一種相變保溫柔性飾面材料及其製備方法
2023-09-10 01:56:00 1
一種相變保溫柔性飾面材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種相變保溫柔性飾面材料及其製備方法。具體實施方案：本發明提供一種相變保溫柔性飾面材料主要以泥粉、相變微膠囊、膠黏劑、交聯劑為主要原料，塗覆在模板上通過梯度溫度烘烤成型製成，原料成分及質量份數如下：泥粉30-50%；相變微膠囊5-10%；膠黏劑15-30%；有機膨潤土3-6%；乳化劑0.5-1%；助劑1-5%；交聯劑1-5%；水10-20%。本發明具有以下有益效果：本發明與現有柔性飾面材料的技術相比具有如下優點：在不損失現有柔性高分子飾面材料優點的前提下，將保溫、裝飾功能融為一體，簡化了施工工藝，拓寬了產品的使用範圍，具有廣闊的市場前景；本發明不需要高溫燒結，有利於節能減排，並且生產使用中沒有有毒氣體釋放，對環境和人體健康沒有危害。
【專利說明】一種相變保溫柔性飾面材料及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及建築保溫裝飾材料領域，特別是一種相變保溫柔性飾面材料及其製備 方法。
【背景技術】
[0002] 隨著城市發展速度的加快，高樓大廈越來越多，而且隨著設計理念的改變，建築的 形態也日新月異，更加獨特。
[0003] 傳統外牆面磚由於比重大，不可形變，透氣性差等自身因素，已經越來越不能適應 現代建築外牆面磚的要求。外牆塗料雖然顏色豐富，裝飾性比較強，但單一的功能及耐久性 問題難以符合裝飾要求。而應運而生的柔性飾面磚(軟瓷)，由於有著獨特的柔韌性，較低的 比重，優異的防火，防水，透氣性及極強的表現力已經在外牆面磚中嶄露頭角。
[0004] 目前建築保溫手段多集中於刷塗隔熱塗料、粘貼複合保溫板等，這些方式都是被 動式隔熱，不能對熱能進行充分利用，並且塗料隔熱效果不明顯、耐久耐汙性差，保溫板生 產成本高、施工複雜。近年來興起的相變微膠囊材料(MicroPCMs)以其能夠自動控溫、主動 儲能等特點，在生活食品運輸、保溫服等領域有著廣泛應用，在建築領域也嘗試將其添加到 建築砂漿中以期獲得保溫效果，但由於其會嚴重影響砂漿強度而沒能得到真正推廣。
【發明內容】
[0005] 本發明目的在於提供一種相變保溫柔性飾面材料及其製備方法。該飾面材料綜合 了柔性飾面磚輕質、裝飾性強以及MicroPCMs高效儲熱保溫的特點，並且生產過程綠色環 保，施工簡便易行，是一種理想的建築裝飾保溫材料。
[0006] 為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案：本發明提供一種相變保溫柔性飾 面材料主要以泥粉、MicroPCMs、膠黏劑、交聯劑為主要原料，塗覆在模板上通過梯度溫度烘 烤成型製成，原料成分及質量份數如下： 泥粉 30-50% 相變微膠囊（MicroPCMs) 5-10% 膠黏劑 15-30% 有機膨潤土 3-6% 乳化劑 0. 5-1% 助劑 1-5% 交聯劑 1-5% 水 10-20%。
[0007] 進一步地，所述泥粉為凹土、砂土、高嶺土、蒙脫石土、伊利石土中的至少一種，平 均粒徑為100?300目。
[0008] 進一步地，所述的相變微膠囊（MicroPCMs)為自製的丙烯酸酯/相變石錯微膠囊。
[0009] 進一步地，所述丙烯酸酯殼材為丙烯酸甲酯、丙烯酸共聚物；芯材為35-55的相變 石蠟。
[0010] 進一步地，所述的膠黏劑主要成分為常溫自交聯核殼丙烯酸酯類共聚物、有機矽 改性丙烯酸酯乳液中的至少一種，其玻璃化溫度在-20?35°C範圍內，固含量為40?55%。
