CN104358373B - 一种隔热阻燃轻质墙面砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

<b>本发明涉及一种隔热阻燃轻质墙面砖及其制备方法，墙面砖包括玻纤胎、改性沥青涂层、覆面材料层，以重量百分含量计，改性沥青涂层的原料配方如下：</b><b>10#</b><b>石油沥青</b><b>40%</b><b>～</b><b>60%</b><b>；</b><b>90#</b><b>道路沥青</b><b>3%</b><b>～</b><b>5%</b><b>；聚烯烃加工改性剂</b><b>1%</b><b>～</b><b>3%</b><b>；氢氧化镁</b><b>15%</b><b>～</b><b>25%</b><b>；胶粉</b><b>6%</b><b>～</b><b>12%</b><b>；填料余量；覆面材料层的原料配方如下：空心陶瓷微珠</b><b>30%</b><b>～</b><b>40%</b><b>；粉末丁苯橡胶</b><b>2%~5%</b><b>；彩砂余量。本发明墙面砖具有优异的耐腐蚀、耐水和耐老化性，抗拉强度大，裁切加工性能良好，施工简单，美观大方，尤其是隔热阻燃性能优异，实现了外墙装饰材料的绿色节能和安全可靠。</b>

Description

一种隔热阻燃轻质墙面砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种轻质墙面砖及其制备方法。

背景技术

轻质墙面砖作为施工简便的建筑物外墙装饰材料，除了具有良好的装饰美观效果，还主要用于保护墙体免受外界的侵蚀破坏，并且综合造价低廉，后期维护方便，越来越多的被应用到现代建筑上。

近年来，由于建筑设计的变化和新型建筑构件的使用，对外墙立面材料提出了越来越高的要求。2009年9月25日，公安部与住房和城乡建设部联合颁发了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》，要求包括建筑外立面要达到防火等级B1级，高层建筑限制使用EPS、XPS、PU等材料，低层建筑需增设防火隔离带。同时，国务院2011年8月份下发的《“十二五”节能减排综合性工作方案》要求减少能源浪费和降低废气排放，把建筑节能作为我国能源战略的重要一环。因此，外墙装饰材料的发展趋势则是在提高阻燃性能的同时,兼具低碳高效、保温节能、绿色环保与可持续性。因此，轻质墙面砖不仅需要具备优异的装饰保护效果，而且还应兼具良好的耐火性和保温隔热等性能。

传统的墙面瓷砖坚固耐用，具有易清洗、防火、抗水、耐磨、耐腐蚀等优点。但是，外墙瓷砖首次投入成本较高，粘贴程序要求严格，施工难度大，施工技术不过硬容易造成脱落伤人，还必须采用优质的防水材料解决防水问题。因为瓷砖外墙一旦发生渗漏将不易找出渗水位置，维修十分困难。现有的轻质墙面砖，如中国发明专利公开号CN101307635A公开的一种轻型柔性连体玻纤砖及其施工方法，主要介绍了轻型柔性连体玻纤砖工业化、标准化生产实现了几何形状和大小的一致性，以及快速简捷高效的施工方法。但并未涉及到轻型柔性连体玻纤砖的配方工艺及其应用上的功能性。中国发明专利公开CN103741914A公开的轻质墙面砖，通过把图案层设计成具有DIY组合功能的黏附层以及砂层，来增加墙面砖的装饰性，而发明中基底层采用的塑性材料和保护层采用的树脂材料都没有具体说明。

CN103144313A公开了一种轻质墙面多彩沥青砖的制作方法，其步骤如下；首先选用10#沥青50%~60%与100#沥青40%~50%配比，在配比后的混合物中注入导热油，加热搅拌升温至200-230℃，然后加入塑料颗粒和弹性体材料进行强化处理，搅拌1-2小时后再加入碳酸氢钙原料，搅拌2小时，当温度达到180-190℃时取出注入油锅内，取出油锅内的混合物，以玻璃纤维毡为胎基进行双面浸涂，浸涂后正面覆盖彩砂颗粒，背面撒以隔离矿砂，冷却后，分切成所需形状。该方法生产温度高，需要胶体磨高剪切处理，资源消耗大，设备成本较高，而且沥青和导热油高温挥发导致污染严重，导热油挥发后无法实现促进熔融、提高柔性的效果，因此沥青容易老化开裂，易破碎，产品表面的矿物粒料容易脱落，耐老化性能差，使用寿命短。同时，所得沥青砖也不具备阻燃隔热性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种防火阻燃，隔热保温效果好，耐老化性能优异且兼具装饰和美观性，成本低的轻质墙面砖。

