CN103243824A - 建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板及制备方法，该幕墙板包含采用热固性非金属复合材料制成的壳体及该壳体内的A级阻燃泡沫保温材料主体；壳体包含装饰面和连接面，装饰面为具有不同形状的平面或立体图案或标识的平板或者凹凸板块。该壳体复合材料包含按重量百分数计：18%~30%乙烯基树脂，20%~30%无机纤维，45%~60%氢氧化铝，1%~2%引发剂，1%~4%固化剂及0%~2%色浆。本发明提供的幕墙板，表面可制成亚光、高光、磨砂以及各种立体图案效果，具有很强的整体艺术美感。该幕墙板耐高温、耐腐蚀、耐老化、阻燃、密封性好、抗水性好、重量轻，可大大减轻建筑的荷载，是可循环使用的绿色低碳产品，且成本低，节能保温，整体效果美观，具有划时代的意义。

Description

建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板及制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体地，涉及一种建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板（以下简称“幕墙板”）及其制备方法。

背景技术

解决建筑物墙体的防水和保温是人们长期努力的方向。传统建筑材料，例如：混凝土、砖、沥青油毡、聚合物板、幕墙玻璃等，其防水性能和保温性能是单一的，很难兼顾防水性和保温性，而且这些材料的导热系数都比较大，极不利于建筑物的节能。另外，传统的建筑材料都比较沉重，不利于降低墙体的重量，特别是隔断墙体和填充的墙体更需降低重量。近年来开发了多种复合墙体，但是，层次过多，施工也比较复杂。     

发明内容

本发明的目的是提供一种热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，该幕墙保温板具有耐高温、耐腐蚀、耐老化、阻燃、密封性好、抗水性好的特性，具有立体效果的整体艺术感，且其重量轻，硬度和强度高，施工简单。

为达到上述目的，本发明提供了一种建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，该幕墙保温板采用热固性非金属复合材料经注塑、压铸或浇注成型的壳体，及装入或注入该壳体内的A级阻燃泡沫保温材料主体；其中，壳体包含装饰面和连接面，装饰面为平板或者凹凸板块；装饰面与连接面通过铆接、粘接方式连接；而且，装饰面为仿大理石面板、木纹面板或金属质感面板或者其他石材；该壳体复合材料包含以下按重量百分数计的原料：

  乙烯基树脂                           18% ~ 30%；

  无机纤维                             20% ~ 30%；

  氢氧化铝                             45% ~ 60%；

  引发剂                                1% ~ 2%；

  固化剂                                1% ~ 4%；

  色浆                                  0% ~ 2%；

所述的无机纤维为硅灰石纤维、玻璃纤维及镁晶须中的任意一种以上。色浆的加入可使得制成的幕墙板外壳具有需要的颜色，而通过将不同颜色的幕墙板单元组合安装可以得到需要的色彩效果。

上述的建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其中，所述的平板或凹凸板块上还通过粘接、焊接或铆接连接方式设置有具有不同形状的平面和/或三维立体图案或标识(如企业标志图案)。

上述的建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其中，所述的凹凸板块表面还具有氟碳喷涂或者3D喷绘或者UV（Ultra Violet的缩写，即紫外线）转印图案。所述的氟碳喷涂是指一种静电喷涂，也是液态喷涂的方式。

上述的建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其中，所述的凹凸板块内部设置为空心，其中设置有LED灯，用于夜间发光。

上述的建筑装饰用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其中，所述的A级阻燃性泡沫材料是指泡沫玻璃或无机相变泡沫材料，能常温固化，且质量轻。

上述的建筑装饰用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其中，所述的A级阻燃性泡沫材料为具有能量储存功能的无机相变泡沫材料；该泡沫材料具有能量储存功能。以24℃无机相变材料为例，当材料吸收外界环境温度达到24℃时，开始从固态变到软体状态相变融化的过程中，材料吸收并储存大量的潜热，当材料冷却到24℃以下，储存的热量开始散发，从软体状态到固态的逆相变。无机相变材料是一种利用自然界能量进行能量储存和温度控制的功能性材料，单位体积的蓄热密度大，恒温性好，稳定性好。

上述的建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其中，所述的固化剂为过氧化甲乙酮。

上述的建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其中，所述的引发剂为过氧苯甲酸叔丁酯和过氧苯甲酰的混合物，并且满足过氧苯甲酸叔丁酯与过氧苯甲酰的重量配比为1：2。

