HMT中空玻璃微珠中间层材料的生产技术要点

周 沫 （安徽省建筑科学研究设计院，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温隔热材料（hollow glass microspheres thermal insulation material for engineering）的简称，又称水性纳米中空玻璃微珠保温隔热材料，是近年来出现的新型建筑用保温隔热材料。该材料实际上是涂料类材料，通过批涂或者喷涂的方式施工于外墙面而形成保温隔热涂层，进而赋予外墙面保温隔热效果。该材料既具有普通保温隔热材料以热传导为传热机理的性能特征，又具有反射隔热涂料以热反射为隔热机理的性能特征，因而其在生产和应用技术方面既不同于浆料类或板材类保温隔热材料，又不同于建筑反射隔热涂料，而是有其自身的特点与要求。

1 HMT材料的定义与性能特征

1.1 HMT材料的定义

根据建工行业标准JG/T 517—2017《工程用中空玻璃微珠保温隔热材料》的定义，HMT材料是由底涂涂料、中空玻璃微珠中间层材料和面涂涂料组成的、具有保温隔热功能的系统材料。其中，底涂涂料是指能够满足JG/T 210—2007《建筑内外墙用底漆》标准的涂料，面涂涂料则是能够满足JG/T 235—2014《建筑反射隔热涂料》要求的建筑反射隔热涂料，其生产技术都已经很成熟。下面主要介绍HMT中空玻璃微珠中间层材料的生产技术要点。

1.2 HMT中空玻璃微珠中间层材料的特征

HMT中空玻璃微珠中间层材料是一种外观呈膏状的保温隔热材料，由于使用中空玻璃微珠为功能性骨料，而中空玻璃微珠所形成的涂层既具有很低的导热系数，又具有很高的太阳光和远红外光反射能力，所以HMT材料（涂层系统）具有以热传导为保温隔热机理和以红外光反射为反射隔热机理的双重保温隔热机理。这种双重保温隔热机理体现在材料性能方面，就是当施工成保温隔热涂层后其对热流的流动能够产生更高的综合热阻。这里所谓的综合热阻是指因热传导产生的实际热阻和光反射产生的“等效热阻”之和。因而，这种材料具有一定的实用价值。

HMT中空玻璃微珠中间层材料的应用优势在于材料为膏状，施工方法灵活，既可以采用批涂方法施工，也可以采用喷涂方法施工。施工时不需要像通常的浆料类保温材料那样加水搅拌，除了可以简化施工操作和能够更有效地保证工程质量外，施工时也不会产生二次粉尘污染，而且材料本身的贮存更为简便、安全，在有效贮存期内材料的质量不会像水泥基材料那样因贮存时间延长而降低。

1.3 HMT中空玻璃微珠中间层材料的技术性能要求

根据建工行业标准JG/T 517—2017《工程用中空玻璃微珠保温隔热材料》的规定，HMT中空玻璃微珠中间层材料的技术性能要求如表1所示。

表1 HMT中空玻璃微珠中间层材料的技术性能要求Table 1 Technical performance requirements of HMT hollow glass microsphere intermediate material

2 HMT中空玻璃微珠中间层材料的基本组成及其作用

HMT中空玻璃微珠中间层材料的组成与建筑涂料极其相似，由成膜物质（或称之为粘结剂）、功能性填料、助剂以及分散介质（水）等组成，其可选用的材料和功能作用如表2所示。

3 HMT中空玻璃微珠中间层材料生产用设备

HMT中空玻璃微珠中间层材料是一种膏状材料，应选择适合于搅拌稠厚浆料的搅拌机进行生产。其生产设备和生产膏状建筑墙面腻子、膏状合成树脂乳液砂壁状建筑涂料等产品所使用的设备类似，如立式腻子膏搅拌机（自动电子计量）、卧式自动翻转型真石漆搅拌机、立式真石漆搅拌机等。这类设备品种、型号很多，可根据产量、生产线配置等情况综合考虑加以选择，并应考虑生产时能够保证物料快速均匀混合、有效地消除搅拌死角以及物料挂壁等问题。

除了主要生产设备外，还需要一些辅助设备，如计量设备、包装设备等。此外，由于中空玻璃微珠是粉状材料，投料时易扬尘，安装设备时应考虑造成负压投料条件，以满足生产车间的环保要求。

表2 HMT中空玻璃微珠中间层材料的组成、可选用材料及其作用Table 2 Composition，optional materials and functions of HMT hollow glass microsphere intermediate material

