CN103144384A - 一种隔热保温材料、制备方法及专用设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于隔热保温施工材料的技术领域技术领域，公开了一种隔热保温材料的制备方法及专用设备。其技术方案为：利用由挤出机、土工布层复合机构、涂覆机构构成的设备，将构成发泡聚乙烯层的材料搅拌均匀形成混合物料，通过挤出机熔融挤出的发泡聚乙烯片层、在其双面复合无纺布层、在土工布上依次设置沥青层和PET薄膜隔离层，即可形成能够使用于温泉地质地带或需要保温的建筑结构所使用的，能够防止二次衬砌结构水浸的、具有隔热功能和使用寿命长的隔热保温材料材料。
Description
技术领域
本发明属于隔热保温施工材料的技术领域，公开了一种温泉地质地带或需要保温的建筑结构所使用的能够防止二次衬砌结构水浸的隔热保温材料、制备方法及专用设备。
背景技术
在隧道工程中，当隧道穿过温泉地质区域时，因环境温度较高导致所使用的各种防水材料在长期处于高温环境中其极易老化和水解，并造成防水功能减弱，从而导致隧道二次衬砌结构因长期受水腐蚀而破坏。一旦隧道漏水，其返修工作非常复杂困难，并涉及二次衬砌结构的拆除、防水材料更换，防水材料、土建等工程的重新施工，浪费人力、财力、物力。因此目前的防水材料难于满足百年大计工程的需要。
发明内容
本发明的目的就是提供一种具有隔热功能和使用寿命长的隔热保温材料材料、制备方法及专用设备。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种隔热保温材料，包括厚度为1.5—5.0mm的耐热发泡聚乙烯层，在该发泡聚乙烯层的两面设置有厚度为200—400g/㎡的土工布，在上述其中一面的土工布上涂覆有0.3mm-1.5mm厚的沥青层，并在其表面设置有PET薄膜隔离材料。
构成上述一种隔热保温材料的附加技术特征还包括：
在所述发泡聚乙烯层的另一面的所述土工布上涂覆有0.3mm-1.5mm厚的沥青层，并在其表面设置有PET薄膜隔离材料。
构成所述中间层的发泡聚乙烯层材料由65—75重量份的聚乙烯、18—25重量份的聚丙烯塑料、0.5—1.5重量份的发泡剂、4.5—5.5重量份的耐热母料和1.0—2.0重量份的马来酸酐接枝剂交联成分构成；
构成所述的土工布为长丝聚酯纤维无纺布或短丝聚酯纤维无纺布。
构成所述的沥青层由60-70重量份沥青、7-9重量份SBS、5-7重量份丁基胶粉、8-10重量份萜烯树脂、15-20重量份滑石粉配制而成。
制备上述隔热保温材料的工艺步骤包括：
1、将构成发泡聚乙烯层的材料按比例称量好搅拌均匀形成混合物料；
2、启动挤出设备，并加热其挤出段温度至140℃-180℃，将混合物料添加至挤出设备的料仓中熔融挤出1.5—5.0mm的发泡聚乙烯片层，同时在其双面复合无纺布层，冷却定型形成半成品；
3、在上述半成品的一面或双面的土工布上涂覆0.3mm-1.5mm厚的沥青层，并在该沥青表面上设置有PET薄膜隔离层；
4、冷却后卷取并存放24小时即可入库。
制备隔热保温材料的专用设备，其特征在于：由设置于喂料进料口的料斗、加热挤出料管和具有设定宽度的出料口组成的挤出机，由2—3个复合压延滚轴构成的土工布层复合机构和由对辊构成的沥青层及PET薄膜隔离材料层涂覆机构粘合机构构成。
本发明所提供的隔热保温材料及其制备方法与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于构成隔热保温材料的中间聚乙烯层采用聚乙烯材料为主、聚丙烯塑料为辅材料构成，因此可以保证该中间层在温度即使高于150℃的环境下使用也不变形；其二，由于所使用的复合无纺布层采用聚酯纤维构成，且聚酯的软化温度和熔点分别为248℃和276℃，具有良好的耐热性能，实验数据表明，在140℃环境下持续时间48小时其性能不会改变；因此能够满足环境温度在100℃（一般不会超过80℃）以下隧道温泉区的长期使用。
附图说明：
图1为本发明所提供的隔热保温材料的结构示意图；
图2为第二种隔热保温材料的结构示意图；
图3为制备上述隔热保温材料专用设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所提供的隔热保温材料的及其制备方法作进一步的详细说明。
