CN102079861A

CN102079861A - 一种建筑瓦片及其生产方法

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Publication number: CN102079861A
Application number: CN201010584768XA
Authority: CN
Inventors: 孙淼
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2011-06-01

Abstract

本发明公开一种建筑瓦片，所述建筑瓦片材料为聚氨酯，所述聚氨酯建筑瓦片由以下原料制成：将多异氰酸酯作为甲组分，将聚醚多元醇或聚酯多元醇、泡沫稳定剂、链增长剂、催化剂、发泡剂、阻燃剂作为乙组分；将乙组分进行搅拌，搅拌速度大于80转/分钟，搅拌时间大于1.5小时；然后将甲、乙组分别倒入聚氨酯发泡机的不同容器罐里；聚氨酯发泡机将甲、乙组分按重量比1.15∶1混合后倒入模具后，使模具温度保持25～35℃，并将模具上模加压10～20分钟后脱模；脱模后经过24小时熟化；熟化后的聚氨酯瓦片进行喷漆、阴干即可得到成品。本发明具有重量轻，运输、施工成本低，保温效果好的特点。

Description

一种建筑瓦片及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种建筑瓦片及其生产方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

现有建筑瓦片的材料主要为水泥瓦片，水泥瓦片虽然生产成本低，但本身单位面积较重，一般40公斤/平方米，需要配套坚固的屋架，增加建筑和运输成本，并且保温效果差，不抗冲击。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种重量轻，保温效果好、抗冲击的建筑瓦片。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种建筑瓦片，所述建筑瓦片材料为聚氨酯，

所述聚氨酯由以下重量份的原料制成：聚醚多元醇或聚酯多元醇100重量份，多异氰酸酯65～115重量份，泡沫稳定剂2～3重量份，链增长剂2～5重量份，催化剂0.2～3重量份，发泡剂2～9重量份，阻燃剂4～6重量份。

上述聚氨酯瓦片的生产方法是：

(1)将多异氰酸酯作为甲组分，将聚醚多元醇或聚酯多元醇、泡沫稳定剂、链增长剂、催化剂、发泡剂、阻燃剂作为乙组分；

(2)将上述步骤(1)乙组分进行搅拌，搅拌速度大于80转/分钟，搅拌时间大于1.5小时；

(3)将甲、乙组分别倒入聚氨酯发泡机的不同容器罐里，聚氨酯发泡机将甲、乙组分按重量比1.15∶1混合后倒入模具后，使模具温度保持25～35℃，并将模具上模加压10～20分钟后脱模；

(4)脱模后经过24小时熟化；

(5)熟化后的聚氨酯瓦片进行喷漆、阴干即可得到成品。

本发明的技术效果是：本发明聚氨酯建筑瓦片采用官能团多、羟值高、分子量较低的聚醚多元醇或聚酯多元醇，它和多异氰酸酯反应后，其分子中网状结构多(交联点多且稠密)，所得聚氨酯硬度大、压缩强度高、尺寸稳定性及耐温性较好，经测试利用本发明方法生产的聚氨酯建筑瓦片密度在300～600kg/m³(千克/立方米)，重量轻，制成聚氨酯建筑瓦片一般在7.5kg/m²，能够减少建筑施工和运输成本。本发明方法生产的聚氨酯建筑瓦片弯曲强度7～20MPa，干燥热扭曲(在实验温度90℃，7天时间内)无变化，尺寸稳定性(在实验温度-27℃，7天时间内)无变化，足以满足建筑瓦片的使用要求。另外，本发明建筑瓦片采用聚氨酯，聚氨酯属于高分子材料，相比较水泥瓦、彩钢瓦片保温效果好。

