一种具有高性能的新型无机轻质保温材料，具有质轻、隔热防火、耐高低温、抗老化、吸水率小等优良特性。以玻化微珠为轻质骨料、玻化微珠保温胶粉料按一定比例搅拌均匀混合而成的玻化微珠保温砂浆，具有强度高、质轻、保温、隔热好、电绝缘性能好、耐磨、耐腐蚀、防辐射等显著特点。如申请号为cn201510875907.7的发明专利公开了一种改性保温砂浆，其包括如下重量百分比含量的各组分：水泥30～47％，矿渣微粉19～25％，改性玻化微珠15～25％，有机粘结剂1～5％，灰钙粉15～25％，抗裂助剂1～5％，保水剂0.5～2％，憎水剂1～5％。该发明的技术方案虽然在一定程度上提升了玻化微珠保温砂浆的性能，但提升效果不够明显。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防水性能及抗压强度更优的改性玻化微珠保温砂浆。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
4.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，10～15份改性玻化微珠，40～50份水泥，20～25份煤灰，1～2份羧甲基纤维素醚，2～3份木质素纤维，10～20份6#砂，159～199份水。
5.作为上述方案的优选，所述保温砂浆包含以下组分：按质量百分比计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
6.所述保温砂浆采用以下方法制备而成：将改性玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
7.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中，搅拌均匀后，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸泡其中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到改性玻化微珠。
8.所述超疏水乳液购于疏科纳米疏水科技(嘉兴)有限公司，产品型号为cn02s。
9.作为上述方案的优选，纳米二氧化硅与超疏水乳液的质量比为6
‰
～8
‰
。
10.作为上述方案的进一步优选，纳米二氧化硅与超疏水乳液的质量比为7
‰
。
11.作为上述方案的优选，玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
12.作为上述方案的优选，所述纳米二氧化硅的粒径为20～1000nm。
13.作为上述方案的进一步优选，所述纳米二氧化硅的粒径为50～500nm。
14.超疏水乳液是一种具有极高疏水性的液体，通常由疏水性表面活性剂或聚合物组成。当二氧化硅溶于超疏水乳液时，二氧化硅颗粒表面会被乳液中的疏水性物质包裹，形成一层保护膜。这层膜可以阻挡水分和其他液体的渗透，从而提高保温砂浆的疏水性能。而玻化微珠具有良好的抗压强度。在混合搅拌的过程中，玻化微珠被均匀地分散在保温砂浆中，并且填充在砂浆中的空隙中。这样做可以增加保温砂浆的整体强度和稳定性，提高其抗压能力。同时，二氧化硅是一种优良的绝缘材料，具有较低的导热性。将二氧化硅溶解在超疏水乳液中，并与其他组分混合制成保温砂浆，可以使二氧化硅均匀地分散在砂浆中，并形成导热路径的障碍。这样可以阻止热量在保温砂浆中的传导，从而降低整体的导热性能。
15.综上所述，本发明具有以下有益效果：
16.本发明通过纳米二氧化硅乳液制备改性玻化微珠，通过科学配比，与其他组分混合制备得到该玻化微珠保温砂浆，所得保温砂浆具有导热系数小、吸水率低、抗压强度高的特点，具有很好的保温隔热性能，且防水性好，坚固耐用，可用于建筑保温材料技术领域，提升工程质量。
具体实施方式
17.实施例1
18.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
19.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为50nm的纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
20.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为7:1000。
21.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
22.所述保温砂浆的制备方法为：将改性后的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
23.实施例2
24.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
25.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为100nm的纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
26.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为7:1000。
27.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
28.所述保温砂浆的制备方法为：将改性后的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在
干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
29.实施例3
30.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
31.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为300nm的纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
32.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为7:1000。
33.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
34.所述保温砂浆的制备方法为：将改性后的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
35.实施例4
36.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
37.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为500nm的纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
38.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为7:1000。
39.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
40.所述保温砂浆的制备方法为：将改性后的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
41.实施例5
42.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
43.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为300nm的纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
44.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为6:1000。
45.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
46.所述保温砂浆的制备方法为：将改性后的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
47.实施例6
48.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
49.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为300nm的纳米二氧化硅溶于
超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
50.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为7:1000。
51.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
52.所述保温砂浆的制备方法为：将改性后的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
53.实施例7
54.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
55.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为300nm的纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
56.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为8:1000。
57.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
58.所述保温砂浆的制备方法为：将改性后的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
59.实施例8
60.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，15份改性玻化微珠，45份水泥，25份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，3份木质素纤维，17份6#砂，159份水。
61.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为300nm的纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
62.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为7:1000。
63.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
64.所述保温砂浆的制备方法为：将改性后的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
65.实施例9
66.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，50份水泥，20份煤灰，2份羧甲基纤维素醚，2份木质素纤维，20份6#砂，199份水。
67.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为300nm的纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