本发明同时还提供一种墙面砖的制备方法，该方法成本低，所得墙面砖防火阻燃，隔热保温效果好，耐老化性能优异且兼具装饰和美观性。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案如下：

一种隔热阻燃轻质墙面砖，包括玻纤胎、分别形成在玻纤胎正反二面上的涂层、覆设在二个涂层中的一个上的覆面材料层，特别是，所述涂层为改性沥青涂层，

以重量百分含量计，改性沥青涂层的原料配方如下：

10#石油沥青40%～60%；

90#道路沥青3%～5%；

聚烯烃加工改性剂1%～3%；

氢氧化镁15%～25%；

胶粉6%～12%；

填料余量；

以重量百分含量计，覆面材料层的原料配方如下：

空心陶瓷微珠30%～40%；

粉末丁苯橡胶2%~5%；

彩砂余量。

进一步地，所述的墙面砖还包括覆设在二个涂层中的另一个上的隔离材料层。隔离材料层具体为LDPE（低密度聚乙烯）隔离膜。

优选地，所述氢氧化镁的粒径为0.7~4.4微米。

优选地，所述胶粉为脱硫再生胶粉。

根据本发明，所述填料可以为选自滑石粉、碳酸钙、高岭土、硅微粉中的一种或多种的组合，粒径为800目~1250目。

根据本发明，所述聚烯烃加工改性剂可以为含有聚乙烯，马来酸酐改性聚乙烯或氧化聚乙烯的高分子共聚物中一种或多种的混合物。

优选地，所述空心陶瓷微珠粒径为10μm~80μm。

优选地，所述彩砂的粒径为10目~40目。

优选地，所述的粉末丁苯橡胶为乳液聚合丁苯橡胶粉末，粒径为40目~80目。

本发明采取的又一技术方案是：一种上述的隔热阻燃轻质墙面砖的制备方法，其包括以下步骤：

（1）按配方比例，将10#石油沥青和90#道路沥青加入到反应釜中，升温到140℃~160℃，加入胶粉，继续升温至175℃~180℃，搅拌分散0.5~3小时，降温至165℃~170℃，加入聚烯烃加工改性剂，搅拌分散0.5~3小时，继续降温到150℃~160℃，加入氢氧化镁和填料，搅拌分散0.5~3小时，制得沥青涂盖料；

（2）按配方比例，将空心陶瓷微珠、粉末丁苯橡胶和彩砂混合均匀，制成覆面混合物；

（3）将成卷的玻纤胎展开，送入装有步骤（1）所得沥青涂盖料的装置中浸涂形成所述改性沥青涂层，浸透的玻纤胎随后通过涂覆装置在上表面撒布步骤（2）所得覆面混合物并压实，形成所述覆面材料层；

（4）在经过步骤（3）的玻纤胎的下表面覆盖隔离材料，形成隔离材料层；

（5）切割成设定尺寸，即得隔热阻燃轻质墙面砖。

根据本发明，墙面砖中玻纤胎的厚度一般为0.5~1.5mm，改性沥青涂层的厚度一般为2.0~3.0mm，覆面材料层的厚度一般为2.0~2.5mm，隔离材料层的厚度一般为0.01~0.02mm。

根据本发明，墙面砖的尺寸一般为1000×952mm。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、生产温度相对较低，不需要胶体磨高剪切处理，工艺节能，资源消耗少，也节省了用于研磨和污染控制的设备成本；

