CN104193227A - 一种相变保温柔性饰面材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种相变保温柔性饰面材料及其制备方法。具体实施方案：本发明提供一种相变保温柔性饰面材料主要以泥粉、相变微胶囊、胶黏剂、交联剂为主要原料，涂覆在模板上通过梯度温度烘烤成型制成，原料成分及质量份数如下：泥粉30-50%；相变微胶囊5-10%；胶黏剂15-30%；有机膨润土3-6%；乳化剂0.5-1%；助剂1-5%；交联剂1-5%；水10-20%。本发明具有以下有益效果：本发明与现有柔性饰面材料的技术相比具有如下优点：在不损失现有柔性高分子饰面材料优点的前提下，将保温、装饰功能融为一体，简化了施工工艺，拓宽了产品的使用范围，具有广阔的市场前景；本发明不需要高温烧结，有利于节能减排，并且生产使用中没有有毒气体释放，对环境和人体健康没有危害。

Description

一种相变保温柔性饰面材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑保温装饰材料领域，特别是一种相变保温柔性饰面材料及其制备方法。

背景技术

随着城市发展速度的加快，高楼大厦越来越多，而且随着设计理念的改变，建筑的形态也日新月异，更加独特。

传统外墙面砖由于比重大，不可形变，透气性差等自身因素，已经越来越不能适应现代建筑外墙面砖的要求。外墙涂料虽然颜色丰富，装饰性比较强，但单一的功能及耐久性问题难以符合装饰要求。而应运而生的柔性饰面砖（软瓷），由于有着独特的柔韧性，较低的比重，优异的防火，防水，透气性及极强的表现力已经在外墙面砖中崭露头角。

目前建筑保温手段多集中于刷涂隔热涂料、粘贴复合保温板等，这些方式都是被动式隔热，不能对热能进行充分利用，并且涂料隔热效果不明显、耐久耐污性差，保温板生产成本高、施工复杂。近年来兴起的相变微胶囊材料（MicroPCMs）以其能够自动控温、主动储能等特点，在生活食品运输、保温服等领域有着广泛应用，在建筑领域也尝试将其添加到建筑砂浆中以期获得保温效果，但由于其会严重影响砂浆强度而没能得到真正推广。

发明内容

本发明目的在于提供一种相变保温柔性饰面材料及其制备方法。该饰面材料综合了柔性饰面砖轻质、装饰性强以及MicroPCMs高效储热保温的特点，并且生产过程绿色环保，施工简便易行，是一种理想的建筑装饰保温材料。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明提供一种相变保温柔性饰面材料主要以泥粉、MicroPCMs、胶黏剂、交联剂为主要原料，涂覆在模板上通过梯度温度烘烤成型制成，原料成分及质量份数如下：

泥粉                            30-50%

相变微胶囊（MicroPCMs）        5-10%

胶黏剂                          15-30%

有机膨润土                      3-6%

乳化剂                          0.5-1%

助剂                            1-5%

交联剂                          1-5%

水                              10-20%。

进一步地，所述泥粉为凹土、砂土、高岭土、蒙脱石土、伊利石土中的至少一种，平均粒径为100～300目。

进一步地，所述的相变微胶囊（MicroPCMs）为自制的丙烯酸酯/相变石蜡微胶囊。

进一步地，所述丙烯酸酯壳材为丙烯酸甲酯、丙烯酸共聚物；芯材为35-55的相变石蜡。

进一步地，所述的胶黏剂主要成分为常温自交联核壳丙烯酸酯类共聚物、有机硅改性丙烯酸酯乳液中的至少一种，其玻璃化温度在-20～35℃范围内，固含量为40～55%。

进一步地，所述的有机膨润土为十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）改性的钠基膨润土、CTAB改性的锂基膨润土中的至少一种。

进一步地，所述乳化剂为烷基铵盐或季铵盐中的至少一种。

进一步地，所述助剂包括分散剂、消泡剂、交联剂、润湿剂、增稠剂和本领域公知的其他助剂。

进一步地，所述交联剂为丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种。

进一步地，它制备方法如下：

1、天然泥土经淘洗、沉淀、过滤、烘干、粉碎、过100～300目筛后得到天然泥粉；

2、将所述配方量的胶黏剂、水、乳化剂、消泡剂、助剂、交联剂加入到分散机中以1600～2000r/min高速混合，然后缓慢加入所述有机膨润土，当所述有机膨润土充分分散后，降低转速至600～800r/min，缓慢加入相变微胶囊（MicroPCMs），搅拌15～20min，最后加入泥粉；

