CN103030423A - 一种轻质花岗岩饰面保温防火板制品及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种保护面层，包括：反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯和三氧化二铝等。本发明还涉及一种轻质花岗岩饰面保温防火板制品，从下到上依次包括轻质基材、饰面附着底层、着色层和保护面层；所述饰面附着底层为水性反应型环氧丙烯酸改性高分子材料；所述着色层包括颜料和水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料；所述保护面层包括反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯和三氧化二铝等。所述轻质花岗岩饰面保温防火板制品采用特殊工艺使各层与轻质保温防火基材有机地紧密结合，达到饰面不容易脱落、耐磨、耐刮、耐酸雨、耐老化等功效，从而形成保温隔热、防火、装饰一体化的新型建筑轻质表面装饰材料，优于同类产品，市场潜力巨大。

Description

一种轻质花岗岩饰面保温防火板制品及其制备方法

技术领域

本发明涉及防火材料领域，具体地，本发明涉及一种轻质花岗岩饰面保温防火板制品及其制备方法。

背景技术

目前，屋面和墙体保温的建筑节能技术越来越受到国家和社会的重视，采用新型墙体保温材料，不但可以节约建筑成本，还可以提高建筑隔热保温性能，节约能源为社会做贡献。

新型墙体保温板作为外墙和屋面保温材料，具有施工方便的优势。

目前墙体保温材料主要有发泡酚醛树脂、聚苯乙烯板、挤塑板等，这种保温材料具有保温性能好，密度小的优点，但是由于材料易燃、易老化且成本较高，使其应用受到限制，另外由于是以苯酚、二甲苯和甲醛等作为原料，生产过程对安全性、环保性要求较高且级易对环境造成污染。

第二种保温材料是在水泥砂浆中添加聚苯颗粒制成保温砂浆，起到保温性能，但防火性能差且不易施工。

第三种是采用无机发泡材料，特别是发泡水泥，主要原料是水泥和粉煤灰，加入发泡剂或其他助剂，经过发泡、注膜、养护得到的多孔无机板材，由于存在封闭的多孔结构所以具有良好的保温性能，特别是采用无机材料，防火性能好。目前所用发泡剂基本为表面活性剂，是利用发泡机进行物理发泡，因此生产复杂，发泡效果不理想不易控制。

同时，随着我国建筑业的快速发展，人们对建筑物的装饰要求也越来越高，天然花岗岩具有华贵凝重的装饰效果和优越的防护性能，越来越受到青睐。但花岗岩造价比较昂贵，而且地球上的资源是有限的，人类不得不面对不断的消耗使资源更加匮乏的境地，因而花岗岩材料的应用受到局限，且含放射性元素，对人体有害；材质重需钢结构固定，不易施工且不易高楼大厦广泛使用（地震时易砸伤逃生人员）。

目前，所属领域采用以下三种方法以期获得花岗岩效果：（1）不同基材真石漆饰面；（2）水泥，砂浆加盐料成型品；（3）花岗岩图形覆膜。但是这三种方法也存在缺点，第一种方法得到的不同基材真石漆饰面易老化，易粘灰尘旧化，不抗刮，不耐磨，易剥层；第二种方法得到的材料无花岗岩仿真性及质感；第三种方法中，花岗岩覆膜由于其实易退，其膜易老化；覆膜时采用粘胶易老化、剥离、分层；无法使用于环境恶劣的室外（不耐紫外线破坏）。

CN102409819A公开了一种：花岗岩保温防火复合板及其生产方法，主要技术方案分以下几点：1.对保温材料（聚氨酯）进行六面密封处理。2.使用不燃材料做密封材料，其中五面为水泥纤维板、一面为花岗岩饰面板。3.密封材料本身具备的性能指标，其抗拉强度不小于0.15MPa，吸水率不大于8％。4.保温材料（聚氨酯）在型腔中，通过高压发泡与密封材料进行高强度粘接。5.保温材料（聚氨酯）中放入适量的阻燃剂，在不影响其保温效果的同时提高防火性能。但是，该复合板采用花岗岩层去的花岗岩效果，原材料具有局限性，并且该复合板采用多层机械连接，制备方法复杂，且经长时间使用后，各层容易分离，不利于长期使用稳定性。