如图1所述为本发明所提供的第一种隔热保温材料的结构示意图。构成该隔热保温材料的结构包括，厚度为1.5—5.0mm的耐热发泡聚乙烯层1、复合在其两面上厚度为200—400g/㎡的第一土工布层2和第二土工布层3、在上述第一土工布层2上涂覆的0.3mm-1.5mm厚的沥青层4以及该沥青层其表面设置的PET薄膜隔离材料层5。
如图2所述为本发明所提供的第二种隔热保温材料的结构示意图。其结构是在图1所示的第一种隔热保温材料的基础上，再在第二土工布层3上涂覆的0.3mm-1.5mm厚的第二沥青层6和该沥青层表面上设置的第二PET薄膜隔离材料层7。
如图3所示为制备隔热保温材料的专用设备，构成该专用设备的结构，包括由设置于喂料进料口的料斗8、加热挤出料管9和具有设定宽度的出料口10组成的挤出机，由三个（或两个）复合压延滚轴11、12和13构成的土工布层复合机构，两个对辊14和15构成的沥青层和PET薄膜隔离材料层的涂覆粘合机构。
利用上述专用设备制备如图1所示的隔热保温材料的方法包括以下步骤：将构成发泡聚乙烯层的材料按比例称量好搅拌均匀形成混合物料；再启动挤出机使挤出料管的温度达到140℃-180℃，将混合物料添加至料斗8中，混合物料由挤出料管熔融经过设定宽度的出料口10挤出厚度在1.5—5.0mm的发泡聚乙烯片层，然后同时在其双面将第一、第二无纺布层2、3通过复合压延滚轴11、12与发泡聚乙烯片层复合在一起，经过具有冷却降温功能的复合压延滚轴13冷却定型形成半成品16，再将由热熔机构17热熔的沥青层涂覆在第一无纺布层2上、将卷制的PET薄膜18粘附在上述沥青层上，通过对辊14、15涂覆粘合机构后形成0.3mm-1.5mm厚的第一沥青层4和所粘附的隔离材料层5，形成隔热保温材料，冷却后卷取并存放24小时即可入库。
当然，还可以分别在上述专用设备的涂覆机构和粘合机构前，分别再设置一热熔机构和粘合机构，将热熔的沥青层涂覆在第二无纺布层上及PET薄膜18粘附在第二沥青层上，形成如图2所示的隔热保温材料。
构成上述隔热保温材料中间层的耐热发泡聚乙烯层的具体实施例为：
实施例1：
70重量份的聚乙烯、22重量份的聚丙烯塑料、1.0重量份的发泡剂、
4.8重量份的耐热母料和2.0重量份的马来酸酐接枝剂。
实施例2：
65重量份的聚乙烯、18重量份的聚丙烯塑料、1.2重量份的发泡剂、
5.2重量份的耐热母料和1.5重量份的马来酸酐接枝剂。
实施例3：
75重量份的聚乙烯、20重量份的聚丙烯塑料、0.8重量份的发泡剂、
5.0重量份的耐热母料和1.0重量份的马来酸酐接枝剂。
实施例4：
73重量份的聚乙烯、25重量份的聚丙烯塑料、0.5重量份的发泡剂、
4.5重量份的耐热母料和1.8重量份的马来酸酐接枝剂。
实施例2：
68重量份的聚乙烯、24重量份的聚丙烯塑料、1.5重量份的发泡剂、
5.4重量份的耐热母料和1.2重量份的马来酸酐接枝剂。
实施例2：
70重量份的聚乙烯、21重量份的聚丙烯塑料、0.9重量份的发泡剂、
4.0重量份的耐热母料和1.5重量份的马来酸酐接枝剂。
上述实施例所制备出的隔热保温材料满足以下性能指标：
| 序号 | 项目名称 | 指标要求 |
| 1 | 拉伸强度 | ≥100N/cm |
| 2 | 断裂伸长率 | ≤80% |
| 3 | CBR顶破强力 | ≥2.4kN |
| 4 | 撕破强力 | ≥0.4kN |
| 5 | 导热系数 | ≤0.03W/(m.K) |
| 6、 | 加热伸缩量（100度）24小时 | ≤0.5% |
构成上述隔热保温材料的无纺布层、中间发泡层和沥青层的结合实现了隔热保温的功能，这些材料分别所具有的耐热、阻止热传导和隔水的性能相辅相成，共同实现了本发明的目的：
——聚酯无纺布
聚酯纤维是人工合成纤维中一个重要的品种，具有结实耐用、弹性好、易洗快干等优点，被广泛运用于各类服装面料上。它有优良的、保温性、耐皱性、弹性和尺寸稳定性，有良好的电绝缘性能，耐日光，耐摩擦，不霉不蛀，有较好的耐化学试剂性能，能耐弱酸及弱碱。在室温下，有一定的耐稀强酸的能力，耐强碱性较差。聚酯无纺布，也叫无纺布或不织布，是一种不需要纺纱织工艺而形成的织物，是通过将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机撑列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成的工程材料．无纺布布突破了传统的纺织原理，并具有工艺流程短、 生产速度快，产量高、成本低、用途广、原料来源多等特点。