3、将所述步骤（2）得到的混合料披挂在模具上，披挂厚度为3～10mm，然后放入烘箱低温养护至表面没有明显水分，养护时间为4～10h，养护温度为50～70℃；

4、养护完成后，将模具从材料表面剥离，然后放入高温烘箱中烘烤，烘烤时间1～3h，温度100～120℃，烘烤结束后，将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。

本发明具有以下有益效果：本发明将柔性饰面砖制备技术与MicroPCMs技术有机结合制备相变保温柔性饰面材料，它结合了柔性饰面砖装饰性强、安全性高的优点，同时利用柔性面砖中的有机相组分将MicroPCMs紧密包裹，利用MicroPCMs储能特性，减小柔性饰面材料表面中的昼夜温差，阻隔热量传导，达到建筑外饰面装饰保温一体化的效果。

本发明与现有柔性饰面材料的技术相比具有如下优点：在不损失现有柔性高分子饰面材料优点的前提下，将保温、装饰功能融为一体，简化了施工工艺，拓宽了产品的使用范围，具有广阔的市场前景；本发明不需要高温烧结，有利于节能减排，并且生产使用中没有有毒气体释放，对环境和人体健康没有危害。

附图说明

图1为本发明保温性能测试装置示意图。

图2为添加和未添加MicroPCMs所制备柔性保温材料的升温曲线。

附图标记说明：红外灯1、柔性饰面砖2、聚苯乙烯泡沫箱3、测温仪4、未添加MicroPCMs柔性保温材料的升温曲线a、添加MicroPCMs柔性保温材料的升温曲线b。

具体实施方式

实施例1：高岭土40%、MicroPCMs 6%、自交联型丙烯酸酯乳液30%、丙烯酸3%、助剂2.5%、十六烷基三甲基溴化铵0.5%、钠基有机膨润土4%、水14 %按质量份配料。将自交联型丙烯酸酯乳液、水、十六烷基三甲基溴化铵、助剂、丙烯酸加入到分散机中以2000r/min高速混合，然后缓慢加入钠基膨润土，当膨润土充分分散后，降低转速至800r/min，缓慢加入MicroPCMs，搅拌20min；最后缓慢加入高岭土。将得到的混合料批刮在模具上，披挂厚度为4mm，然后放入50℃烘箱养护时间为4h。将材料从模具剥离，放入100℃烘箱烘烤1h，取出将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。

实施例2：凹土30%、MicroPCMs 5%、自交联型丙烯酸酯乳液40%、丙烯酸2%、助剂2.5%、十六烷基三甲基溴化铵0.5%、钠基有机膨润土3%、水17 %按质量份配料。将自交联型丙烯酸酯乳液、水、十六烷基三甲基溴化铵、助剂、丙烯酸加入到分散机中以2000r/min高速混合，然后缓慢加入钠基膨润土，当膨润土充分分散后，降低转速至800r/min，缓慢加入MicroPCMs，搅拌20min；最后缓慢加入凹土。将得到的混合料批刮在模具上，披挂厚度为5mm，然后放入60℃烘箱养护时间为4h。将材料从模具剥离，放入110℃烘箱烘烤1h，取出将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。

实施例3：蒙脱土40%、MicroPCMs 9%、自交联型丙烯酸酯乳液25%、甲基丙烯酸2%、助剂2.5%、十四烷基三甲基溴化铵0.5%、锂基有机膨润土3%、水18 %按质量份配料。将自交联型丙烯酸酯乳液、水、十四烷基三甲基溴化铵、助剂、甲基丙烯酸加入到分散机中以2000r/min高速混合，然后缓慢加入锂基膨润土，当膨润土充分分散后，降低转速至800r/min，缓慢加入MicroPCMs，搅拌20min；最后缓慢加入蒙脱土。将得到的混合料批刮在模具上，披挂厚度为3mm，然后放入70℃烘箱养护时间为3h。将材料从模具剥离，放入110℃烘箱烘烤2h，取出将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。

实施例4：     蒙脱土30%、MicroPCMs 9%、有机硅改性丙烯酸酯乳液35%、甲基丙烯酸2%、助剂2.5%、十二烷基氯化铵0.5%、锂基有机膨润土3%、水18 %按质量份配料。将有机硅改性丙烯酸酯乳液、水、十二烷基氯化铵、助剂、甲基丙烯酸加入到分散机中以2000r/min高速混合，然后缓慢加入锂基膨润土，当膨润土充分分散后，降低转速至800r/min，缓慢加入MicroPCMs，搅拌20min；最后缓慢加入蒙脱土。将得到的混合料批刮在模具上，披挂厚度为7mm，然后放入50℃烘箱养护时间为7h。将材料从模具剥离，放入120℃烘箱烘烤2h，取出将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。