因此，开发一种整体结构，具有花岗岩外观，且具有优异的防火保温、耐磨性、耐刮性、耐酸性、耐碱性、耐候性的材料是所属领域的技术难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种保护面层，所述保护面层用于涂覆在基材表面，赋予基材优异的耐磨性、耐刮性、耐酸性、耐碱性和耐候性。

所述保护面层包括：反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯和三氧化二铝。

优选地，所述保护面层包括：0.2~6wt%的三氧化二铝，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯。

优选地，所述保护面层包括：0.2~6wt%的三氧化二铝，0~1.5wt%的抗紫外线吸收剂，0~1wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯。

优选地，所述保护面层包括：0.6~4wt%的三氧化二铝，0.05~1wt%的抗紫外线吸收剂，0.05~0.5wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯。

优选地，所述保护面层包括：1~3wt%的三氧化二铝，0.1~0.8wt%的抗紫外线吸收剂，0.1~0.3wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯。

本发明的目的之一在于提供一种轻质花岗岩饰面保温防火板制品。所述轻质花岗岩饰面保温防火板制品为整体结构，材质轻，具有花岗岩外观，且具有优异的防火保温、耐磨性、耐刮性、耐酸性、耐碱性和耐候性。

所述轻质花岗岩饰面保温防火板制品从下到上依次包括轻质基材、饰面附着底层、着色层和保护面层；所述饰面附着底层为水性反应型环氧丙烯酸改性高分子材料；所述着色层包括颜料和水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料；所述保护面层包括反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯和三氧化二铝。

优选地，所述着色层包括0.05~1wt%的颜料，余量为水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料，进一步优选，所述着色层包括0.08~0.5wt%的颜料，余量为水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料，特别优选，所述着色层包括0.1~0.2wt%的颜料，余量为水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料。

优选地，所述颜料为无机矿物颜料，例如天然产朱砂、红土或雄黄等。所属领域技术人员可根据需要利用无机矿物颜料，采用所属领域的已知方法和/或新方法调节颜料种类和用量，以获得不同色彩的花岗岩外观。

优选地，所述保护面层包括0.2~6wt%的三氧化二铝，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯，进一步优选，所述保护面层包括：0.2~6wt%的三氧化二铝，0~1.5wt%的抗紫外线吸收剂，0~1wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯，更优选地，所述保护面层包括：0.6~4wt%的三氧化二铝，0.05~1wt%的抗紫外线吸收剂，0.05~0.5wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯，特别优选，所述保护面层包括：1~3wt%的三氧化二铝，0.1~0.8wt%的抗紫外线吸收剂，0.1~0.3wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯。

所述饰面附着底层、着色层和保护面层的厚度可由所属领域技术人员根据需要确定。

优选地，所述轻质花岗岩饰面保温防火板制品从下到上依次包括轻质基材、饰面附着底层、着色层和保护面层；所述饰面附着底层为水性反应型环氧丙烯酸改性高分子材料；所述着色层包括0.1~0.2wt%的颜料，余量为水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料；所述保护面层包括：1~3wt%的三氧化二铝，0.1~0.8wt%的抗紫外线吸收剂，0.1~0.3wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯。

所述轻质基材由轻质材料成型得到，优选地，所述轻质基材由空心玻璃珠、珍珠岩、蛭石粉或火山粉中的1种或至少2种的组合成型得到。

所述保护面层还可以包括其它添加剂，例如防腐剂、抗老化剂、阻燃剂、光稳定剂、消光剂、防霉剂等。

所述水性反应型环氧丙烯酸改性高分子材料具有良好的附着力，并能与着色层和轻质基材牢固结合，还具有防火和防渗的作用。

所述保护面层可使轻质花岗岩饰面保温防火板制品能够耐磨、耐刮、耐酸和耐碱，并且由于保护面层中含有抗静电剂等添加剂，因此具有自洁防粘尘功能。

水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料是指分子的末端或侧基带有活性反应基团并可进一步反应改性的水性有机硅改性聚氨酯高分子材料。