上述的建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其中，所述的无机纤维是指长径比为20~40:1的硅灰石纤维、玻璃纤维、镁晶须等无机纤维或者是其中任意两种以上的混合物。无机纤维的加入有利于提高材料的表面性能，如光洁度、耐污染、耐腐蚀等；合理的高充填有利于一定程度提高材料的耐温性。

本发明还提供了一种上述的建筑装饰用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板的制备方法，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，按照权利要求1所述的原料用量将乙烯基树脂、无机纤维、氢氧化铝、引发剂、固化剂及色浆捏合成团状混合材料；

步骤2，上述混合材料通过注塑机或压铸机加入到幕墙板的金属模具中；

步骤3，将幕墙板的金属模具加热至120℃~180℃，使混合材料在模具中加热固化成型；

步骤4，打开模具，取出成型的幕墙板壳体；

步骤5，向上述壳体中装入A级阻燃泡沫保温材料，常温固化成型，得到幕墙保温板。

    本发明的幕墙板的使用，既可大大减轻建筑的荷载，也可以降低新房和旧房改造外墙保温装饰的造价，而且整体效果美观，可使不同的建筑物具有不同的整体艺术效果，加之材料环保与节能保温，对于改变当前全球建材行业外墙材料比较单一与缺乏艺术表现感观的现状和降低外墙产品对建筑的荷载，以及促进我国节能减排事业的发展都具有划时代的意义。

本发明提供的建筑装饰用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，幕墙保温板壳体包含装饰面和连接面。其中，装饰面为各种形状的光滑平板或凹凸板块，该装饰面上可根据需要设置各种平面和/或立体三维图案或企业标志图案，在装饰面上可进行喷绘（如3D喷绘或者UV转印）、喷涂（如氟碳喷涂）、镶嵌、刻饰等装饰处理，可在装饰面上形成任何想要的LOGO标记或图案，也可进行各种色彩搭配使得装饰面颜色丰富具有美感。进一步地，凹凸板块可设置为内部空心状，可在其内部安装LED灯，用于夜间发光。该结构能节省原料，降低幕墙保温板的重量，降低能耗。

本发明的幕墙保温板壳体是以无机填料及乙烯基树脂和氢氧化铝为主要原料，采用注塑机或者压机等设备通过注塑、压铸或者浇注方式把混合材料加入到模具内，加热后制得。本发明提供的制备方法原料易得，制备过程无需高能耗长时间烧制，能耗大幅降低，机械自动化程度高，劳动强度也减轻，与传统工艺相比，生产工艺先进，采用注塑机或者压机注射或者压机成型，成品率高，产品完全适合工业化、规模化生产；并且，采用本发明的复合材料和制备方法制得的幕墙保温板，外表可根据需要制成平整光洁、或做成仿天然石材、木纹、金属板等带有立体感官的装饰效果，不沾污，防水，高强度，高硬度，质量轻，抗腐蚀、耐老化，且具有保温阻燃的特性，安装简便，用于建筑材料外墙节能效应明显。而且，本发明的幕墙保温板材料可循环使用，节能且环境友好。 

附图说明

    图1为本发明的一种建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板的装配示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明。

采用本发明的建筑装饰用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板的制备方法主要包括以下几个步骤：

步骤1，按照比例将乙烯基树脂、无机纤维、氢氧化铝、引发剂、固化剂及色浆捏合成团状混合材料；

步骤2，将上述混合材料通过注塑机或压铸机加入到幕墙板的金属模具中；

步骤3，将幕墙板的金属模具加热至120℃~180℃，使上述混合材料在模具中加热固化成型；

步骤4，打开模具，取出成型的幕墙板壳体；

步骤5，向上述壳体中装入或加压注入A级阻燃性泡沫材料，常温固化成型，得到幕墙保温板；

本发明的幕墙保温板包括采用热固性非金属复合材料制成的壳体，以及，装配或注入壳体的A级阻燃性泡沫材料主体，其中，保温的泡沫材料注入壳体后与壳体连成一体，更加牢固。不用胶水粘接，避免胶水粘接使用一段时间后脱开。本发明的幕墙保温板的壳体由装饰面33（暴露在外），以及连接面34（不暴露在外）构成，如图1所示，其中，该连接面34是指与墙体连接和/或与其他幕墙保温板侧面连接的连接面。

