[发明专利]一种水性纳米隔热保温材料及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明属于一种水性纳米建筑隔热保温材料技术领域。更具体地，本发明涉及一种由无机纳米材料、玻璃空心微球、无机超微材料和丙烯酸乳液等复合的建筑用的水性纳米隔热保温材料。

【背景技术】

目前，我国高能耗建筑占建筑总面积的95%以上，单位面积采暖能耗相当于气候条件相近发达国家的2~3倍，建筑耗能巨大。所以，中华人民共和国建设部第143号令《民用建筑节能管理规定》，规定我国的城市建设中要求在规划、设计、建造和使用中，必须执行建筑节能标准，建筑构筑物必须进行隔热保温工程处理。但是，由于传统的建筑隔热保温材料，例如EPS板、XPS板、PU硬泡等有机隔热保温材料，因受材料自身性能的限制，缺乏科技含量，建筑工程使用工艺复杂、综合成本高、效果差，这种传统的被动式的隔热保温方法，造成极大的资源和能源的浪费，严重地影响和限制了我国建筑隔热保温节能技术、材料工业领域整体技术水平和国民经济的发展。

传统的建筑隔热保温材料，例如EPS板、XPS板、PU硬泡等有机隔热保温材料防火性能较差。近年来，我国连续发生的建筑外保温工程重大火灾事故，损失严重，在全国范围内造成了严重影响。针对这些重大火灾事故，住建部、公安部明确规定，我国民用建筑外墙隔热保温材料必须采用燃烧性能为A级或B1级，高度小于24m的建筑，其保温材料燃烧性能不应低于B2级，同时设置防火隔离带，这就大大限制了传统的建筑隔热保温材料在建筑工程中的应用范围。无机保温材料，例如岩棉、矿棉、玻璃棉、泡沫混凝土、玻化微珠等，虽然燃烧性能达到A级，但是导热系数较差，保温性能欠佳，甚至遇水失效，单独使用很难达到理想的隔热保温节能效果。

发展隔热保温优异，防火安全、环保兼顾的环境友好型水性纳米隔热保温材料技术，将无机纳米材料与无机隔热保温材料复合，配以成膜和功能助剂，制备成一种浆液状、热工性能可调的隔热保温材料。这种主动隔热保温节能技术和材料，可以大大提高无机材料的隔热保温效果，并具有优异的环保和防火性能。这是国内外建筑隔热保温节能技术、材料重点研究课题和发展方向，更是建筑隔热保温节能工程市场的未来发展趋势。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种水性纳米隔热保温材料。

本发明的另一个目的是提供所述水性纳米隔热保温材料的制备方法。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明是利用纳米技术和纳米材料对传统的无机隔热保温材料进行复合、改性处理，制备出一种用于建筑隔热保温工程的水性纳米隔热保温材料。作为传统的建筑隔热保温材料的升级换代材料和改变传统建筑隔热保温工程的施工工艺。

因为阻隔型隔热保温材料涂装成膜后涂膜中充满孔隙，涂膜的干密度很低，所以具有很好的阻热性能。众所周知，密度越高、钢性越强的材料，其传热系数越大，传热速度越快。反之，柔性越好、结构越蓬松的材料，其导热系数越小，温度传导的速度越慢，这是决定热工技术性能指标的主要因素。由于蓬松的柔软材料，其组织密度疏松，结构中的空隙充满了空气，而空气的导热系数是最小的，所以材料的传热系数最小，隔热保温的效果越好。根据材料热工效应的这一特性，在传统隔热保温材料的选择上，均以柔性好的蓬松材料为最佳选择（如：矿棉、岩棉、玻璃棉、聚苯、EPS、XPS、PU硬泡等材料），成为建筑和工业使用的传统保温隔热材料。

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进行隔热保温处理。由于这种单一被动的隔热保温技术缺乏科技含量，因此造成施工受限，使用效果较差，并且存在防火消防的安全隐患。

针对传统隔热保温材料技术缺陷，本发明的水性纳米隔热保温材料，首先利用无机材料不燃烧的特性，采用无机超微材料和玻璃空心微球作阻隔导热的基础材料，使隔热保温材料具备了不燃烧性，同时造成水性纳米隔热保温材料的无机主体结构充满了含有气体的空间，有效的阻止温度的传导；并且利用大比表面积的高孔隙的多孔无机纳米SiO₂与水性乳液（有机的成膜物质）复合，使密度大的水性乳液（有机的成膜物质）和固体材料大颗粒的间隙被高孔隙的多孔无机纳米SiO₂填充，在大量的多孔无机纳米SiO₂高孔隙率形成的超微含气闭孔负空间，并在闭孔热容储热保温性能和低传导的作用下及纳米微米材料多效应组合的协同作用下，产生隔热和储热保温增强效应，显著地提高了无机材料的隔热保温技术性能，达到隔热、储热保温的理想效果。