反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯是指分子的末端或侧基带有活性反应基团并可进一步反应改性的有机硅改性水性脂肪族聚氨酯。

本发明的目的之一还在于提供一种所述轻质花岗岩饰面保温防火板制品的制备方法。

所述轻质花岗岩饰面保温防火板制品的制备方法包括以下步骤：

（1）将水性反应型环氧丙烯酸改性高分子材料涂覆在轻质基材上，固化；

（2）涂覆着色层混合物，固化，所述着色层混合物包括颜料和水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料；

（3）涂覆保护面层混合物，固化，所述保护面层混合物包括氧化铝和反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯。

优选地，所述固化为通过烘烤固化。

优选地，所述涂覆为喷涂。

优选地，所述着色层混合物包括0.05~1wt%的颜料，余量为水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料，进一步优选，所述着色层混合物包括0.08~0.5wt%的颜料，余量为水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料，特别优选，所述着色层混合物包括0.1~0.2wt%的颜料，余量为水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料。

优选地，所述颜料为无机矿物颜料，例如天然产朱砂、红土或雄黄等。所属领域技术人员可根据需要利用无机矿物颜料，采用所属领域的已知方法和/或新方法调节颜料种类和用量，以获得不同色彩的花岗岩外观。

优选地，所述保护面层混合物包括0.2~6wt%的三氧化二铝，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯，进一步优选，所述保护面层混合物包括：0.2~6wt%的三氧化二铝，0~1.5wt%的抗紫外线吸收剂，0~1wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯，更优选地，所述保护面层混合物包括：0.6~4wt%的三氧化二铝，0.05~1wt%的抗紫外线吸收剂，0.05~0.5wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯，特别优选，所述保护面层混合物包括：1~3wt%的三氧化二铝，0.1~0.8wt%的抗紫外线吸收剂，0.1~0.3wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯。

所述饰面附着底层、着色层和保护面层的厚度可由所属领域技术人员根据需要确定。

所述轻质基材由轻质材料成型得到，优选地，所述轻质基材由空心玻璃珠、珍珠岩、蛭石粉或火山粉中的1种或至少2种的组合成型得到，所述轻质基材的例子可以为由空心玻璃珠、珍珠岩、蛭石粉或火山粉中的1种或至少2种的组合压制成型的板材。所述轻质基材可以是市售的保温轻质材料，如轻质玻璃微珠板、珍珠岩板、蛭石板、发泡水泥板等。

通过所述方法制备的轻质花岗岩饰面保温防火板制品，着色层、保护面层和轻质基材紧密结合，为一整体，不易脱落或开裂，从而赋予基材耐磨、耐刮、耐酸、耐碱、耐候和耐污性能，且保温防火性能优异。

与现有技术相比，本发明所述轻质花岗岩饰面保温防火板制品具有以下优点：

（1）原料来源广泛，工艺简单，制造成本低；

（2）所述轻质花岗岩饰面保温防火板制质量轻，便于安装，且使用更安全；

（3）所述轻质花岗岩饰面保温防火板制具有优异的耐磨性、耐刮性、耐酸性、耐碱性、耐候性、耐污性能以及保温防火性能，经测试，所得到的保温防火板制品的表面硬度为6H以上，耐日晒的光牢度为8级，人工气候加速试验1500h后无裂纹，耐磨性（750g/500r）失重为30mg以下，5%硫酸中浸泡240小时，无脱落或起泡，5%氢氧化钠中浸泡240小时，无脱落或起泡，采用3M粘胶百格测试，无一脱落，燃烧性能达到国家A1级标准，导热系数小于，导热系数为0.02W/(m·K)。