2、低温柔性好，克服了普通沥青砖易老化开裂以及易破碎的缺点；

3、使墙面具备一定的保温隔热功能，夏天降低空调的费用，冬天节省暖气的开支，符合国家节能降耗的战略要求；

4、具有优异的阻燃性，保证了墙面的防火安全；

5、具有优异的耐老化性能，使用寿命长；

6、色彩丰富、防水性能好、使用范围广、材质轻、施工维修方便；

7、原料来源广泛，成本较低。

具体实施方式

本发明中，所述玻纤胎的材料为不燃的玻璃纤维，具有优异的耐腐蚀、耐水和耐久性，抗拉强度大，裁切加工性能好，在浸涂高温熔融沥青涂盖料时具有更好的尺寸稳定性。

本发明中，改性沥青涂层的沥青为10#石油沥青和90#道路沥青，10#石油沥青虽然具有软化点高的优点，但是由于含蜡量高和低温脆性大，单独使用无法满足墙面砖的性能要求，适当添加柔性好、延伸率大的90#道路沥青有利于提高墙面砖的柔度、粘结强度和填料吸纳量。

本发明中，聚烯烃加工改性剂可以是本领域所公知的那些。优选地，聚烯烃加工改性剂可以为含有聚乙烯，马来酸酐改性聚乙烯或氧化聚乙烯的高分子共聚物或其混合物。如：Honeywell公司的Titan8422、8822、8903中的一种或多种的组合。这类聚烯烃加工改性剂为蜡状固体颗粒状粉末，与各种改性沥青用添加剂、胶粉和填料广泛兼容，有助于减少沥青混合时带来的高粘度问题，使生产可在相对较低的温度下完成，且不需要胶体磨高剪切处理，在降低能耗成本的同时，也减少了用于研磨和污染控制的设备成本。同时，采用少量的聚烯烃加工改性剂就能大大提高本发明的耐高温性和储藏稳定性，而且不影响发明本身的粒料粘附性和低温柔性。

本发明中，发明人通过大量实验研究发现本发明配方中0.7μm~4.4μm的氢氧化镁最适于作为阻燃剂，它通过分解大量吸热、所产生的不燃物质稀释可燃性气体而达到阻燃目的。氢氧化镁阻燃剂具有低的烟密度和高的热稳定性，初始分解温度为340℃。适于进行高温混合加工，具有良好的分散性和流动性，同时不影响制品的机械强度。其它阻燃剂或不适于高温加工或阻燃性不好。

本发明中，胶粉优选脱硫再生胶粉。脱硫后的胶粉,其硫化交联键被打开，使原来脱硫再生胶粉的网状立体结构变为链状结构，在搅拌混合条件下更易于与沥青重新发生化学反应建立网络结构，从而最大程度上改善了沥青的耐热性、低温柔度、粘结强度、延伸率、抗老化等各项性能。胶粉优选为50~80目，更优选50~70目。

本发明中，对填料没有特别限制，例如可以为滑石粉、碳酸钙、高岭土、硅微粉中的一种或多种的组合，粒径优选为800目~1250目。

本发明中，空心陶瓷微珠为具有中空结构的硅、铝氧化物，其中二氧化硅约为50~75%，三氧化二铝约为25~45%。空心陶瓷微珠粒径范围为10μm~80μm，壁厚2~3μm，具有硬度大、强度高、热传导系数和热收缩系数小、保温隔热隔音效果好等优点。空心陶瓷微珠能够使墙面砖的热导率降低，热量传递减缓，达到保温隔热节能的目的。

本发明中，彩砂为天然彩砂，粒径范围为10目~40目。主要是对沥青涂盖料起防护作用，使其免受紫外线的直接照射，同时使墙面呈现鲜艳多变的色彩，使墙面砖具有装饰和美观性。

本发明中，粉末丁苯橡胶为乳液聚合丁苯橡胶，粒径范围为40目~80目，如GS-1A、GS-1B、QL-6等，在高温涂覆时用来增强覆面材料与改性沥青层的粘接，减少生产、包装、运输、施工和使用等过程中的落砂。