具体实施方式

聚氨酯瓦片生产过程中配方主要由下列原料组成或下面部分原料的组合。

①聚醚、聚酯或其他多元醇——主反应原料；

②多异氰酸酯(如TDI、MDI、PAPI等)——主反应原料；

③水——链增长剂，同时也是产生二氧化碳气泡的原料来源；

④交联剂——提高泡沫的力学性能，如弹性等；

⑤催化剂(胺及有机锡)——催化发泡及凝胶反应速度；

⑥泡沫稳定剂——使泡沫稳定、并控制孔的大小及结构；

⑦外发泡剂(如CFC-13或CFC-12等)——汽化后作为气泡来源并可移去反应热，避免泡沫中心因高温而产生“焦烧”；

⑧阻燃剂——使聚氨酯具有阻燃性；

⑨颜料——提供各种色泽；

⑩脱模剂。

以上原料涉及主要化学反应的原料是聚醚(或聚酯)多元醇、多异氰酸酯、水以及催化剂。

(1)聚酯多元醇主要有聚醚及聚酯两大类，

(2)在聚氨酯瓦片中常用的异氰酸酯有甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、和多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)。

(3)在聚氨酯瓦片中，应用较为普遍的催化剂是叔胺和有机锡化合物。

(4)阻燃剂分为无机阻燃剂和有机阻燃剂，无机阻燃剂主要是锑、铝、硼、磷化合物，主要有氧化锌、氧化锑、氢氧化铝、硼酸盐等；有机阻燃剂主要是磷-卤有机酯、卤化脂肪烃、有机磷化合物等。

(5)链增长剂是一些含有多官能团的活性氢化合物，如分子量较小的多元醇和多元胺类化合物。工业上广泛使用的是脂肪族多元醇，如1，4-丁二醇、乙二醇、一缩乙二醇、一缩丙二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷等

(6)发泡剂如二氯甲烷，全水发泡，二氧化碳发泡，环戊烷发泡等。

本发明通过实施例详细介绍配方：

(一)实施例1聚氨酯建筑瓦片配方：

改性聚醚(羟值430～470mgKOH/g) 100千克，

二己基己醇胺 1.0千克，

二月桂酸二丁基锡 0.1千克，

泡沫稳定剂 2千克，

一氟三氯甲烷 38千克，

粗MDI 115千克。

实施例1聚氨酯建筑瓦片配方制品物理性能：

密度： 31kg/m³，

压缩强度：

水平压缩强度 240.3kPa

垂直压缩强度 104.9kPa

尺寸稳定剂(体积/％)：

110℃×7d(110℃，7天时间) 7.9

70℃×7d，相对湿度95％ 6.3

-20℃×7d -1.3

表皮硬度(邵尔D) ≥45

实施例1聚氨酯瓦片的生产方法是：

(1)将粗MDI作为甲组分，改性聚醚、二己基己醇胺、二月桂酸二丁基锡、泡沫稳定剂、一氟三氯甲烷作为乙组分(俗称白料)；

(2)将上述步骤(1)乙组分按比例进行搅拌，搅拌速度大于80转/分钟，搅拌时间大于1.5小时；

(3)然后将甲、乙组份分别放入聚氨酯发泡机的不同容器罐里，聚氨酯发泡机将甲、乙组分按重量比1.15∶1混合后倒入模具后，使模具温度保持25～35℃，并将模具上模加压10～20分钟后脱模。聚氨酯发泡机可以采用天津东方旭迪聚氨酯设备有限公司或东莞市绿的机械设备厂的聚氨酯生产设备。

