帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板及生產方法
2023-05-26 07:42:06
專利名稱：帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板及生產方法
技術領域：
本發明涉及一種保溫用複合板，特別是涉及一種用於建築外牆的裝飾保溫體系中的保溫複合板。
背景技術：
在建築外牆外保溫體系中，國內使用高性能的絕熱材料聚氨酯硬泡塑料作保溫的實例並不多見，主要做法有以下兩種1、建築土建工程完成後，將聚氨酯硬泡塑料直接噴塗在基層牆體上，聚氨酯固化後，即在牆體上形成一層附著力良好的聚氨酯硬泡塑料保溫層，然後用抹面砂漿等水泥基粘結劑找平施工，最後進行裝飾面層的施工。
2、在工廠內預製聚氨酯硬泡塑料板材，然後用聚合物砂漿粘合劑貼到建築外牆上，然後用抹面砂漿等水泥基粘結劑找平施工，最後進行裝飾面層的施工。
上述兩種做法存在下述缺點1、均為現場手工施工，施工質量受人為因素影響大，質量不穩定。
2、裝飾面層主要以塗料為主，裝飾形式單一。
3、綜合成本高。
現在的複合板多為雙金屬面壓型夾芯板材，單金屬面的板材也有報導，但它們均缺乏彈性過渡層，平整度不夠，這樣的複合板在建築外圍護體系的應用中，抵抗溫度作用的能力差，常因應力集中在某部位產生斷裂，脫離等現象，在-40℃～70℃溫度交變作用下，易起鼓，易脫殼。
發明內容
1、發明目的本發明提供一種帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板及生產方法，其目的在於解決現有的建築牆體保溫中對高性能的絕熱材料聚氨酯硬泡塑料使用不多，並且使用時都採用手工一層層鋪設的施工方式，質量不穩定，綜合成本高，而現有的直接成型的複合板由於結構設計不合理常出現應力集中在某部位易產生斷裂，脫離等方面存在的問題。
2、技術方案本發明是通過以下技術方案來實現的一種帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板，該複合板包括有裝飾面層、聚氨酯硬泡塑料層、泡沫加強構件，其特徵在於在裝飾面層與聚氨酯硬泡塑料層之間增設一個使兩層間彈性連接，增加粘結強度的彈性粘接過渡層，聚氨酯硬泡塑料層的另一面與泡沫加強構件粘接各層壓制後形成了四層結構的複合板。
彈性粘接過渡層為聚氨酯樹脂材料，彈性粘接過渡層的彈性模量介於聚氨酯硬泡與軟泡之間，其厚度為1～10mm，其與裝飾面層的粘接強度≥0.2MPα，具有低溫柔性。
彈性粘接過渡層的厚度為2～5mm。
裝飾面層為塗層鍍鋅鋼板、塗層鍍鋁鋅鋼板、塗層鋁板、經過表面化學著色的銅板、銅板、塗層銅板或各種裝飾石材或各種裝飾瓷磚板材中的任一種；聚氨酯硬泡塑料層為聚氨酯硬泡塑料或改性的聚異氰脲酸酯硬泡塑料；加強構件為鋼絲網，薄鋼帶，玻璃纖維網中的一種。
硬泡塑料的容重為20～80kg/m3，硬泡塑料的導熱係數為0.014～0.033W/(mK)。
一種帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板的生產方法，其特徵在於將裝飾面層背面進行清洗，打底表面處理後，塗覆聚氨酯軟泡層，與加強構件一塊放置在聚氨酯硬泡塑料的成型模具中，將裝飾面層與聚氨酯軟泡層預熱，然後澆注聚氨酯硬泡塑料並通過模具加熱和施加壓力，液態的泡沫塑料會浸潤裝飾面層背面的軟泡層內，待聚氨酯硬泡塑料固化後，使在裝飾面層和聚氨酯硬泡塑料層之間形成一層富有彈性的、難於剝離的彈性粘接過渡層，製成了四層結構的複合板。