[0011] 進一步地，所述的有機膨潤土為十六烷基三甲基溴化銨（CTAB)改性的鈉基膨潤 土、CTAB改性的鋰基膨潤土中的至少一種。
[0012] 進一步地，所述乳化劑為烷基銨鹽或季銨鹽中的至少一種。
[0013] 進一步地，所述助劑包括分散劑、消泡劑、交聯劑、潤溼劑、增稠劑和本領域公知的 其他助劑。
[0014] 進一步地，所述交聯劑為丙烯酸羥乙酯、（甲基）丙烯酸、季戊四醇三丙烯酸酯中的 至少一種。
[0015] 進一步地，它製備方法如下： 1、 天然泥土經淘洗、沉澱、過濾、烘乾、粉碎、過100?300目篩後得到天然泥粉； 2、 將所述配方量的膠黏劑、水、乳化劑、消泡劑、助劑、交聯劑加入到分散機中以 1600?2000r/min高速混合，然後緩慢加入所述有機膨潤土，當所述有機膨潤土充分分散 後，降低轉速至600?800r/min，緩慢加入相變微膠囊（MicroPCMs)，攪拌15?20min，最後 加入泥粉； 3、 將所述步驟（2)得到的混合料披掛在模具上，披掛厚度為3?10_，然後放入烘箱低 溫養護至表面沒有明顯水分，養護時間為4?10h，養護溫度為50?70°C ; 4、 養護完成後，將模具從材料表面剝離，然後放入高溫烘箱中烘烤，烘烤時間1?3h， 溫度100?120°C，烘烤結束後，將材料切邊、打磨，得到相變保溫柔性飾面材料。
[0016] 本發明具有以下有益效果：本發明將柔性飾面磚製備技術與MicroPCMs技術有機 結合製備相變保溫柔性飾面材料，它結合了柔性飾面磚裝飾性強、安全性高的優點，同時利 用柔性面磚中的有機相組分將MicroPCMs緊密包裹，利用MicroPCMs儲能特性，減小柔性飾 面材料表面中的晝夜溫差，阻隔熱量傳導，達到建築外飾面裝飾保溫一體化的效果。
[0017] 本發明與現有柔性飾面材料的技術相比具有如下優點：在不損失現有柔性高分子 飾面材料優點的前提下，將保溫、裝飾功能融為一體，簡化了施工工藝，拓寬了產品的使用 範圍，具有廣闊的市場前景；本發明不需要高溫燒結，有利於節能減排，並且生產使用中沒 有有毒氣體釋放，對環境和人體健康沒有危害。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明保溫性能測試裝置示意圖。
[0019] 圖2為添加和未添加 MicroPCMs所製備柔性保溫材料的升溫曲線。
[0020] 附圖標記說明：紅外燈1、柔性飾面磚2、聚苯乙烯泡沫箱3、測溫儀4、未添加 MicroPCMs柔性保溫材料的升溫曲線a、添加 MicroPCMs柔性保溫材料的升溫曲線b。
【具體實施方式】
[0021] 實施例1 :高嶺土 40%、MicroPCMs 6%、自交聯型丙烯酸酯乳液30%、丙烯酸3%、助 劑2. 5%、十六烷基三甲基溴化銨0. 5%、鈉基有機膨潤土 4%、水14 %按質量份配料。將自交 聯型丙烯酸酯乳液、水、十六烷基三甲基溴化銨、助劑、丙烯酸加入到分散機中以2000r/min 高速混合，然後緩慢加入鈉基膨潤土，當膨潤土充分分散後，降低轉速至800r/min，緩慢加 入MicroPCMs，攪拌20min ;最後緩慢加入高嶺土。將得到的混合料批刮在模具上，披掛厚度 為4mm，然後放入50°C烘箱養護時間為4h。將材料從模具剝離，放入100°C烘箱烘烤lh，取 出將材料切邊、打磨，得到相變保溫柔性飾面材料。
[0022] 實施例2 :凹土 30%、MicroPCMs 5%、自交聯型丙烯酸酯乳液40%、丙烯酸2%、助劑 2. 5%、十六烷基三甲基溴化銨0. 5%、鈉基有機膨潤土 3%、水17 %按質量份配料。將自交聯 型丙烯酸酯乳液、水、十六烷基三甲基溴化銨、助劑、丙烯酸加入到分散機中以2000r/min 高速混合，然後緩慢加入鈉基膨潤土，當膨潤土充分分散後，降低轉速至800r/min，緩慢加 入MicroPCMs，攪拌20min ;最後緩慢加入凹土。將得到的混合料批刮在模具上，披掛厚度為 5mm，然後放入60°C烘箱養護時間為4h。將材料從模具剝離，放入110°C烘箱烘烤lh，取出 將材料切邊、打磨，得到相變保溫柔性飾面材料。
