HMT中空玻璃微珠中間層材料的生產(chǎn)技術(shù)要點

周 沫 （安徽省建筑科學研究設(shè)計院，安徽合肥 230001）

0 引言

HMT中空玻璃微珠材料是工程用中空玻璃微珠保溫隔熱材料（hollow glass microspheres thermal insulation material for engineering）的簡稱，又稱水性納米中空玻璃微珠保溫隔熱材料，是近年來出現(xiàn)的新型建筑用保溫隔熱材料。該材料實際上是涂料類材料，通過批涂或者噴涂的方式施工于外墻面而形成保溫隔熱涂層，進而賦予外墻面保溫隔熱效果。該材料既具有普通保溫隔熱材料以熱傳導(dǎo)為傳熱機理的性能特征，又具有反射隔熱涂料以熱反射為隔熱機理的性能特征，因而其在生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)方面既不同于漿料類或板材類保溫隔熱材料，又不同于建筑反射隔熱涂料，而是有其自身的特點與要求。

1 HMT材料的定義與性能特征

1.1 HMT材料的定義

根據(jù)建工行業(yè)標準JG/T 517—2017《工程用中空玻璃微珠保溫隔熱材料》的定義，HMT材料是由底涂涂料、中空玻璃微珠中間層材料和面涂涂料組成的、具有保溫隔熱功能的系統(tǒng)材料。其中，底涂涂料是指能夠滿足JG/T 210—2007《建筑內(nèi)外墻用底漆》標準的涂料，面涂涂料則是能夠滿足JG/T 235—2014《建筑反射隔熱涂料》要求的建筑反射隔熱涂料，其生產(chǎn)技術(shù)都已經(jīng)很成熟。下面主要介紹HMT中空玻璃微珠中間層材料的生產(chǎn)技術(shù)要點。

1.2 HMT中空玻璃微珠中間層材料的特征

HMT中空玻璃微珠中間層材料是一種外觀呈膏狀的保溫隔熱材料，由于使用中空玻璃微珠為功能性骨料，而中空玻璃微珠所形成的涂層既具有很低的導(dǎo)熱系數(shù)，又具有很高的太陽光和遠紅外光反射能力，所以HMT材料（涂層系統(tǒng)）具有以熱傳導(dǎo)為保溫隔熱機理和以紅外光反射為反射隔熱機理的雙重保溫隔熱機理。這種雙重保溫隔熱機理體現(xiàn)在材料性能方面，就是當施工成保溫隔熱涂層后其對熱流的流動能夠產(chǎn)生更高的綜合熱阻。這里所謂的綜合熱阻是指因熱傳導(dǎo)產(chǎn)生的實際熱阻和光反射產(chǎn)生的“等效熱阻”之和。因而，這種材料具有一定的實用價值。

HMT中空玻璃微珠中間層材料的應(yīng)用優(yōu)勢在于材料為膏狀，施工方法靈活，既可以采用批涂方法施工，也可以采用噴涂方法施工。施工時不需要像通常的漿料類保溫材料那樣加水攪拌，除了可以簡化施工操作和能夠更有效地保證工程質(zhì)量外，施工時也不會產(chǎn)生二次粉塵污染，而且材料本身的貯存更為簡便、安全，在有效貯存期內(nèi)材料的質(zhì)量不會像水泥基材料那樣因貯存時間延長而降低。

1.3 HMT中空玻璃微珠中間層材料的技術(shù)性能要求

根據(jù)建工行業(yè)標準JG/T 517—2017《工程用中空玻璃微珠保溫隔熱材料》的規(guī)定，HMT中空玻璃微珠中間層材料的技術(shù)性能要求如表1所示。

表1 HMT中空玻璃微珠中間層材料的技術(shù)性能要求Table 1 Technical performance requirements of HMT hollow glass microsphere intermediate material

2 HMT中空玻璃微珠中間層材料的基本組成及其作用

HMT中空玻璃微珠中間層材料的組成與建筑涂料極其相似，由成膜物質(zhì)（或稱之為粘結(jié)劑）、功能性填料、助劑以及分散介質(zhì)（水）等組成，其可選用的材料和功能作用如表2所示。

3 HMT中空玻璃微珠中間層材料生產(chǎn)用設(shè)備

HMT中空玻璃微珠中間層材料是一種膏狀材料，應(yīng)選擇適合于攪拌稠厚漿料的攪拌機進行生產(chǎn)。其生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)膏狀建筑墻面膩子、膏狀合成樹脂乳液砂壁狀建筑涂料等產(chǎn)品所使用的設(shè)備類似，如立式膩子膏攪拌機（自動電子計量）、臥式自動翻轉(zhuǎn)型真石漆攪拌機、立式真石漆攪拌機等。這類設(shè)備品種、型號很多，可根據(jù)產(chǎn)量、生產(chǎn)線配置等情況綜合考慮加以選擇，并應(yīng)考慮生產(chǎn)時能夠保證物料快速均勻混合、有效地消除攪拌死角以及物料掛壁等問題。

除了主要生產(chǎn)設(shè)備外，還需要一些輔助設(shè)備，如計量設(shè)備、包裝設(shè)備等。此外，由于中空玻璃微珠是粉狀材料，投料時易揚塵，安裝設(shè)備時應(yīng)考慮造成負壓投料條件，以滿足生產(chǎn)車間的環(huán)保要求。

表2 HMT中空玻璃微珠中間層材料的組成、可選用材料及其作用Table 2 Composition，optional materials and functions of HMT hollow glass microsphere intermediate material

