[发明专利]一种复合聚苯乙烯珠粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑物节能技术领域，具体涉及一种复合聚苯乙烯珠粒及其制备方法。

背景技术

工业、交通、建筑是能源消耗三大领域，经济越发达，交通和建筑消耗的能源比例就越高。建筑行业是一个耗能的大户，各种建筑材料在生产过程中需要消耗大量能源，建筑物在使用过程中还将不断地消耗能源，用来保证在建筑物内部创造一个适合人们生活、生产的环境，。由于建筑物使用寿命至少50年，所以建筑在长期使用过程中的能源消耗比生产建筑材料的能耗更可观。

根据北美和欧洲发达国家的统计，建筑物能耗要占社会总能耗的30％至40％。冬、夏两季室内温度与室外的温度之间的差别很大，正是这个室、内外的温差导致能量以热的形式流出或流入室内，为了创造一个舒适的室内环境，就要靠供暖制冷的空调系统来补充这个能量损失的，所以空调设备是消耗能量的大户。

达到建筑物节能的目的可从两方面入手，一是提高建筑物自身的隔热保温能力；二是提高供暖制冷的空调系统的效率。前者减少流入或流出的热量；后者可以减少产出同样热(冷)量的能量消耗。

从我国气候分区图可以看到：除面积很小的终年气候温和的地区外，我国绝大部分国土上的建筑物都需要采取一定的技术措施来保证室内在冬、夏两季保持舒适环境。北方的寒冷地区主要考虑冬季供暖，南方的炎热地区主要考虑夏季制冷，而长江流域的夏热、冬冷地区则要兼顾夏季制冷和冬季供暖。

目前世界各国均对节约能源与保护环境不断提高要求，对建筑物维护结构保温的要求也在日益增强，涌现出多种解决方案，其中以外墙外保温技术的发展最为迅速。外墙保温和装饰系统(EIFS)可用于商业建筑和民用住宅，是集保温、隔音、装饰效果为一体的轻质、环保型非承重性外围护建筑墙体系统，还能够防止潮气侵入内墙。与其它的覆层产品相比，这种系统可以提供优异的能源利用效率、设计灵活性和创意性，是新建筑物和老建筑物改造项目最经济的节能方法之一。

在国家节能政策的推动下，借鉴了国外先进技术的基础，京、津地区以及东北、西北地区率先大规模的应用推广了EIFS系统，取得了良好的社会与经济效益。在历经十余年的发展与自身不断完善的基础上，目前真正获得大规模应用且达成社会共识的EIFS系统主要有EPS、XPS聚苯板体系和胶粉聚苯颗粒体系两个体系。

胶粉聚苯颗粒保温体系是充分利用了可发性聚苯乙烯珠粒导热系数低、化学性质稳定、耐腐蚀性优良等特点，把它作为隔热保温体系的轻骨料，同时配以可分散胶粉、化学或天然纤维、纤维素醚等改性剂与普通水泥及其配料复配而成，是一种新型建筑干拌砂浆。既能替代传统的混合抹灰砂浆，又具有良好的节能效果，且施工简便、经济实用，因此获得广泛的认同和大规模的应用。

地处长江流域的夏热冬冷地区与北方的寒冷地区相比较，一年中室内、外的温差较小，基本上在10至15℃之间；也就是说，采用较薄的隔热保温层就可达到预期的节能效果，因此，胶粉聚苯颗粒保温系统虽在北方地区备受争议，但在长江流域及以南地区尚不失为一种有效的、简便经济的建筑物节能方法。

胶粉聚苯颗粒干拌砂浆在获得了广泛的认同和大规模工业应用的同时，所存在的缺陷和不足在实际应用中还较突出，具体体现如下：

1.聚苯颗粒与砂浆的粘接强度较低

胶粉聚苯颗粒干拌砂浆是将化学或物理发泡的聚苯珠粒以较高的堆集密度均匀地分散于聚合物改性砂浆之中，利用发泡聚苯乙烯珠粒中所包容的气体来阻隔热传导，从而获得隔热保温效果。

传统意义上的普通水泥砂浆是复相无机脆性材料，各集料之间的结合力较低，聚合物改性砂浆中添加了可分散聚合物，它既可以提高集料间的粘接强度，又可使水泥砂浆由脆性向韧性转变。

聚苯乙烯珠粒与聚合物改性砂浆间的有效粘接是确保胶粉聚苯颗粒干拌砂浆体系的物理—机械性能和节能保温效果的重要因素。聚苯乙烯材料是一种非极性高聚物，其化学性质是惰性，与极性材料相比而言，它是一种不易粘接的材料。聚合物改性砂浆中添加的乙烯—醋酸乙烯可分散性胶粉虽是一种极性材料，但在商品化砂浆中含量很低，而在聚苯乙烯珠粒与砂浆的体积比中，砂浆所占份额又很低，所以，用很少的改性砂浆去充分包覆大量非极性的聚苯乙烯珠粒，并实现有效粘接，在理论上和应用中均较为困难。在实践中我们发现：一些能够确保导热系数的实样，在剖开抹面砂浆和网格布后，它们的保温层珠粒与砂浆的粘接强度很低，用手指就可将聚苯乙烯珠粒挖出。