(4)脱模后经过24小时熟化；

(5)熟化后的聚氨酯瓦片进行喷漆、阴干即可得到成品。

本发明聚氨酯瓦片也可以在原料中加入所需颜料代替喷漆。

(二)实施例2聚氨酯建筑瓦片配方：

山梨醇聚醚(羟值500mgKOH/g左右) 100千克

泡沫稳定剂 1.5千克

二己基己醇胺 1.0千克

二月桂酸二丁基锡 0.5千克

一氟二氯甲烷 30千克

粗TDI 100千克

实施例2聚氨酯建筑瓦片配方制品物理性能：

密度： 33kg/m³

压缩强度：

平行压缩强度 256.9kpa

垂直压缩强度 102.1kpa

尺寸稳定性(体积/％)：

110℃×7d 1.7

70℃×7d，95％相对湿度 5.9

-20℃×7d -0.4

表皮硬度(邵尔D) ≥45

实施例2聚氨酯瓦片的生产方法：

将粗MDI作为甲组分，山梨醇聚醚、泡沫稳定剂、二己基己醇胺、二月桂酸二丁基锡、一氟二氯甲烷作为乙组分；其它步骤同实施例1。

(三)实施例3聚氨酯建筑瓦片配方：

蔗糖聚醚 100千克

聚硅氧烷型泡沫稳定剂 1.5千克

一氟三氯甲烷 47.0千克

四甲基丁二胺等叔胺类混合物 0.5千克

二月桂酸二丁基锡 0.1千克

粗MDI 105千克

实施例3聚氨酯建筑瓦片配方制品物理性能：

密度： 27/kg/m³

压缩强度：

平行压缩强度 205kpa

垂直压缩强度 80kpa

尺寸变化率/％

-30℃，平行方向 -0.39

-30℃，垂直方向 0.26

+80℃，平行方向 -0.14

+80℃，垂直方向 2.29

表皮硬度(邵尔D) ≥45

实施例3聚氨酯瓦片的生产方法：

将粗MDI作为甲组分，蔗糖聚醚、聚硅氧烷型泡沫稳定剂、一氟三氯甲烷、四甲基丁二胺等叔胺类混合物、二月桂酸二丁基锡作为乙组分；其它步骤同实施例1。

(四)实施例4聚氨酯建筑瓦片配方：

聚醚多元醇 100千克

发泡剂 9.0千克

聚硅氧烷乳化剂 2.0千克

二月桂酸二丁基锡 0.2千克

异氰酸酯(PAPI) 65.6千克

实施例4聚氨酯建筑瓦片配方制品物理性能：

密度 114.2kg/m³

压缩强度 1.31MPa

弯曲强度 4.27MPa

干燥热扭曲(93℃×7d) 无变化

尺寸稳定性(-27℃×7d) 无变化

表皮硬度(邵尔D) ≥45

实施例4聚氨酯瓦片的生产方法：

将异氰酸酯(PAPI)作为甲组分，聚醚多元醇、发泡剂、聚硅氧烷乳化剂、二月桂酸二丁基锡作为乙组分；其它步骤同实施例1。

(五)实施例5聚氨酯建筑瓦片配方：

聚醚 100千克

泡沫稳定剂 2～3千克

胺扩链剂 2～5千克

催化剂 1～3千克

发泡剂 2～5千克

阻燃剂 4.5～5.0千克

MDI异氰酸酯 65.5～114千克

实施例5聚氨酯建筑瓦片配方制品物理性能：

密度 400～600kg/m³

压缩强度 ≥5.0MPa

弯曲强度 ≥20MPa

表皮硬度(邵尔D) ≥50

实施例5聚氨酯瓦片的生产方法：

将MDI异氰酸酯作为甲组分，将聚醚、泡沫稳定剂、胺扩链剂、催化剂、发泡剂、阻燃剂作为乙组分；其它步骤同实施例1。

(六)实施例6聚氨酯建筑瓦片配方：

聚醚多元醇 100千克

发泡剂 9.0千克

聚硅氧烷乳化剂 2.0千克

二月桂酸二丁基锡 0.2千克

异氰酸酯(PAPI) 65.6千克

实施例6聚氨酯建筑瓦片配方制品物理性能：

密度 114.2kg/m³

压缩强度 1.31MPa

弯曲强度 4.27MPa

干燥热扭曲(93℃×7d) 无明显变化

尺寸稳定性(-27℃×7d) 无明显变化

表皮硬度(邵尔D) ≥50

实施例6聚氨酯瓦片的生产方法：