        实施例5：伊利土30%、MicroPCMs 10%、有机硅改性丙烯酸酯乳液30%、丙烯酸羟乙酯5%、助剂4%、十二烷基氯化铵1%、锂基有机膨润土4%、水16%按质量份配料。将有机硅改性丙烯酸酯乳液、水、十二烷基氯化铵、助剂、丙烯酸羟乙酯加入到分散机中以2000r/min高速混合，然后缓慢加入锂基膨润土，当膨润土充分分散后，降低转速至800r/min，缓慢加入MicroPCMs，搅拌20min；最后缓慢加入伊利土。将得到的混合料批刮在模具上，披挂厚度为6mm，然后放入60℃烘箱养护时间为6h。将材料从模具剥离，放入100℃烘箱烘烤3h，取出将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。

实施例6：砂土40%、MicroPCMs 10%、有机硅改性丙烯酸酯乳液20%、季戊四醇三丙烯酸酯5%、助剂4%、十二烷基氯化铵1%、锂基有机膨润土4%、水16%按质量份配料。将有机硅改性丙烯酸酯乳液、水、十二烷基氯化铵、助剂、季戊四醇三丙烯酸酯加入到分散机中以2000r/min高速混合，然后缓慢加入锂基膨润土，当膨润土充分分散后，降低转速至800r/min，缓慢加入MicroPCMs，搅拌20min；最后缓慢加入砂土。将得到的混合料批刮在模具上，披挂厚度为10mm，然后放入50℃烘箱养护时间为10h。将材料从模具剥离，放入120℃烘箱烘烤2h，取出将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。

实施例7：保温测试装置采用红外灯照射275W进行室外太阳模拟，用厚度为4cm的聚苯乙烯泡沫XPS搭建房屋模型，顶部由柔性饰面砖覆盖，与红外灯的距离为35mm。在其侧壁钻一小孔，方便探头的伸入，进行箱内温度测量，每隔15s记录箱内温度，直至达到平衡后停止记录，所有样品在相同条件测试。装置示意图如附图1所示。由附图2测试结果可见，添加MicroPCMs后柔性饰面材料具有显著的热滞后效应，说明具备良好的储热保温性能。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，它是以泥粉、相变微胶囊（MicroPCMs）、胶黏剂、交联剂为主要原料，涂覆在模板上通过梯度温度烘烤成型，原料的成分及质量份数如下：

泥粉                            30-50%

相变微胶囊（MicroPCMs）        5-10%

胶黏剂                          15-30%

有机膨润土                      3-6%

乳化剂                          0.5-1%

助剂                            1-5%

交联剂                          1-5%

水                              10-20%。

2.根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述泥粉为凹土、砂土、高岭土、蒙脱石土、伊利石土中的至少一种，平均粒径为100～300目。

3.根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述的相变微胶囊（MicroPCMs）为自制的丙烯酸酯/相变石蜡微胶囊。

4.根据权利要求3所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述丙烯酸酯壳材为丙烯酸甲酯、丙烯酸共聚物；芯材为35-55的相变石蜡。

5.根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述的胶黏剂主要成分为常温自交联核壳丙烯酸酯类共聚物、有机硅改性丙烯酸酯乳液中的至少一种，其玻璃化温度在-20～35℃范围内，固含量为40～55%。

6.根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述的有机膨润土为十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）改性的钠基膨润土、CTAB改性的锂基膨润土中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述乳化剂为烷基铵盐或季铵盐中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述助剂包括分散剂、消泡剂、交联剂、润湿剂、增稠剂和本领域公知的其他助剂。

9.根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述交联剂为丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料的制备方法，其特征在于，其制备方法如下：

（1）天然泥土经淘洗、沉淀、过滤、烘干、粉碎、过100～300目筛后得到天然泥粉；

（2）将所述配方量的胶黏剂、水、乳化剂、消泡剂、助剂、交联剂加入到分散机中以1600～2000r/min高速混合，然后缓慢加入所述有机膨润土，当所述有机膨润土充分分散后，降低转速至600～800r/min，缓慢加入相变微胶囊（MicroPCMs），搅拌15～20min，最后加入泥粉；

（3）将所述步骤（2）得到的混合料披挂在模具上，披挂厚度为3～10mm，然后放入烘箱低温养护至表面没有明显水分，养护时间为4～10h，养护温度为50～70℃；

（4）养护完成后，将模具从材料表面剥离，然后放入高温烘箱中烘烤，烘烤时间1～3h，温度100～120℃，烘烤结束后，将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。