实施例1

以下按重量百分数计的原料：

昭和高分子（上海）有限公司生产的乙烯基树脂  20%；

产自青海的长径比20~40:1的硅灰石  20%；

青海盐湖生产的镁晶须  10%；

日本昭和电子株式会社生产的超细氢氧化铝    48%；

固化剂过氧化甲乙酮     1%；

过氧苯甲酸叔丁酯与过氧苯甲酰的重量配比为1：2的引发剂   1%；                 

按照上述的配方量将上述原料在搅拌机中充分混合搅拌均匀，将混合后的原料加注到注塑机的料筒中，利用注塑机将料筒中的复合材料注射到幕墙板的金属模具中；将幕墙板的金属模具加热至120℃~180℃，使复合材料在模具中加热固化成型；打开模具，取出成型的幕墙板壳体；向上述壳体中装入泡沫玻璃保温材料（来自嘉兴通用泡沫玻璃科技有限公司），常温固化成型，得到幕墙保温板。  

该外墙材料由于采用乙烯基树脂为基体的复合材料为外壳，不经修饰即本体性地具备较高的抗划伤能力（巴氏硬度≥40）和抗腐蚀能力，而泡沫玻璃芯或无机相变复合材料赋予材料高效的阻燃性能和节能保温性能。材料可以根据墙体设计为不同的形状、表面积和适当的厚度，以达到美观、得体的效果。这类材料构成的外墙具有装饰、保温、防护等多种功能，是一类集装饰和保温为一体的多功能墙体新型材料。

实施例2

以下按重量百分数计的原料：

昭和高分子（上海）有限公司生产的乙烯基树脂             30%；

产自青海的长径比20~40:1的硅灰石                       25%；

日本昭和电子株式会社生产的超细氢氧化铝                 45%；

固化剂过氧化甲乙酮                                      2%；

过氧苯甲酸叔丁酯与过氧苯甲酰的重量配比为1：2的引发剂   1%；  

色浆                                                    2%；

按照上述的配方量将上述原料在搅拌机中充分混合搅拌均匀，经收干处理，将混合后的原料通过压铸机加入到幕墙板的金属模具中；将幕墙板的金属模具加热至120℃~180℃，使复合材料在模具中加热固化成型；打开模具，取出成型的具有盒式结构的幕墙板壳体；向上述壳体中加压注入无机相变泡沫材料（来自北京中瑞森新能源科技有限公司），常温固化成型，得到幕墙保温板。该幕墙板的壳体外表面进行氟碳喷涂，提高产品表面防划伤能力（硬度达到6H），还有利于阻止紫外线穿透，从而使外墙的聚合物基复合材料具有更高的防紫外线老化能力。

实施例3

以下按重量百分数计的原料：

昭和高分子（上海）有限公司生产的乙烯基树脂             18%；

长径比20~40:1的玻璃纤维                               20%；

日本昭和电子株式会社生产的超细氢氧化铝                 60%；

固化剂过氧化甲乙酮                                      1%；

过氧苯甲酸叔丁酯与过氧苯甲酰的重量配比为1：2的引发剂   1%；  

采用实施例1的方法制成幕墙保温板。该幕墙板的壳体外表面进行氟碳喷涂，提高产品表面防划伤能力（硬度达到6H），还有利于阻止紫外线穿透，从而使外墙的聚合物基复合材料具有更高的防紫外线老化能力。

实施例4

以下按重量百分数计的原料：

昭和高分子（上海）有限公司生产的乙烯基树脂             22%；

产自青海的长径比20~40:1的硅灰石                        10%；

长径比20~40:1的玻璃纤维                                5%；

青海盐湖生产的镁晶须                                    7%；

日本昭和电子株式会社生产的超细氢氧化铝                 51%；

固化剂过氧化甲乙酮                                      3%；

过氧苯甲酸叔丁酯与过氧苯甲酰的重量配比为1：2的引发剂   2%；  

采用实施例2的方法制成主体与壳体成为一体式幕墙保温板。该幕墙板的壳体外表面进行氟碳喷涂，提高产品表面防划伤能力（硬度达到6H），还有利于阻止紫外线穿透，从而使外墙的聚合物基复合材料具有更高的防紫外线老化能力。

实施例5

采用实施例2的壳体材料，在模具中、低压一次性热加工成型为可开关的盒式结构，高阻燃效果的泡沫玻璃芯体材料可以方便地放入并固定在上述盒式壳体材料中，成为一类方便安装、方便更换芯体材料、方便更换面层材料的一体式外墙材料。