裝飾面層的預熱溫度在30～50℃之間，聚氨酯硬泡塑料反應時，模具溫度在40～80℃之間，聚氨酯硬泡塑料的熟化溫度在45～65℃之間，模具壓力在0.05～0.5MPa之間。
一種帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板的施工方法，其特徵在於將本發明複合板採用外置龍骨在經過處理的基層牆體上預定位並固定，複合板材與主體牆體間的縫隙預留大小為5～100mm，使用聚氨酯澆注機把具有粘結能力的聚氨酯硬泡塑料澆注於預留縫隙內，液態的聚氨酯硬泡塑料會膨脹，填充預留縫隙，並填充進複合板及基層牆體的粗糙表面，形成複合板及基層牆體的物理化學粘結，也形成複合板與牆體的再次複合，待粘結材料反應固化後，撤下外置龍骨，對複合板間縫進行耐候密封膠填縫施工，即完成本發明複合板牆面體系的施工。
在基層牆體完成防潮界面劑施工後，按要求位置設置膨脹螺栓，將鋼絲網加強構件與膨脹螺栓連接，完成對基層牆體的處理；在澆注複合的工藝施工時，聚氨酯硬泡塑料粘結材料，會將膨脹螺栓和鋼絲包裹在一起，形成粘結材料與基層牆體的可靠連接。
在基層牆體防潮界面施工中採用的防潮界面劑為聚氨酯防水塗料、環氧樹脂防水塗料、改性瀝青防水塗劑、有機樹脂乳液配製的防水砂漿材料、鋁箔或塑料薄膜不透水材料中的任一種；耐候密封填縫膠為聚氨酯耐候密封膠或改性矽酮耐候密封膠中的任一種；外龍骨為鋼型材、鋁型材或模板材料中的任一種；膨脹螺栓為鋼製脹栓或塑料脹栓。
3、優點及效果通過本發明技術方案的實施，能夠很好地解決現有的建築牆體保溫中對高性能的絕熱材料聚氨酯硬泡塑料使用不多，並且使用時都採用手工施工一層層鋪設的方式，質量不穩定，綜合成本高，而現有的成型複合板由於結構設計不合理常出現應力集中在某部位易產生斷裂，脫離等方面存在的問題。本發明的複合板優點如下在裝飾面層與泡沫塑料層間增設了一個彈性粘接過渡層，使兩層間實現彈性連接，增加粘結強度，對環境因素如氣溫變化等造成的某部位應力過於集中時，彈性粘接過度層可以起到很好的緩解應力作用，不會因某部位應力過大發生斷裂，在剝離強度實驗時，斷裂部位完全出現在泡沫層上，通過設置彈性粘接過渡層使複合板平整度提高，並使複合板在建築外圍護體系的應用中，抵抗溫度作用的能力增強，在-40℃～70℃溫度交變作用下，不起鼓，不脫殼，安裝施工方便，是整體的成型產品，不用人工進行一層層鋪設，提高了工作效率。本發明的生產方法中對裝飾面層和聚氨酯軟泡層進行一定溫度的預熱，最好地保證了裝飾面層和聚氨酯硬泡塑料層通過聚氨酯軟泡層粘接的效果。
四
附圖1為本發明主要外觀結構示意圖；附圖2為本發明複合板的側面結構示意圖；附圖3為本發明複合板的截面結構示意圖。