68.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为7:1000。
69.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
70.所述保温砂浆的制备方法为：将改性后的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温
砂浆。
71.实施例10
72.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，10份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，159份水。
73.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为300nm的纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
74.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为7:1000。
75.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
76.所述保温砂浆的制备方法为：将改性后的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
77.对比例1
78.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
79.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为7nm的纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
80.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为7:1000。
81.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
82.所述保温砂浆的制备方法为：将改性后的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
83.对比例2
84.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
85.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为12nm的纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
86.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为7:1000。
87.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
88.所述保温砂浆的制备方法为：将改性后的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
89.对比例3
90.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
91.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为1000nm的纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化
硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
92.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为7:1000。
93.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
94.所述保温砂浆的制备方法为：将改性后的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
95.对比例4
96.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
97.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将玻化微珠浸于超疏水乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
98.所述玻化微珠与超疏水乳液的质量比为7:1000。
99.所述保温砂浆的制备方法为：将改性后的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
100.对比例5
101.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份未改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
102.所述保温砂浆的制备方法为：将未改性的玻化微珠和除了水以外的其他各组分在干粉搅拌机搅拌均匀，得到混合料，然后向所得混合料中加入水搅拌均匀，即制备得到保温砂浆。
103.对比例6
104.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
105.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为300nm的纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
106.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为1:1000。
107.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
108.对比例7
109.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
110.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为300nm的纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
111.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为3:1000。
112.所述玻化微珠与超疏水乳液的体积比为3:10。
113.对比例8
114.一种保温砂浆，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤
灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。
115.所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将粒径为300nm纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中并搅拌均匀，得到纳米二氧化硅乳液，然后将玻化微珠浸于所述纳米二氧化硅乳液中，缓慢搅拌浸泡24h后干燥，得到所述改性玻化微珠。
116.所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为9:1000。
117.将上述实施例和对比例制备的保温砂浆进行如下性能测试：
118.根据gb/t 20473-2021《建筑保温砂浆》进行导热系数测试和抗压强度试验，并根据gb/t 5486《无机硬质绝热制品试验方法》进行体积吸水率的测定。每个实施例及对比例均取5组进行试验，测试结果取平均值，如下表所示。
119.实施例3与对比例4～5相比，说明加入经过二氧化硅乳液改性的玻化微珠能够明显提升本发明所述保温砂浆的防水性、保温性、稳定性，而加入仅经过超疏水乳液改性的玻化微珠的保温砂浆性能提升效果不明显。
120.实施例1～4与对比例1～3相比，说明在对玻化微珠进行改性的二氧化硅乳液中二氧化硅的粒径在50～500nm时，所改性的玻化微珠对本发明所述保温砂浆的性能提升效果最佳。
121.实施例5～7与对比例6～8相比，说明对玻化微珠进行改性的二氧化硅乳液中玻化微珠与超疏水乳液的质量比在6
‰
～8
‰
时，所改性的玻化微珠对本发明所述保温砂浆的性能提升效果最佳。
122.
技术特征：
1.一种改性玻化微珠，其特征在于：包括玻化微珠本体，所述玻化微珠本体外部包覆有纳米二氧化硅，所述玻化微珠本体以及纳米二氧化硅表面和/或两者之间包覆有超疏水乳液。2.如权利要求1所述的改性玻化微珠，其特征在于：所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中，搅拌均匀后，将玻化微珠浸泡其中，缓慢搅拌浸泡后干燥，得到改性玻化微珠。3.如权利要求1或2所述的改性玻化微珠，其特征在于：所述纳米二氧化硅的粒径为20～1000nm。4.如权利要求3所述的改性玻化微珠，其特征在于：所述纳米二氧化硅的粒径为50～500nm。5.如权利要求1或2所述的改性玻化微珠，其特征在于：所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为1
‰
～10
‰
。6.如权利要求5所述的改性玻化微珠，其特征在于：所述二氧化硅与超疏水乳液的质量比为6
‰
～8
‰
。7.一种保温砂浆，其特征在于：包含权利要求1～6任意一项所述的改性玻化微珠。8.如权利要求7所述的保温砂浆，其特征在于，包含以下组分：按质量份计，10～15份改性玻化微珠，40～50份水泥，20～25份煤灰，1～2份羧甲基纤维素醚，2～3份木质素纤维，10～20份6#砂，159～199份水。9.如权利要求8所述的保温砂浆，其特征在于，包含以下组分：按质量份计，13份改性玻化微珠，45份水泥，22份煤灰，1份羧甲基纤维素醚，2.5份木质素纤维，17份6#砂，164份水。10.一种改性玻化微珠保温砂浆的制备方法，其特征在于：将除了水以外的各组分在干粉搅拌机搅拌均匀后得到混合料，然后向所得混合料中加入水，即制备得到保温砂浆；各组分比例按质量份计，10～15份改性玻化微珠，40～50份水泥，20～25份煤灰，1～2份羧甲基纤维素醚，2～3份木质素纤维，10～20份6#砂，水量为干粉质量的159～199份水。

技术总结
本发明涉及建筑保温材料技术领域，具体涉及一种改性玻化微珠和含有该改性玻化微珠的保温砂浆及其制备方法，该技术方案如下：一种改性玻化微珠，其特征在于：包括玻化微珠本体，所述玻化微珠本体外部包覆有纳米二氧化硅，所述玻化微珠本体以及纳米二氧化硅表面和/或两者之间包覆有超疏水乳液。所述改性玻化微珠采用以下方法制备而成：将纳米二氧化硅溶于超疏水乳液中，搅拌均匀后，将玻化微珠浸泡其中，缓慢搅拌浸泡后干燥，得到改性玻化微珠。一种保温砂浆，其特征在于，包含以下组分：按质量份计，10～15份改性玻化微珠，40～50份水泥，20～25份煤灰，1～2份羧甲基纤维素醚，2～3份木质素纤维，10～20份6#砂，水量为干粉质量的60％～65％。本发明通过纳米二氧化硅乳液制备改性玻化微珠，通过科学配比，与其他组分混合制备得到该玻化微珠保温砂浆，所得保温砂浆具有导热系数小、吸水率低、抗压强度高的特点，能够很好地提升工程质量。好地提升工程质量。


技术研发人员：张海棠 王晓明 谭经朋 魏燕 许昌 孟春兰 金玲琴
受保护的技术使用者：湖州绿色新材股份有限公司
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/8/13