本发明中，隔离材料具体为LDPE（低密度聚乙烯）隔离膜。

本发明中，全部所述的原料均可通过商购和/或采取已知的手段来制备得到，没有加以特别说明时，均满足标准化工产品要求。

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。以下实施例中“%”均指“重量百分含量”。

实施例1

本实施例提供一种隔热阻燃轻质墙面砖，其包括玻纤胎、分别形成在玻纤胎正反二面上的改性沥青涂层、分别覆设在改性沥青涂层上的覆面材料层和隔离材料层。

改性沥青涂层原料配方如下：10#石油沥青40%；90#道路沥青3%；氧化聚乙烯改性剂（霍尼韦尔综合科技有限公司，8903）2%；氢氧化镁（粒径2~3微米）20%；脱硫再生胶粉（60目）12%；碳酸钙23%。

覆面材料的原料配方如下：空心陶瓷微珠（粒径30~50微米）35%；彩砂（20~30目）63%；粉末丁苯橡胶（QL-6）2%。

隔热阻燃轻质墙面砖的制备过程如下：

（1）将10#石油沥青和90#道路沥青加入到反应釜中，升温到150℃后，加入胶粉，继续升温至180℃下搅拌分散2.5小时，降温至165℃，加入氧化聚乙烯改性剂，搅拌分散1.0小时，继续降温到155℃，加入氢氧化镁和碳酸钙，搅拌分散2.0小时，制备成沥青涂盖料。

（2）将空心陶瓷微珠，彩砂和粉末丁苯橡胶混合均匀制得覆面混合物。

（3）将成卷的玻纤胎展开，送入装有沥青涂盖料的沥青涂盖料装置中浸涂，浸透的胎基随后通过涂覆装置在上表面撒布并压实覆面混合物，在下表面覆盖LDPE隔离材料，最后切割、包装。即得。

本例所得隔热阻燃轻质墙面砖各项性能参数如下：吸水率0.3%，低温0℃弯折无裂纹，抗冲击10J级，耐热115℃，撕裂强度24.9N，矿物粘附性0.51g，燃烧等级为B1级难燃，隔热温差为8℃。经过模拟太阳紫外光和可见光的紫外老化箱的氙弧灯（290nm至800nm波长之间的平均辐照度为550W/m²）辐射720h后，各项性能无变化。经过-18℃低温冷冻3小时后立即90℃烘箱恒温3小时再在23℃恒温水中浸泡18小时的冻融循环30次后，无空鼓、无渗水、无裂缝、无落砂，且阻燃等级和隔热温差均无变化。

实施例2

本实施例提供一种隔热阻燃轻质墙面砖，其结构同实施例1，不同的是改性沥青涂层原料配方和覆面材料的原料配方不同，具体如下。

改性沥青涂层原料配方如下：10#石油沥青46%；90#道路沥青4%；马来酸酐改性聚乙烯改性剂（霍尼韦尔综合科技有限公司，8822）3%；氢氧化镁（粒径1~2微米）18%；脱硫再生胶粉（50目）9%；滑石粉20%。

覆面材料的原料配方如下：空心陶瓷微珠（粒径50~60微米）40%；彩砂（30~40目）57%；粉末丁苯橡胶（GS-1A）3%。

隔热阻燃轻质墙面砖的制备过程如下：

（1）将10#石油沥青和90#道路沥青加入到反应釜中，升温到155℃后，加入胶粉，继续升温至175℃下搅拌分散2.0小时，降温至170℃，加入马来酸酐改性聚乙烯改性剂，搅拌分散1.5小时，继续降温到150℃，加入氢氧化镁和滑石粉，搅拌分散1.5小时，制备成沥青涂盖料；