五具體實施例方式實施例1如圖1所示，本發明帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板，該複合板由裝飾面層1、彈性粘接過渡層2、聚氨酯硬泡塑料層3、加強構件4組成，加強構件4為鋼絲網，加強構件4也可以是薄鋼帶，玻璃纖維網中的一種，裝飾面層1在最上層，裝飾面層1為塗層鍍鋅鋼板，裝飾面層1也可以為塗層鍍鋁鋅鋼板、塗層鋁板、經過表面化學著色的銅板、銅板、塗層銅板、各種裝飾石材或各種裝飾瓷磚板材中的任一種，如圖2、3所示，裝飾面層1與聚氨酯硬泡塑料層3之間增設一個使兩層間彈性連接，增加粘結強度的彈性粘接過渡層2，它的厚度為5mm，其厚度可以在1～10mm之間，彈性粘接過渡層的彈性模量介於聚氨酯硬泡與軟泡之間，其與裝飾面材的粘強強度≥0.2MPα，具有低溫柔性，聚氨酯硬泡塑料層3為聚氨酯硬泡塑料或改性的聚異氰脲酸酯硬泡塑料，硬泡塑料的容重為40kg/m3，容重可以在20～80kg/m3之間，硬泡塑料的導熱係數在0.014～0.033W/(mK)之間，本實施例選擇0.024W/(mK)，將各層壓制後形成四層結構的複合板。
本發明複合板的生產方法如下將裝飾面層背面進行清洗，打底等表面處理後，塗覆聚氨酯軟泡層，與加強構件放置在聚氨酯硬泡塑料的成型模具中，對模具進行加熱，使裝飾面層與聚氨酯軟泡層預熱，預熱溫度在30～50℃之間，然後澆注聚氨酯硬泡塑料並通過模具加熱和施加壓力，模具溫度在40～80℃之間，模具壓力在0.05～0.5MPa間，使聚氨酯硬泡塑料的熟化溫度在45～65℃之間，液態的泡沫塑料會浸潤裝飾面層背面氨酸軟泡層內，待聚氨酯硬泡塑料固化後，使在裝飾面層和聚氨酯硬泡塑料層之間形成一層富有彈性的、難於剝離的彈性粘接過渡層，這樣就形成了帶有彈性粘接過渡層的裝飾性聚氨酯硬泡塑料四層複合板，模具的溫度控制在複合板的生產過程中起重要作用。
上述的聚氨酯硬泡塑料層可以是聚氨酯硬泡塑料或改性聚異氰脲酸酯硬泡塑料，硬泡塑料可以是有填料的或沒有加入填料的，加入的填料可以是玻璃纖維，玻璃微珠，空心玻璃微珠，碳酸鈣等。硬泡塑料的容重在20～80kg/m3，優選30～50kg/m3，硬泡塑料的導熱係數在0.014～0.033W/(mK)之間，優選0.020～0.027W/(mK)間；聚氨酯硬泡塑料粘結材料，為改性聚氨酯硬泡塑料，其粘接強度大於本身強度，其容重在30～100kg/m3。
本發明複合板的施工方法如下對基層牆體要先進行防潮界劑的施工，在比較光滑的基層牆體如瓷磚飾面的既有建築改造中，基層牆體的處理還要包括膨脹螺栓及鋼絲網加強構件的施工，其過程是在基層牆體完成防潮界面劑施工後，按要求位置設置膨脹螺栓，將鋼絲網加強構件與膨脹螺栓連接，完成對基層牆體的處理；在澆注複合的工藝施工時，聚氨酯硬泡塑料粘結材料，會將膨脹螺栓和鋼絲包裹在一起，形成了粘結材料與基層牆體的可靠連接；上述基層牆體防潮界劑的施工中採用的防潮界面劑可以是聚氨酯防水塗料、環氧樹脂防水塗料、各種改性瀝青防水塗劑、及其它各種有機樹脂乳液配製的防水砂漿材料、及各種如鋁箔，塑料薄膜等不透水材料中的任一種。基層牆體可以是混凝土牆面、各種砌體牆、各種砂漿抹灰牆等。耐候密封填縫膠可以是聚氨酯耐候密封膠或改性矽酮耐候密封膠；外龍骨可以是鋼型材、鋁型材和各種模板材料中的一種。
將本發明複合板採用外置龍骨在經過處理的基層牆體上預定位並固定，複合板材與主體牆體間的縫隙預留大小為5～100mm，使用聚氨酯澆注機把具用粘結能力的聚氨酯硬泡塑料澆注於預留縫隙內，液態的聚氨酯硬泡塑料會膨脹，填充預留縫隙，並填充進複合板及基牆體的粗糙表面，形成複合板及基層牆體的物理化學粘結，也就形成了複合板與牆體的再次複合，待粘結材料反應固化後，撤下外置龍骨，並對複合板間縫進行耐候密封膠填縫施工，就完成了本發明複合板牆面體系的施工。