（4）所述轻质花岗岩饰面保温防火板制品，采用建材市场上已有售的达到国家A1级防火标准的保温轻质材料（如轻质玻璃微珠板、珍珠岩板、蛭石板、发泡水泥板等），在其表面加以防渗高附着饰面附着底层、着色层、高耐磨高耐老化性保护面层材料，采用特殊工艺使之与轻质保温防火基材有机地紧密结合，达到饰面不容易脱落（底部剥离或表面开裂）、耐磨、耐刮、耐酸雨、耐老化等功效，从而形成保温隔热、防火、装饰（花岗岩效果）一体化的新型建筑轻质表面装饰材料，优于同类产品，市场潜力巨大。

附图说明

图1是是本发明所述保温防火板制品的一个实施方案的结构示意图。

附图标记如下：

1-轻质基材；  2-饰面附着底层；

3-着色层；    4-保护面层。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

对以下各实施例得到的保温防火板制品的测试方法见表1。

表1

实施例1

（1）将火山粉压制成型，制成轻质板材，将水性反应型环氧丙烯酸改性高分子材料喷涂在板材上，烘烤固化，固化温度为80℃，固化时间为5min；

（2）喷涂着色层混合物，烘烤固化，固化温度为120℃，固化时间为12min，所述着色层混合物由1wt%的天然朱砂和99wt%的水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料组成；

（3）喷涂保护面层混合物，烘烤固化，固化温度为150℃，固化时间为15min，所述保护面层由0.2wt%的氧化铝和99.8wt%的反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯组成。

所述保温防火板制品的结构如图1所示。经测试，所得到的保温防火板制品的表面硬度为6H，人工气候加速试验1500h后无裂纹，耐磨性（750g/500r）失重为25mg，10%硫酸中浸泡240小时，无脱落或起泡，10%氢氧化钠中浸泡240小时，无脱落或起泡，采用3M粘胶百格测试，无一脱落，燃烧性能达到国家A1级标准，导热系数为0.015W/(m·K)。

实施例2

（1）将蛭石粉和火山粉的混合物压制成型，制成轻质板材，将水性反应型环氧丙烯酸改性高分子材料喷涂在轻质板材上，烘烤固化，固化温度为85℃，固化时间为4min；

（2）喷涂着色层混合物，烘烤固化，固化温度为115℃，固化时间为17min，所述着色层混合物由0.05wt%的天然红土和99.95wt%的水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料组成；

（3）喷涂保护面层混合物，烘烤固化，固化温度为150℃，固化时间为15min，所述保护面层混合物由6wt%的氧化铝、1.5%的抗紫外线吸收剂和92.5wt%反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯组成。

经测试，所得到的保温防火板制品的表面硬度为7H，人工气候加速试验1500h后无裂纹，耐磨性（750g/500r）失重为22mg，10%硫酸中浸泡240小时，无脱落或起泡，10%氢氧化钠中浸泡240小时，无脱落或起泡，采用3M粘胶百格测试，无一脱落，燃烧性能达到国家A1级标准，导热系数为0.018W/(m·K)。

实施例3

（1）将空心玻璃珠和珍珠岩的混合物压制成型，制成轻质板材，将水性反应型环氧丙烯酸改性高分子材料喷涂在轻质板材上，烘烤固化，固化温度为82℃，固化时间为8min；

（2）喷涂着色层混合物，烘烤固化，固化温度为120℃，固化时间为15min，所述着色层混合物由0.7wt%的天然雄黄和99.3wt%的水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料组成；

（3）喷涂保护面层混合物，烘烤固化，固化温度为160℃，固化时间为10min，所述保护面层混合物由0.4wt%的氧化铝、1.2%的抗紫外线吸收剂、1wt%的抗静电剂和97.4wt%反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯组成。

经测试，所得到的保温防火板制品的表面硬度为7H，人工气候加速试验1500h后无裂纹，耐磨性（750g/500r）失重为20mg，10%硫酸中浸泡240小时，无脱落或起泡，10%氢氧化钠中浸泡240小时，无脱落或起泡，采用3M粘胶百格测试，无一脱落，燃烧性能达到国家A1级标准，导热系数为0.02W/(m·K)。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种保护面层，包括：反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯和三氧化二铝。

2.如权利要求1所述的保护面层，其特征在于，所述保护面层包括：0.2~6wt%的三氧化二铝，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯；

