周 沫 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)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(jiǎn)稱(chēng)，又稱(chēng)水性納米中空玻璃微珠保溫隔熱材料，是近年來(lái)出現(xiàn)的新型建筑用保溫隔熱材料。該材料實(shí)際上是涂料類(lèi)材料，通過(guò)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(jìn)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(jī)理的性能特征，又具有反射隔熱涂料以熱反射為隔熱機(jī)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(lèi)或板材類(lèi)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(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(mǎn)足JG/T 210—2007《建筑內(nèi)外墻用底漆》標(biāo)準(zhǔn)的涂料，面涂涂料則是能夠滿(mǎn)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(diǎn)。

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(yáng)光和遠(yuǎn)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(jī)理和以紅外光反射為反射隔熱機(jī)理的雙重保溫隔熱機(jī)理。這種雙重保溫隔熱機(jī)理體現(xiàn)在材料性能方面，就是當(dāng)施工成保溫隔熱涂層后其對(duì)熱流的流動(dòng)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(shí)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(shí)用價(jià)值。

HMT中空玻璃微珠中間層材料的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)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(shí)不需要像通常的漿料類(lèi)保溫材料那樣加水?dāng)嚢?，除了可以?jiǎn)化施工操作和能夠更有效地保證工程質(zhì)量外，施工時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生二次粉塵污染，而且材料本身的貯存更為簡(jiǎn)便、安全，在有效貯存期內(nèi)材料的質(zhì)量不會(huì)像水泥基材料那樣因貯存時(shí)間延長(zhǎng)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(biāo)準(zhǔn)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(chēng)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(jī)進(jìn)行生產(chǎn)。其生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)膏狀建筑墻面膩?zhàn)?、膏狀合成?shù)脂乳液砂壁狀建筑涂料等產(chǎn)品所使用的設(shè)備類(lèi)似，如立式膩?zhàn)痈鄶嚢铏C(jī)（自動(dòng)電子計(jì)量）、臥式自動(dòng)翻轉(zhuǎn)型真石漆攪拌機(jī)、立式真石漆攪拌機(jī)等。這類(lèi)設(shè)備品種、型號(hào)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(shí)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(wèn)題。

除了主要生產(chǎn)設(shè)備外，還需要一些輔助設(shè)備，如計(jì)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(shí)易揚(yáng)塵，安裝設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮造成負(fù)壓投料條件，以滿(mǎn)足生產(chǎn)車(chē)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(diǎn)

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(guò)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(guò)程，操作簡(jiǎn)單。下面簡(jiǎn)述其生產(chǎn)過(guò)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(shí)，先向攪拌機(jī)中投入水、防霉劑和羥乙基纖維素（流變?cè)龀韯?，開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)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(yàn)，物料為透明膠液，無(wú)可見(jiàn)不溶物）。

（2） 向攪拌機(jī)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(jī)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(jí)pH試紙測(cè)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(dāng)增加氨水的用量。

（4） 向攪拌機(jī)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(jìn)行出廠檢驗(yàn)。

4.2 出廠檢驗(yàn)

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(yàn)項(xiàng)目包括容器中狀態(tài)、施工性、固含量、密度、外觀、干燥時(shí)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(duì)這些項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)。待出廠檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行包裝、入庫(kù)等操作工序。

5 生產(chǎn)中的注意要點(diǎn)

（1） 防霉劑的投料順序問(wèn)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(jī)物質(zhì)，因而該材料在貯存過(guò)程中如果防霉措施不當(dāng)，是極易發(fā)生霉變的。除了在配方設(shè)計(jì)時(shí)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(guò)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(jìn)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(wèn)題

當(dāng)生產(chǎn)時(shí)使用的不是羥乙基纖維素而是甲基纖維素醚時(shí)，應(yīng)將其先溶解成溶液后再投料。這是因?yàn)榧谆w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(xì)粉狀的甲基纖維素醚投入攪拌機(jī)中，細(xì)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(huì)包裹大量不溶解的纖維素醚而結(jié)成團(tuán)、塊，而此時(shí)再要溶解這樣的團(tuán)、塊就非常困難了。

（3） 中空玻璃微珠的用量控制問(wèn)題

中空玻璃微珠的密度直接影響產(chǎn)品的干密度、強(qiáng)度和導(dǎo)熱系數(shù)等性能指標(biāo)，每批產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果決定是否對(duì)配方用量進(jìn)行調(diào)整。

（4） 攪拌時(shí)間問(wèn)題

為了保證物料充分?jǐn)嚢杈鶆?，中空玻璃微珠投料后的攪拌時(shí)間應(yīng)不少于5 min。

（5） 計(jì)量誤差問(wèn)題

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

6 結(jié)語(yǔ)

（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(shí)不需要加水?dāng)嚢?，在有效貯存期內(nèi)材料不會(huì)因貯存時(shí)間延長(zhǎng)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?zhàn)痈鄶嚢铏C(jī)、臥式自動(dòng)翻轉(zhuǎn)型真石漆攪拌機(jī)、立式真石漆攪拌機(jī)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(guò)程，操作簡(jiǎn)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(wèn)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(shí)間和計(jì)量誤差控制等。