4 HMT中空玻璃微珠中间层材料生产要点

HMT中空玻璃微珠中间层材料生产工艺流程如图1所示。

图1 HMT中空玻璃微珠中间层材料生产工艺流程示意图Figure 1 Schematic diagram of the production process of HMT hollow glass microsphere intermediate layer material

4.1 HMT中空玻璃微珠中间层材料的生产过程

HMT中空玻璃微珠中间层材料的生产是一种物理混合过程，操作简单。下面简述其生产过程。

（1） 生产前，先检查设备是否处于完好状态，并检查设备是否清洁等。

生产时，先向搅拌机中投入水、防霉剂和羟乙基纤维素（流变增稠剂），开动搅拌机搅拌均匀。在搅拌的状态下再投入二分之一配方量的氨水，搅拌均匀直至羟乙基纤维素溶解（取样检验，物料为透明胶液，无可见不溶物）。

（2） 向搅拌机中投入醇酯-12成膜助剂，并搅拌均匀。接着，再投入分散剂、丙二醇等搅拌均匀。

（3） 在低速搅拌下向搅拌机中投入聚丙烯酸酯乳液，用剩余的氨水调节物料的pH至7.0～8.0（以精密级pH试纸测量）。若配方中的氨水量不足以调节物料的pH至7.0～8.0，可适当增加氨水的用量。

（4） 向搅拌机中投入中空玻璃微珠，搅拌均匀，得到稠厚的混合料，即为HMT中空玻璃微珠中间层材料，取样，进行出厂检验。

4.2 出厂检验

根据JG/T 517—2017《工程用中空玻璃微珠保温隔热材料》的规定，HMT中空玻璃微珠中间层材料的出厂检验项目包括容器中状态、施工性、固含量、密度、外观、干燥时间和初期干燥抗裂性等。HMT中空玻璃微珠中间层材料生产完成后，应取样对这些项目进行检验。待出厂检验合格后，方可进行包装、入库等操作工序。

5 生产中的注意要点

（1） 防霉剂的投料顺序问题

由于材料中含有大量聚丙烯酸酯乳液、甲基纤维素醚、羟乙基纤维素等可供霉菌生存、繁殖的有机物质，因而该材料在贮存过程中如果防霉措施不当，是极易发生霉变的。除了在配方设计时从防霉剂的选择和用量的确定等方面予以注意外，在生产过程中还可以从投料顺序上予以考虑。即先投水和防霉剂，这样后期每次投入的材料均能够进入高浓度的防霉剂溶液中，材料中的霉菌更易被杀灭。

（2） 甲基纤维素醚的投料问题

当生产时使用的不是羟乙基纤维素而是甲基纤维素醚时，应将其先溶解成溶液后再投料。这是因为甲基纤维素醚具有能够快速溶解于冷水或常温水中的特性，如果直接将细粉状的甲基纤维素醚投入搅拌机中，细粉状的甲基纤维素醚一旦和水接触，表面溶解的纤维素胶会包裹大量不溶解的纤维素醚而结成团、块，而此时再要溶解这样的团、块就非常困难了。

（3） 中空玻璃微珠的用量控制问题

中空玻璃微珠的密度直接影响产品的干密度、强度和导热系数等性能指标，每批产品生产时应对其进行实时检测，并根据检测结果决定是否对配方用量进行调整。

（4） 搅拌时间问题

为了保证物料充分搅拌均匀，中空玻璃微珠投料后的搅拌时间应不少于5 min。

（5） 计量误差问题

羟乙基纤维素、防霉剂和分散剂的用量都很少，却会对产品性能产生显著影响，因而其计量应准确，确保计量误差在设定的范围内。

6 结语

（1） HMT中空玻璃微珠中间层材料是一种新型建筑保温隔热材料，具有材料外观为膏状，施工方法灵活，施工时不需要加水搅拌，在有效贮存期内材料不会因贮存时间延长而变质等特征。

（2） HMT中空玻璃微珠中间层材料主要由成膜物质、功能性填料、助剂（包括分散剂、流变、增稠剂、成膜助剂、防霉剂、冻融稳定剂、pH调节剂等）和分散介质组成。

（3） HMT中空玻璃微珠中间层材料的主要生产设备为立式腻子膏搅拌机、卧式自动翻转型真石漆搅拌机、立式真石漆搅拌机等。

（4） HMT中空玻璃微珠中间层材料的生产是一种物理混合过程，操作简单而且生产周期很短。

（5） HMT中空玻璃微珠中间层材料生产中需要注意的问题主要有防霉剂的投料顺序、甲基纤维素醚的投料方法、中空玻璃微珠的用量控制、搅拌时间和计量误差控制等。