优选地，所述保护面层包括：0.2~6wt%的三氧化二铝，0~1.5wt%的抗紫外线吸收剂，0~1wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯。

3.如权利要求1或2所述的保护面层，其特征在于，所述保护面层包括：0.6~4wt%的三氧化二铝，0.05~1wt%的抗紫外线吸收剂，0.05~0.5wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯；

优选地，所述保护面层包括：1~3wt%的三氧化二铝，0.1~0.8wt%的抗紫外线吸收剂，0.1~0.3wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯。

4.一种轻质花岗岩饰面保温防火板制品，从下到上依次包括轻质基材、饰面附着底层、着色层和保护面层；所述饰面附着底层为水性反应型环氧丙烯酸改性高分子材料；所述着色层包括颜料和水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料；所述保护面层包括反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯和三氧化二铝。

5.如权利要求4所述的轻质花岗岩饰面保温防火板制品，其特征在于，所述着色层包括0.05~1wt%的颜料，余量为水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料，进一步优选，所述着色层包括0.08~0.5wt%的颜料，余量为水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料，特别优选，所述着色层包括0.1~0.2wt%的颜料，余量为水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料。

6.如权利要求4或5所述的轻质花岗岩饰面保温防火板制品，其特征在于，所述保护面层包括0.2~6wt%的三氧化二铝，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯，进一步优选，所述保护面层包括：0.2~6wt%的三氧化二铝，0~1.5wt％的抗紫外线吸收剂，0~1wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯，更优选地，所述保护面层包括：0.6~4wt%的三氧化二铝，0.05~1wt%的抗紫外线吸收剂，0.05~0.5wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯，特别优选，所述保护面层包括：1~3wt%的三氧化二铝，0.1~0.8wt%的抗紫外线吸收剂，0.1~0.3wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯。

7.如权利要求4-6任一项所述的轻质花岗岩饰面保温防火板制品，其特征在于，所述轻质花岗岩饰面保温防火板制品从下到上依次包括轻质基材、饰面附着底层、着色层和保护面层；所述饰面附着底层为水性反应型环氧丙烯酸改性高分子材料；所述着色层包括0.1~0.2wt%的颜料，余量为水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料；所述保护面层包括：1~3wt%的三氧化二铝，0.1~0.8wt%的抗紫外线吸收剂，0.1~0.3wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯。

8.一种如权利要求4-7任一项所述轻质花岗岩饰面保温防火板制品的制备方法，包括以下步骤：

（1）将水性反应型环氧丙烯酸改性高分子材料涂覆在轻质基材上，固化；

（2）涂覆着色层混合物，固化，所述着色层混合物包括颜料和水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料；

（3）涂覆保护面层混合物，固化，所述保护面层混合物包括氧化铝和反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述固化为通过烘烤固化；

优选地，所述涂覆为喷涂；

优选地，所述着色层混合物包括0.05~1wt%的颜料，余量为水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料，进一步优选，所述着色层混合物包括0.08~0.5wt%的颜料，余量为水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料，特别优选，所述着色层混合物包括0.1~0.2wt%的颜料，余量为水性反应型有机硅改性聚氨酯高分子材料。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述保护面层混合物包括0.2~6wt%的三氧化二铝，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯，进一步优选，所述保护面层混合物包括：0.2~6wt%的三氧化二铝，0~1.5wt%的抗紫外线吸收剂，0~1wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯，更优选地，所述保护面层混合物包括：0.6~4wt%的三氧化二铝，0.05~1wt%的抗紫外线吸收剂，0.05~0.5wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯，特别优选，所述保护面层混合物包括：1~3wt%的三氧化二铝，0.1~0.8wt%的抗紫外线吸收剂，0.1~0.3wt%的抗静电剂，余量为反应型有机硅改性水性脂肪族聚氨酯；

优选地，所述轻质基材由空心玻璃珠、珍珠岩、蛭石粉或火山粉中的1种或至少2种的组合成型得到；

优选地，所述颜料为无机矿物颜料。

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