在一些更优的实施例中，幕墙保温板的装饰面呈现光滑平板或凹凸板块，其上还采用氟碳喷涂或3D喷绘技术，可真实地展现木纹、大理石花纹、金属质感、瓷砖、花岗岩等质感，然后表面用进口耐老化、抗紫外线和耐候性强的涂层进行镀膜，以形成各种形状、各种色彩的幕墙保温板，甚至可以在幕墙保温板装饰面上熔接需要的任何LOGO标记或图案。更进一步地，装饰面凹凸板块可设置为空心，其内部可安装LED光源，以用于夜间发光。从而，打破目前建筑外立面色调单一、立体感不强的现状，可使建筑外立面色调丰富多彩，逼真地展现各种装饰材料的美观效果，且安装方便、自重轻，可最大限度地节约结构所用钢材、降低造价。另外，在幕墙保温板装饰面上也可采用氟碳喷涂和金属粉末喷涂，达到金属幕墙板的效果。

本发明的一种建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板的装配示意图如图1所示，首先，通过若干预埋件11将连接件20固定在墙体10上，该连接件20上安装设置有若干不锈钢角码21，该角码21通过不锈钢螺栓固定在连接件上，该角码21与幕墙连接片22通过不锈钢螺丝23固定，本发明的幕墙板30上设置有若干孔隙31，幕墙连接片22经孔隙31使得幕墙板与连接件20连接固定，在幕墙板与连接片的连接处通过密封胶32进行密封，以避免漏水。所述的连接件可以是槽钢、D型钢或由本发明提供的复合材料制成的连接件。本发明的幕墙保温板安装方法简便，便于施工。

本发明的幕墙板的使用，既可大大减轻建筑的荷载，也可以降低新房和旧房改造外墙保温装饰的造价，而且整体效果美观，可使不同的建筑物具有不同的整体艺术效果，加之材料环保与节能保温，对于改变当前全球建材行业外墙材料比较单一与缺乏艺术表现感观的现状和降低外墙产品对建筑的荷载，以及促进节能减排事业的发展都具有划时代的意义。

本发明提供的复合材料和制备方法不仅限于幕墙板的制备方法，还可以用于户外产品、管材、景观工艺装饰产品、户外配电柜等柜体的制备。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，该幕墙保温板采用热固性非金属复合材料经注塑、压铸或浇注成型的壳体及装入或注入该壳体内的A级阻燃泡沫保温材料主体；其中，壳体包含装饰面和连接面，装饰面为平板或者凹凸板块；装饰面与连接面通过铆接、粘接方式连接；而且，装饰面为仿大理石面板、木纹面板或金属质感面板或者其他石材；该壳体复合材料包含以下按重量百分数计的原料：

       乙烯基树脂                           18% ~ 30%；

       无机纤维                             20% ~ 30%；

       氢氧化铝                             45% ~ 60%；

       引发剂                                1% ~ 2%；

       固化剂                                1% ~ 4%；

       色浆                                  0% ~ 2%；

    所述的无机纤维为硅灰石纤维、玻璃纤维及镁晶须中的任意一种以上。

2.如权利要求1所述的建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其特征在于，所述的平板或凹凸板块上还通过粘接、焊接或铆接连接方式设置有不同形状的平面和/或三维立体的图案或标识。

3.如权利要求2所述的建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其特征在于，所述的凹凸板块表面还具有氟碳喷涂层或3D喷绘层或UV转印图案。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其特征在于，所述的凹凸板块内部设置为空心，其中设置有LED灯，用于夜间发光。

5.如权利要求1所述的建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其特征在于，所述的A级阻燃性泡沫材料是指泡沫玻璃或无机相变泡沫材料。

6.如权利要求5所述的建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其特征在于，所述的A级阻燃性泡沫材料为具有能量储存功能的无机相变泡沫材料。

7.如权利要求1所述的建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其特征在于，所述的固化剂为过氧化甲乙酮。

8.如权利要求1所述的建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其特征在于，所述的引发剂为过氧苯甲酸叔丁酯和过氧苯甲酰的混合物，并且满足过氧苯甲酸叔丁酯与过氧苯甲酰的重量配比为1：2。

9.如权利要求1所述的建筑用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板，其特征在于，所述的无机纤维是的长径比为20~40:1。

10.一种如权利要求1所述的建筑装饰用热固性非金属复合材料艺术幕墙保温板的制备方法，其特征在于，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，按照权利要求1所述的原料用量将乙烯基树脂、无机纤维、氢氧化铝、引发剂、固化剂及色浆捏合成团状混合材料；

步骤2，上述混合材料通过注塑机或压铸机加入到幕墙板的金属模具中；

步骤3，将幕墙板的金属模具加热至120℃~180℃，使混合材料在模具中加热固化成型；

步骤4，打开模具，取出成型的幕墙板壳体；

步骤5，向上述壳体中装入A级阻燃泡沫保温材料，常温固化成型，得到幕墙保温板。

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