（2）将空心陶瓷微珠，彩砂和粉末丁苯橡胶混合均匀制得覆面混合物；

（3）将成卷的玻纤胎展开，送入沥青涂盖料装置中浸涂，浸透的胎基随后通过涂覆装置在上表面撒布并压实覆面混合物，在下表面覆盖LDPE隔离材料，最后切割、包装。即得。

本例所得隔热阻燃轻质墙面砖各项性能参数如下：吸水率0.4%，低温-3℃弯折无裂纹，抗冲击10J级，耐热128℃，撕裂强度27.5N，矿物粘附性0.29g，燃烧等级为B1级难燃，隔热温差为8℃。经过模拟太阳紫外光和可见光的紫外老化箱的氙弧灯（290nm至800nm波长之间的平均辐照度为550W/m²）辐射720h后，各项性能无变化。经过-18℃低温冷冻3小时后立即90℃烘箱恒温3小时再在23℃恒温水中浸泡18小时的冻融循环30次后，无空鼓、无渗水、无裂缝、无落砂，且阻燃等级和隔热温差均无变化。

实施例3

本实施例提供一种隔热阻燃轻质墙面砖，其结构同实施例1，不同的是改性沥青涂层原料配方和覆面材料的原料配方不同，具体如下。

改性沥青涂层原料配方如下：10#石油沥青53%；90#道路沥青5%；聚乙烯改性剂（霍尼韦尔综合科技有限公司，8422）1%；氢氧化镁（粒径3~4微米）15%；脱硫再生胶粉（70目）6%；硅微粉20%；

覆面材料的原料配方如下：空心陶瓷微珠（15~25微米）38%；彩砂（10~20目）59%；粉末丁苯橡胶（GS-1B）3%。

隔热阻燃轻质墙面砖的制备过程如下：

（1）将10#石油沥青和90#道路沥青加入到反应釜中，升温到140℃后，加入胶粉，继续升温至180℃下搅拌分散2.5小时，降温至165℃，加入聚乙烯改性剂，搅拌分散0.5小时，继续降温到160℃，加入氢氧化镁和填料，搅拌分散2.5小时，制备成沥青涂盖料；

（2）将空心陶瓷微珠，彩砂和粉末丁苯橡胶混合均匀制得覆面混合物；

（3）将成卷的玻纤胎展开，送入沥青涂盖料装置中浸涂，浸透的胎基随后通过涂覆装置在上表面撒布并压实覆面混合物，在下表面覆盖LDPE隔离材料，最后切割、包装，即得。

本例所得隔热阻燃轻质墙面砖各项性能参数如下：吸水率0.3%，低温-5℃弯折无裂纹，抗冲击10J级，耐热114℃，撕裂强度26.7N，矿物粘附性0.34g，燃烧等级为B1级难燃，隔热温差为8℃。经过模拟太阳紫外光和可见光的紫外老化箱的氙弧灯（290nm至800nm波长之间的平均辐照度为550W/m²）辐射720h后，各项性能无变化。经过-18℃低温冷冻3小时后立即90℃烘箱恒温3小时再在23℃恒温水中浸泡18小时的冻融循环30次后，无空鼓、无渗水、无裂缝、无落砂，且阻燃等级和隔热温差均无变化。

对比例1

本例提供一种墙面砖，其基本同实施例1，不同的是，其改性沥青涂层配方如下：

10#石油沥青40%；90#道路沥青3%；氧化聚乙烯改性剂（霍尼韦尔综合科技有限公司，8903）2%；氢氧化铝（粒径2~3微米）20%；脱硫再生胶粉（60目）12%；碳酸钙23%。

本例所得墙面砖各项性能如下：吸水率0.3%，低温0℃弯折无裂纹，抗冲击10J级，耐热110℃，撕裂强度20.1N，矿物粘附性0.51g，燃烧等级为B2可燃（氢氧化铝在加热制备过程中分解，失去阻燃效果），隔热温差为8℃。

对比例2

本例提供一种墙面砖，其基本同实施例1，不同的是，其改性沥青涂层配方如下：10#石油沥青40%；90#道路沥青3%；氢氧化镁20%；脱硫再生胶粉12%；碳酸钙25%。

本例生产过程中存在胶粉颗粒无法与沥青完全熔融的情况，导致最后沥青涂盖料体系没有分散均匀。所得墙面砖各项性能如下：吸水率0.5%，常温23℃弯折有裂纹，抗冲击3J级，耐热84℃，撕裂强度13.5N，矿物粘附性0.89g，燃烧等级为B1级难燃，隔热温差为8℃。