上述基層牆體要先進行防潮界面劑的施工，在遇到比較光滑的基層牆體如瓷磚飾面的既有建築改造中，基層牆體的處理還要包括膨脹螺栓及鋼絲網加強構件的施工。其過程是，在基層牆體完成防潮界面劑施工後，按要求位置設置膨脹螺栓，將鋼絲網加強構件與膨脹螺栓連接完成對基層牆體的處理，在澆注複合的工藝施工時，聚氨酯硬泡塑料粘結材料，會將膨脹螺栓和鋼絲網包裹在一起，形成了粘結材料與基層牆體的可靠連接。
其中外龍骨可以是鋼型材，鋁型材，各種模板材料；聚氨酯澆注機可以是高壓機，最好是高壓無氣自清潔型聚氨酯澆注機，尤其是重量不超過30kg的高壓無氣聚氨酯澆注機；膨脹螺栓可以是鋼製脹栓或塑料脹栓等；鋼絲網加強構件可以是鋼絲網，薄鋼帶，玻璃纖維網等中的一種。
本發明與傳統產品的對比數據如下目前，雖然我國現有建築節能標準的要求提高了50％，但仍與發達國家的標準有很大的差距3倍左右見表1。我國的建築節能發展目標並非僅僅是提高50％或65％。主要原因是現有的保溫技術體系發展的滯後與老百姓對節能重要性認知程度不夠，這都制約著我國建築節能向更高目標邁進。
如果用現有的保溫技術體系想要達到發達國家標準幾乎是不可能的，而使用更高性能的絕熱材料所帶來的成本增加又是市場難以接受的例如使用發達國家通用的聚氨酯板材、PIR板材等。本發明複合板具有裝飾性與耐久性的高附加值，體現在建築上具有減輕建築整體結構、減少建材使用量、增加使用面積等優勢。其所帶來綜合成本的降低，遠大於高性能保溫材料的所帶來的成本增加。
國內外建築維護結構傳熱係數的比較引用JGJ26-95 表1
注1表中傳熱係數的單位是W/(m2k)；2國外數據為該國現行標準規定的限值；3瑞典、加拿大、丹麥英國資料數據建設部《建築節能技術政策大綱背景材料》1992年9月，日本資料據《日本住宅新節能標準與指南》1992年2月。德國資料據德國《新節能規範》1995年1月。
從表1中顯然可以看出我國建築節能標準與發達國家的差距主要是在外牆和屋頂的節能要求上，實際上其差距的主要原因還是在材料使用和施工技術上。而本發明複合板正是通過現在市場可接受的低成本來實現更高水平節能的見表2、表3。
本牆面體系與190mm加氣混凝土牆體複合的傳熱係數和節能百分比表2
從表2中可以看出採用高性能絕熱材料聚氨酯的本發明複合板的高效節能能力顯而易見，即使是發達國家的高要求也能輕鬆實現。
本發明複合板與建築幕牆性價市場參考價比較表3
從表3可以看出本發明複合板成本比同樣飾面的金屬幕牆更經濟實用。
這主要是由於本發明複合板採用了兩個關鍵技術1、片狀變塊狀面材技術通過複合將片狀超薄裝飾板變成具有一定厚度的複合板材，從而充分保證了板材的剛度和平整度。
2、龍骨循環利用技術由於採用了外龍骨安裝定位，複合板材與牆體複合固定後，撤下外龍骨使得龍骨得以重複利用。
這樣就大大降低了建築裝飾體系的成本。本發明複合板與建築主體形成實體複合，這樣就使體系具備了很好的裝飾耐久能力，在正常使用情況下，可達到30～50年免維護。從耐久經濟性考慮，本發明複合板甚至比普通塗料飾面更為經濟見表4。
聚苯乙烯泡沫塑料外保溫系統與聚氨酯硬泡塑料複合單面金屬板保溫體系經濟性分析與比較 表4