[0023] 實施例3 :蒙脫土 40%、MicroPCMs 9%、自交聯型丙烯酸酯乳液25%、甲基丙烯酸2%、 助劑2. 5%、十四烷基三甲基溴化銨0. 5%、鋰基有機膨潤土 3%、水18 %按質量份配料。將 自交聯型丙烯酸酯乳液、水、十四烷基三甲基溴化銨、助劑、甲基丙烯酸加入到分散機中以 2000r/min高速混合，然後緩慢加入鋰基膨潤土，當膨潤土充分分散後，降低轉速至800r/ min，緩慢加入MicroPCMs，攪拌20min ;最後緩慢加入蒙脫土。將得到的混合料批刮在模具 上，披掛厚度為3mm，然後放入70°C烘箱養護時間為3h。將材料從模具剝離，放入11(TC烘 箱烘烤2h，取出將材料切邊、打磨，得到相變保溫柔性飾面材料。
[0024] 實施例4 :蒙脫土 30%、MicroPCMs 9%、有機矽改性丙烯酸酯乳液35%、甲基丙烯酸 2%、助劑2. 5%、十二烷基氯化銨0. 5%、鋰基有機膨潤土 3%、水18 %按質量份配料。將有機 矽改性丙烯酸酯乳液、水、十二烷基氯化銨、助劑、甲基丙烯酸加入到分散機中以2000r/min 高速混合，然後緩慢加入鋰基膨潤土，當膨潤土充分分散後，降低轉速至800r/min，緩慢加 入MicroPCMs，攪拌20min ;最後緩慢加入蒙脫土。將得到的混合料批刮在模具上，披掛厚度 為7mm，然後放入50°C烘箱養護時間為7h。將材料從模具剝離，放入120°C烘箱烘烤2h，取 出將材料切邊、打磨，得到相變保溫柔性飾面材料。
[0025] 實施例5 :伊利土 30%、MicroPCMs 10%、有機矽改性丙烯酸酯乳液30%、丙烯酸羥乙 酯5%、助劑4%、十二烷基氯化銨1%、鋰基有機膨潤土 4%、水16%按質量份配料。將有機矽 改性丙烯酸酯乳液、水、十二烷基氯化銨、助劑、丙烯酸羥乙酯加入到分散機中以2000r/min 高速混合，然後緩慢加入鋰基膨潤土，當膨潤土充分分散後，降低轉速至800r/min，緩慢加 入MicroPCMs，攪拌20min ;最後緩慢加入伊利土。將得到的混合料批刮在模具上，披掛厚度 為6mm，然後放入60°C烘箱養護時間為6h。將材料從模具剝離，放入100°C烘箱烘烤3h，取 出將材料切邊、打磨，得到相變保溫柔性飾面材料。
[0026] 實施例6 :砂土 40%、MicroPCMs 10%、有機矽改性丙烯酸酯乳液20%、季戊四醇三丙 烯酸酯5%、助劑4%、十二烷基氯化銨1%、鋰基有機膨潤土 4%、水16%按質量份配料。將有機 矽改性丙烯酸酯乳液、水、十二烷基氯化銨、助劑、季戊四醇三丙烯酸酯加入到分散機中以 2000r/min高速混合，然後緩慢加入鋰基膨潤土，當膨潤土充分分散後，降低轉速至800r/ min,緩慢加入MicroPCMs,攪拌20min ;最後緩慢加入砂土。將得到的混合料批刮在模具上， 披掛厚度為l〇mm，然後放入50°C烘箱養護時間為10h。將材料從模具剝離，放入120°C烘箱 烘烤2h，取出將材料切邊、打磨，得到相變保溫柔性飾面材料。
[0027] 實施例7 :保溫測試裝置採用紅外燈照射275W進行室外太陽模擬，用厚度為4cm 的聚苯乙烯泡沫XPS搭建房屋模型，頂部由柔性飾面磚覆蓋，與紅外燈的距離為35mm。在其 側壁鑽一小孔，方便探頭的伸入，進行箱內溫度測量，每隔15s記錄箱內溫度，直至達到平 衡後停止記錄，所有樣品在相同條件測試。裝置示意圖如附圖1所示。由附圖2測試結果 可見，添加 MicroPCMs後柔性飾面材料具有顯著的熱滯後效應，說明具備良好的儲熱保溫 性能。