4 HMT中空玻璃微珠中間層材料生產(chǎn)要點

HMT中空玻璃微珠中間層材料生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

圖1 HMT中空玻璃微珠中間層材料生產(chǎn)工藝流程示意圖Figure 1 Schematic diagram of the production process of HMT hollow glass microsphere intermediate layer material

4.1 HMT中空玻璃微珠中間層材料的生產(chǎn)過程

HMT中空玻璃微珠中間層材料的生產(chǎn)是一種物理混合過程，操作簡單。下面簡述其生產(chǎn)過程。

（1） 生產(chǎn)前，先檢查設(shè)備是否處于完好狀態(tài)，并檢查設(shè)備是否清潔等。

生產(chǎn)時，先向攪拌機中投入水、防霉劑和羥乙基纖維素（流變增稠劑），開動攪拌機攪拌均勻。在攪拌的狀態(tài)下再投入二分之一配方量的氨水，攪拌均勻直至羥乙基纖維素溶解（取樣檢驗，物料為透明膠液，無可見不溶物）。

（2） 向攪拌機中投入醇酯-12成膜助劑，并攪拌均勻。接著，再投入分散劑、丙二醇等攪拌均勻。

（3） 在低速攪拌下向攪拌機中投入聚丙烯酸酯乳液，用剩余的氨水調(diào)節(jié)物料的pH至7.0～8.0（以精密級pH試紙測量）。若配方中的氨水量不足以調(diào)節(jié)物料的pH至7.0～8.0，可適當增加氨水的用量。

（4） 向攪拌機中投入中空玻璃微珠，攪拌均勻，得到稠厚的混合料，即為HMT中空玻璃微珠中間層材料，取樣，進行出廠檢驗。

4.2 出廠檢驗

根據(jù)JG/T 517—2017《工程用中空玻璃微珠保溫隔熱材料》的規(guī)定，HMT中空玻璃微珠中間層材料的出廠檢驗項目包括容器中狀態(tài)、施工性、固含量、密度、外觀、干燥時間和初期干燥抗裂性等。HMT中空玻璃微珠中間層材料生產(chǎn)完成后，應(yīng)取樣對這些項目進行檢驗。待出廠檢驗合格后，方可進行包裝、入庫等操作工序。

5 生產(chǎn)中的注意要點

（1） 防霉劑的投料順序問題

由于材料中含有大量聚丙烯酸酯乳液、甲基纖維素醚、羥乙基纖維素等可供霉菌生存、繁殖的有機物質(zhì)，因而該材料在貯存過程中如果防霉措施不當，是極易發(fā)生霉變的。除了在配方設(shè)計時從防霉劑的選擇和用量的確定等方面予以注意外，在生產(chǎn)過程中還可以從投料順序上予以考慮。即先投水和防霉劑，這樣后期每次投入的材料均能夠進入高濃度的防霉劑溶液中，材料中的霉菌更易被殺滅。

（2） 甲基纖維素醚的投料問題

當生產(chǎn)時使用的不是羥乙基纖維素而是甲基纖維素醚時，應(yīng)將其先溶解成溶液后再投料。這是因為甲基纖維素醚具有能夠快速溶解于冷水或常溫水中的特性，如果直接將細粉狀的甲基纖維素醚投入攪拌機中，細粉狀的甲基纖維素醚一旦和水接觸，表面溶解的纖維素膠會包裹大量不溶解的纖維素醚而結(jié)成團、塊，而此時再要溶解這樣的團、塊就非常困難了。

（3） 中空玻璃微珠的用量控制問題

中空玻璃微珠的密度直接影響產(chǎn)品的干密度、強度和導(dǎo)熱系數(shù)等性能指標，每批產(chǎn)品生產(chǎn)時應(yīng)對其進行實時檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果決定是否對配方用量進行調(diào)整。

（4） 攪拌時間問題

為了保證物料充分攪拌均勻，中空玻璃微珠投料后的攪拌時間應(yīng)不少于5 min。

（5） 計量誤差問題

羥乙基纖維素、防霉劑和分散劑的用量都很少，卻會對產(chǎn)品性能產(chǎn)生顯著影響，因而其計量應(yīng)準確，確保計量誤差在設(shè)定的范圍內(nèi)。

6 結(jié)語

（1） HMT中空玻璃微珠中間層材料是一種新型建筑保溫隔熱材料，具有材料外觀為膏狀，施工方法靈活，施工時不需要加水攪拌，在有效貯存期內(nèi)材料不會因貯存時間延長而變質(zhì)等特征。

（2） HMT中空玻璃微珠中間層材料主要由成膜物質(zhì)、功能性填料、助劑（包括分散劑、流變、增稠劑、成膜助劑、防霉劑、凍融穩(wěn)定劑、pH調(diào)節(jié)劑等）和分散介質(zhì)組成。

（3） HMT中空玻璃微珠中間層材料的主要生產(chǎn)設(shè)備為立式膩子膏攪拌機、臥式自動翻轉(zhuǎn)型真石漆攪拌機、立式真石漆攪拌機等。

（4） HMT中空玻璃微珠中間層材料的生產(chǎn)是一種物理混合過程，操作簡單而且生產(chǎn)周期很短。

（5） HMT中空玻璃微珠中間層材料生產(chǎn)中需要注意的問題主要有防霉劑的投料順序、甲基纖維素醚的投料方法、中空玻璃微珠的用量控制、攪拌時間和計量誤差控制等。