不僅如此本發明複合板的經濟性還體現在具有減輕建築整體結構、減少建材使用量、增加使用面積等優勢，使建築綜合成本降低。我們做了這樣一個簡單實例比較見表5我們選定瀋陽市新華壹品居住區20#樓的實際設計方案原方案與使用本發明複合板的設計方案新方案進行簡單的綜合比較。
原方案與新方案綜合經濟性對比表5
從表5中可以看出，建造綜合成本越高本發明複合板在單位使用面積成本越有優勢，而即使建造綜合成本按2000元/m2，使用本發明複合板的經濟性也是顯而易見的。
採用本發明複合板可以節約更多建築材料，我國在未來15年內預計新建建築300億m2，如果有2億m2新建建築由原方案改為新方案，節約的建材總量為1259/10565×200000000＝2383萬噸，如果用這些材料修建萬裡長城，可以建成100座。
採用本發明複合板建成的節能建築與非節能建築相比僅外牆部分可降低採暖能耗88.1噸標煤/年·10565m2，如果按100億m2採暖建築計算，每年僅外牆部分就可為國家節約標煤8338萬噸。省下來的錢每年就可以建成一個三峽電站，而省下的能源量每年也相當於一個三峽電站全年的滿負荷出力。
綜上所述本發明複合板無論是節能、省地、節材，還是裝飾、安全、耐久方面都具有一定的優勢，操作方便，提高工作效率，質量好，不起鼓、不起泡，不易出現斷裂，其所帶來的綜合效益是可觀的。
權利要求
1.一種帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板，該複合板包括有裝飾面層(1)、聚氨酯硬泡塑料層(3)、泡沫加強構件(4)，其特徵在於在裝飾面層(1)與聚氨酯硬泡塑料層(3)之間增設一個使兩層間彈性連接，增加粘結強度的彈性粘接過渡層(2)，聚氨酯硬泡塑料層(3)的另一面與泡沫加強構件(4)粘接各層壓制後形成了四層結構的複合板。
2.根據權利要求1中所述的帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板，其特徵在於彈性粘接過渡層(2)為聚氨酯樹脂材料，彈性粘接過渡層的彈性模量介於聚氨酯硬泡與軟泡之間，其厚度為1～10mm，其與裝飾面層的粘接強度≥0.2MPα，具有低溫柔性。
3.根據權利要求1中所述的帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板，其特徵在於彈性粘接過渡層(2)的厚度為2～5mm。
4.根據權利要求1中所述的帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板，其特徵在於裝飾面層(1)為塗層鍍鋅鋼板、塗層鍍鋁鋅鋼板、塗層鋁板、經過表面化學著色的銅板、銅板、塗層銅板或各種裝飾石材或各種裝飾瓷磚板材中的任一種；聚氨酯硬泡塑料層(3)為聚氨酯硬泡塑料或改性的聚異氰脲酸酯硬泡塑料；加強構件(4)為鋼絲網，薄鋼帶，玻璃纖維網中的一種。
5.根據權利要求4中所述的帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板，其特徵在於硬泡塑料的容重為20～80kg/m3，硬泡塑料的導熱係數為0.014～0.033W/(mK)。
6.一種帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板的生產方法，其特徵在於將裝飾面層背面進行清洗，打底表面處理後，塗覆聚氨酯軟泡層，與加強構件一塊放置在聚氨酯硬泡塑料的成型模具中，將裝飾面層與聚氨酯軟泡層預熱，然後澆注聚氨酯硬泡塑料並通過模具加熱和施加壓力，液態的泡沫塑料會浸潤裝飾面層背面的軟泡層內，待聚氨酯硬泡塑料固化後，使在裝飾面層和聚氨酯硬泡塑料層之間形成一層富有彈性的、難於剝離的彈性粘接過渡層，製成了四層結構的複合板。