由于聚酯软化温度和熔点较高，分别为248℃和276℃，耐热性能好，有数据表明，在140℃环境下持续时间48小时，不会改变其性能。一般隧道温泉区环境温度在80℃以下，最高不超过100℃，该材料本身耐热性能毋庸置疑。并且在生产过程中不可避免的含有一定量的空气，更能提升保温性能。
——中间发泡层：
中间聚乙烯层采用聚乙烯材料为主，聚丙烯塑料为辅，可以保证该中间层在即使高于150℃的环境下使用不变形；
再配以发泡、交联、耐热等成分，发泡剂的作用是使中间层进行发泡，其细微的独立气泡(导热系数为0.024W/m.K)结构，其泡孔细密均匀，强韧且有绕性，隔音、隔热、保温效果优异，吸水性小，回弹性、耐候性、耐老化、防霉变和耐各种化学制剂腐蚀性强，超低导热系数（小于0.04w/m.k），能有效阻隔热量或冷气通过或流失，使中间层有效阻止热量传导；交联剂的作用是使两种不同的塑料充分接枝相容，保证材料成分的均匀性，同时交联处理后，产品具备了较强的耐腐蚀性，寿命提高30%以上；耐热母料的添加，是确保中间发泡层本身的耐热性，使中间发泡层在热量经由无纺布层传导过来的余热的长期微热环境下，不发生老化或大大减缓老化速率。
——沥青层的作用：一方面可以防止岩石中的温水浸入土工布层从而保证土工布层的保温效果，另一方面还可以起到很好的粘接效果，防止隔热保温材料与施工基面因长期分离而产生变形，从而保证隔热材料的长期使用效果。为了提高该沥青层的性能，可以在制备沥青层时在沥青中添加具有提高粘接效果的增粘树脂、具有耐低温性能的丁基胶粉和增稠剂滑石粉等材料构成的改性沥青，该改性沥青可以选择由60-70重量份沥青、7-9重量份SBS、5-7重量份丁基胶粉、8-10重量份萜烯树脂、15-20重量份滑石粉配制。
隔离薄膜可以防止沥青的粘接粘连，保证材料的完好性。
使用该隔热保温材料时，首先将隔离材料层剥离，均匀铺贴在施工基面上，同时纵横向每隔一米间隔用射钉和塑料垫片固定，卷与卷之间搭接不低于10cm，并用射钉及塑料垫片固定，塑料垫片的使用可以保证隔热保温的同时利于下道工序塑料防水板的施工。
Claims (7)
1.一种隔热保温材料，其特征在于：包括厚度为1.5—5.0mm的耐热发泡聚乙烯层，在该发泡聚乙烯层的两面设置有厚度为200—400g/㎡的土工布，在上述其中一面的土工布上涂覆有0.3mm-1.5mm厚的沥青层，并在其表面设置有PET薄膜隔离材料。
2.如权利要求1所述的一种隔热保温材料，其特征在于：在所述发泡聚乙烯层的另一面所述土工布上涂覆有0.3mm-1.5mm厚的沥青层，并在其表面设置有PET薄膜隔离材料。
3.如权利要求1或2所述的一种隔热保温材料，其特征在于：构成所述中间层的发泡聚乙烯层材料由65—75重量份的聚乙烯、18—25重量份的聚丙烯塑料、0.5—1.5重量份的发泡剂、4.5—5.5重量份的耐热母料和1.0—2.0重量份的马来酸酐接枝剂交联成分构成。
4.如权利要求1或2所述的一种隔热保温材料，其特征在于：所述的土工布为长丝聚酯纤维无纺布或短丝聚酯纤维无纺布。
5.如权利要求1或2所述的一种隔热保温材料，其特征在于：构成所述的沥青层由60-70重量份沥青、7-9重量份SBS、5-7重量份丁基胶粉、8-10重量份萜烯树脂和15-20重量份滑石粉配制而成的改性沥青构成。
6.制备上述权利要求所述的隔热保温材料的工艺步骤包括：
第一步、将构成发泡聚乙烯层的材料按比例称量好搅拌均匀形成混合物料；
第二步、启动挤出设备，并加热其挤出段温度至140℃-180℃，将混合物料添加至挤出设备的料仓中熔融挤出1.5—5.0mm的发泡聚乙烯片层，同时在其双面复合无纺布层，冷却定型形成半成品；
第三步、在上述半成品的一面或双面的土工布上涂覆0.3mm-0.5mm厚的沥青层，并在该沥青表面上设置有PET薄膜隔离层；
第四步、冷却后卷取并存放24小时即可检验并办理入库。
7.制备隔热保温材料的专用设备，其特征在于：由设置于喂料进料口的料斗、加热挤出料管和具有设定宽度的出料口组成的挤出机，由2—3个复合压延滚轴构成的土工布层复合机构和由对辊构成的沥青层及PET薄膜隔离材料层涂覆机构粘合机构构成。
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