[0028] 最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通 技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案 的精神和範圍，均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1. 一種相變保溫柔性飾面材料，其特徵在於，它是以泥粉、相變微膠囊（MicroPCMs)、 膠黏劑、交聯劑為主要原料，塗覆在模板上通過梯度溫度烘烤成型，原料的成分及質量份數 如下： 泥粉 30-50% 相變微膠囊（MicroPCMs) 5-10% 膠黏劑 15-30% 有機膨潤土 3-6% 乳化劑 0. 5-1% 助劑 1-5% 交聯劑 1-5% 水 10-20%。
2. 根據權利要求1所述的一種相變保溫柔性飾面材料，其特徵在於，所述泥粉為凹土、 砂土、高嶺土、蒙脫石土、伊利石土中的至少一種，平均粒徑為100?300目。
3. 根據權利要求1所述的一種相變保溫柔性飾面材料，其特徵在於，所述的相變微膠 囊（MicroPCMs)為自製的丙烯酸酯/相變石蠟微膠囊。
4. 根據權利要求3所述的一種相變保溫柔性飾面材料，其特徵在於，所述丙烯酸酯殼 材為丙烯酸甲酯、丙烯酸共聚物；芯材為35-55的相變石蠟。
5. 根據權利要求1所述的一種相變保溫柔性飾面材料，其特徵在於，所述的膠黏劑主 要成分為常溫自交聯核殼丙烯酸酯類共聚物、有機矽改性丙烯酸酯乳液中的至少一種，其 玻璃化溫度在-20?35°C範圍內，固含量為40?55%。
6. 根據權利要求1所述的一種相變保溫柔性飾面材料，其特徵在於，所述的有機膨潤 土為十六烷基三甲基溴化銨（CTAB)改性的鈉基膨潤土、CTAB改性的鋰基膨潤土中的至少 一種。
7. 根據權利要求1所述的一種相變保溫柔性飾面材料，其特徵在於，所述乳化劑為烷 基銨鹽或季銨鹽中的至少一種。
8. 根據權利要求1所述的一種相變保溫柔性飾面材料，其特徵在於，所述助劑包括分 散劑、消泡劑、交聯劑、潤溼劑、增稠劑和本領域公知的其他助劑。
9. 根據權利要求1所述的一種相變保溫柔性飾面材料，其特徵在於，所述交聯劑為丙 烯酸羥乙酯、（甲基）丙烯酸、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一種。
10. 根據權利要求1所述的一種相變保溫柔性飾面材料的製備方法，其特徵在於，其制 備方法如下： (1) 天然泥土經淘洗、沉澱、過濾、烘乾、粉碎、過100?300目篩後得到天然泥粉； (2) 將所述配方量的膠黏劑、水、乳化劑、消泡劑、助劑、交聯劑加入到分散機中以 1600?2000r/min高速混合，然後緩慢加入所述有機膨潤土，當所述有機膨潤土充分分散 後，降低轉速至600?800r/min，緩慢加入相變微膠囊（MicroPCMs),攪拌15?20min，最後 加入泥粉； (3) 將所述步驟（2)得到的混合料披掛在模具上，披掛厚度為3?10mm，然後放入烘箱 低溫養護至表面沒有明顯水分，養護時間為4?10h，養護溫度為50?70°C ; (4) 養護完成後，將模具從材料表面剝離，然後放入高溫烘箱中烘烤，烘烤時間1?3h， 溫度100?120°c，烘烤結束後，將材料切邊、打磨，得到相變保溫柔性飾面材料。
【文檔編號】C04B24/04GK104193227SQ201410435912
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月31日 優先權日:2014年8月31日
【發明者】陸洪彬, 唐偉, 王金鑫, 張秋香, 高揚之, 陸玉, 孟祥康 申請人:海安南京大學高新技術研究院