7.根據權利要求6中所述的帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板的生產方法，其特徵在於裝飾面層的預熱溫度在30～50℃之間，聚氨酯硬泡塑料反應時，模具溫度在40～80℃之間，聚氨酯硬泡塑料的熟化溫度在45～65℃之間，模具壓力在0.05～0.5MPa之間。
8.一種帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板的施工方法，其特徵在於將本發明複合板採用外置龍骨在經過處理的基層牆體上預定位並固定，複合板材與主體牆體間的縫隙預留大小為5～100mm，使用聚氨酯澆注機把具有粘結能力的聚氨酯硬泡塑料澆注於預留縫隙內，液態的聚氨酯硬泡塑料會膨脹，填充預留縫隙，並填充進複合板及基層牆體的粗糙表面，形成複合板及基層牆體的物理化學粘結，也形成複合板與牆體的再次複合，待粘結材料反應固化後，撤下外置龍骨，對複合板間縫進行耐候密封膠填縫施工，即完成本發明複合板牆面體系的施工。
9.根據權利要求8中所述的帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板的施工方法，其特徵在於在基層牆體完成防潮界面劑施工後，按要求位置設置膨脹螺栓，將鋼絲網加強構件與膨脹螺栓連接，完成對基層牆體的處理；在澆注複合的工藝施工時，聚氨酯硬泡塑料粘結材料，會將膨脹螺栓和鋼絲包裹在一起，形成粘結材料與基層牆體的可靠連接。
10.根據權利要求9中所述的帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板的施工方法，其特徵在於在基層牆體防潮界面施工中採用的防潮界面劑為聚氨酯防水塗料、環氧樹脂防水塗料、改性瀝青防水塗劑、有機樹脂乳液配製的防水砂漿材料、鋁箔或塑料薄膜不透水材料中的任一種；耐候密封填縫膠為聚氨酯耐候密封膠或改性矽酮耐候密封膠中的任一種；外龍骨為鋼型材、鋁型材或模板材料中的任一種；膨脹螺栓為鋼製脹栓或塑料脹栓。
全文摘要
本發明涉及一種帶有彈性粘接過渡層的聚氨酯硬泡塑料複合板及生產方法，該複合板包括有裝飾面層、聚氨酯硬泡塑料層、泡沫加強構件，其特徵在於在裝飾面層與聚氨酯硬泡塑料層之間增設一個使兩層間彈性連接，增加粘結強度的彈性粘接過渡層，聚氨酯硬泡塑料層的另一面與泡沫加強構件粘接各層壓制後形成了四層結構的複合板。本發明優點彈性粘接過渡層的彈性連接，增加兩層的粘結強度，在剝離強度實驗時，斷裂部位完全出現在泡沫層上，通過設置彈性粘接過渡層使複合板平整度提高，並使複合板在建築外圍護體系的應用中，抵抗溫度作用的能力增強，不起鼓，不脫殼，安裝施工方便，是整體的成型產品，不用人工一層層鋪設，提高工作效率。
文檔編號B32B5/10GK1765624SQ200510047428
公開日2006年5月3日 申請日期2005年10月17日 優先權日2005年10月17日
發明者楊振宇, 劉新力, 崔巖, 趙濤, 謝闖 申請人:楊振宇, 劉新力, 崔巖, 趙濤, 謝闖