综上所述，本发明的墙面砖具有如下优点：

1、色彩丰富、防水性能好、使用范围广、材质轻、施工维修方便。现有墙面砖基本以瓷砖为主，重量大，施工复杂，容易从建筑物外墙表明脱落，影响房屋美观，且存在较大的安全隐患；而隔热阻燃轻质墙面砖属沥青基粘性材料，经简单处理直接粘贴墙体即可，且粘结牢固。

2、综合成本低。隔热阻燃轻质墙面砖寿命可达50年，会节省建筑物使用期间多次重复进行外墙保温层及饰面层的维修费用，总体下来使建筑物外立面维护成本降低3-5倍。

3、使建筑外墙具备一定的保温隔热功能，同时也有一定的隔音效果。夏天降低空调的费用，冬天节省暖气的开支，符合国家节能降耗的战略要求；

4、优异的阻燃性，保证了建筑的防火安全。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种隔热阻燃轻质墙面砖，包括玻纤胎、分别形成在所述玻纤胎正反二面上的涂层、覆设在二个所述的涂层中的一个上的覆面材料层，其特征在于：所述涂层为改性沥青涂层，

以重量百分含量计，所述改性沥青涂层的原料配方如下：

10#石油沥青40%～60%；

90#道路沥青3%～5%；

聚烯烃加工改性剂1%～3%；

氢氧化镁15%～25%；

胶粉6%～12%；

填料余量；

以重量百分含量计，所述覆面材料层的原料配方如下：

空心陶瓷微珠30%～40%；

粉末丁苯橡胶2%~5%；

彩砂余量；

所述隔热阻燃轻质墙面砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）按配方比例，将10#石油沥青和90#道路沥青加入到反应釜中，升温到140℃~160℃，加入胶粉，继续升温至175℃~180℃，搅拌分散0.5~3小时，降温至165℃~170℃，加入聚烯烃加工改性剂，搅拌分散0.5~3小时，继续降温到150℃~160℃，加入氢氧化镁和填料，搅拌分散0.5~3小时，制得沥青涂盖料；

（2）按配方比例，将空心陶瓷微珠、粉末丁苯橡胶和彩砂混合均匀，制成覆面混合物；

（3）将成卷的玻纤胎展开，送入装有步骤（1）所得沥青涂盖料的装置中浸涂形成所述改性沥青涂层，浸透的玻纤胎随后通过涂覆装置在上表面撒布步骤（2）所得覆面混合物并压实，形成所述覆面材料层；

（4）在经过步骤（3）的玻纤胎的下表面覆盖隔离材料，形成隔离材料层；

（5）切割成设定尺寸，即得所述隔热阻燃轻质墙面砖。

2.根据权利要求1所述的隔热阻燃轻质墙面砖，其特征在于：所述的墙面砖还包括覆设在二个所述涂层中的另一个上的隔离材料层。

3.根据权利要求1所述的隔热阻燃轻质墙面砖，其特征在于：所述氢氧化镁的粒径为0.7~4.4微米。

4.根据权利要求1所述的隔热阻燃轻质墙面砖，其特征在于：所述胶粉为脱硫再生胶粉。

5.根据权利要求1所述的隔热阻燃轻质墙面砖，其特征在于：所述填料为选自滑石粉、碳酸钙、高岭土、硅微粉中的一种或多种的组合，粒径为800目~1250目。

6.根据权利要求1所述的隔热阻燃轻质墙面砖，其特征在于：所述聚烯烃加工改性剂为含有聚乙烯，马来酸酐改性聚乙烯或氧化聚乙烯的高分子共聚物中一种或多种的混合物。

7.根据权利要求1所述的隔热阻燃轻质墙面砖，其特征在于：所述空心陶瓷微珠粒径为10μm~80μm。

8.根据权利要求1所述的隔热阻燃轻质墙面砖，其特征在于：所述彩砂的粒径为10目~40目。

9.根据权利要求1所述的隔热阻燃轻质墙面砖，其特征在于：所述的粉末丁苯橡胶为乳液聚合丁苯橡胶粉末，粒径为40目~80目。