将异氰酸酯(PAPI)作为甲组分，将聚醚多元醇、发泡剂、聚硅

氧烷乳化剂、二月桂酸二丁基锡作为乙组分；其它步骤同实施例1。

(七)实施例7聚氨酯建筑瓦片配方：

聚醚 100千克

泡沫稳定剂 2千克

胺扩链剂 2千克

催化剂 1千克

发泡剂 2千克

阻燃剂 4.5千克

MDI异氰酸酯 65.5千克

聚氨酯建筑瓦片配方制品物理性能：

密度 300～600kg/m³

压缩强度 ≥5.0MPa

弯曲强度 ≥20MPa

表皮硬度(邵尔D) ≥50

实施例7聚氨酯瓦片的生产方法：

将MDI异氰酸酯作为甲组分，将聚醚、泡沫稳定剂、胺扩链剂、

催化剂、发泡剂、阻燃剂作为乙组分；其它步骤同实施例1。

上述实施例1-7所需化学原料或配好的甲组分(俗称黑料)、乙组分(俗称白料)都可以从以下企业商业购买：

烟台万华聚氨酯股份有限公司、美国陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)、日本聚氨酯工业株式会社(Nippon Polyurethane Industry Co.，Ltd，即日本NPU公司，)、日本三井武田化学株式会社、拜耳材料科技有限公司的拜耳BaySystemsTM系列中的 630、德国巴斯夫公司、美国亨斯迈公司等企业。

(八)实施例8聚氨酯建筑瓦片配方及生产方法：

使用美国陶氏化学公司的聚氨酯全水组合原料作为乙组分与异氰酸酯作为甲组分按重量比1∶1.15的比例经聚氨酯发泡机注入模具，加压20分钟后，经过修整、熟化24小时、喷漆即可得到聚氨酯建筑瓦片。

实施例8加压目的是防止聚氨酯发泡过程中泡沫体外流，影响产品外观质量和密实度。上述修整是对聚氨酯有缺陷的地方用腻子进行修补。

聚氨酯瓦片施工实施例：

1、聚氨酯瓦片外型尺寸和形状根据需要可以有多种，本实施例以425mm×335mm瓦为例的施工方法为：屋檐挑出通常为50mm，每两片瓦边筋搭接有30mm的调整。

2、建议挂瓦条材质为：杉木或松木截面规格为：25×35mm，须经防腐处理(木材防腐涂料或柴油沥青浸入)。固定挂瓦条镀锌钢钉直径为：3.1-4.0×51mm(GB349-88)。固定瓦片的镀锌圆钉或镀锌钢钉直径为：4.1-5.0×76mm(GB349-88)。固定聚氨酯瓦片和配件的自攻螺钉或钢钉都必须是镀锌或其它防锈处理。

3、屋面坡度大于22.5度时上下两层瓦最小搭接为：75mm，小于22.5度时上下最小搭接为100mm。

4、聚氨酯瓦片尺寸规则平整，不存在翘曲。瓦片之间为扣接设计，互相扣搭安装。由于屋面不平整会导致瓦的边筋、风雨檐互相不能吻合，所以整个屋面找平误差不能超过25mm。

5、固定檐口挂瓦条时屋檐口留30mm用聚氨酯发泡封实，以防鸟筑巢及长时间自然风雨对挂瓦条产生腐蚀。水沟宽度最大为：200mm，山檐预留60mm为安装檐口瓦位置。

图1是本发明聚氨酯瓦片生产方法流程图。

Claims

1.一种建筑瓦片，其特征在于：所述建筑瓦片材料为聚氨酯。

2.根据权利要求1所述一种建筑瓦片，所述聚氨酯由以下原料制成：聚醚多元醇或聚酯多元醇100重量份，多异氰酸酯65～115重量份，泡沫稳定剂2～3重量份，链增长剂2～5重量份，催化剂0.2～3重量份，发泡剂2～9重量份，阻燃剂4～6重量份。

3.一种聚氨酯瓦片的生产方法是：

(2)将上述步骤(1)乙组分进行搅拌，搅拌速度大于80转/分钟，搅拌时间大于1.5小时，然后将甲、乙组分别倒入聚氨酯发泡机的不同容器罐里；

(3)聚氨酯发泡机将甲、乙组分按重量比1.15∶1混合后倒入模具后，使模具温度保持25～35℃，并将模具上模加压10～20分钟后脱模；

(4)脱模后经过24小时熟化；

(5)熟化后的聚氨酯瓦片进行喷漆、阴干即可得到成品。