CN104947889A - 陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板，用于建筑外墙的保温装饰材料。该一体化板包括底贴面层、保温层和顶装饰层；底贴面层为双层复合无纺布；保温层材质为聚氨酯硬泡材料；顶装饰层为硬质陶瓷板；保温层与底贴面层、保温层与顶装饰层均形成渗入式物理结合。本发明还公开了一种陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板的制备方法。采用该制备方法制备一体化板实现了一次性连续成型，无需二次复合。本发明的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板制备工艺简单、抗压强度和抗拉强度优良，且质量较轻，阻燃性能和保温性能均较好，适合作为建筑外墙材料使用。

Description

陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑用保温材料领域，具体涉及陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板及其制备方法。

背景技术

传统的建筑物外墙保温最常用的做法是在墙体表面附着一层保温层，之后在保温层上在附着一层装饰层，装饰层通常是涂料或者瓷砖。这种外墙保温方法存在的不足之处在于：1、必须在建筑物外墙体全部完工后通过喷涂或者安装等方式附着保温层，然后在保温层完工后再附着装饰层，施工量大，周期长，成本高；2、装饰层通过人工找平，平整度难以保证，饰面质量较差；3、装饰层承受环境载荷后，容易出现脱落、开裂等问题，耐久性差。

目前，一体化保温装饰板开始越来越多的得到应用。一体化保温装饰板可以直接附着在墙体外侧，无需再次附着装饰层，使得工艺周期大大缩短，人力成本也有效降低。现有的一体化装饰板制备多采用以下两种方式：一是手工发泡，即先做好一体化板的模具，然后底层放入复合无纺布，在复合无纺布上倒入发泡聚氨酯，然后把陶瓷一体化板压在上面，进行发泡熟化——如我国授权号为CN100500420的专利公开的一种石材复合聚氨酯保温板及其生产方法。此种方法需要专门的模具，且由于是手工发泡，不利于产品质量稳定性，进而阻碍了生产率提高。另一种一体化制备方式是人工二次粘合，即先做出带有底贴面层的聚氨酯板材，然后再用粘合剂在聚氨酯板材上表面黏上陶瓷板。这种方式制备的一体化板装饰层与保温层间结合强度往往不高，易发生脱落等问题。

发明内容

本发明提供一种陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板，该保温装饰一体化板制备过程中采用连续成型即可实现顶装饰层、保温层和底贴面层的复合，无需额外粘接或喷涂过程，仅需一套生产线即可完成整个工艺流程，提高产品质量稳定性和可控性，大大提高了生产率。此外，该保温装饰一体化板的制备工艺与现有工艺兼容性极好，仅需对现有设备做微小改动，无需更换生产线。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板，用于建筑外墙的保温装饰材料。该一体化板包括底贴面层(1)、保温层(2)和顶装饰层(3)；所述底贴面层(1)是双层复合无纺布；所述保温层(1)材质为聚氨酯硬泡材料；所述顶装饰层(3)为硬质陶瓷板；所述聚氨酯硬泡材料与硬质陶瓷板形成渗入式物理结合。

优选地，所述硬质陶瓷板厚度不超过8mm。

更优选地，所述硬质陶瓷板厚度为3-6mm。

更优选地，所述硬质陶瓷板厚度为5mm。

本发明还提供了一种陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板的制备方法，包括如下步骤：控制聚氨酯发泡用原料组合聚醚(聚酯)和异氰酸酯的温度介于20℃-25℃，然后定量的将组合聚醚(聚酯)和异氰酸酯抽入高压发泡机，经高压混合均匀后，经由枪管浇注在预置在下部传送带上的底贴面层上；陶瓷板随上部传送带进入层压机，设定层压机温度，进行聚氨酯发泡和熟化过程，然后进行切割修边，即得到最终的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板。

优选地，所述层压机设定温度不低于40℃。

优选地，所述熟化时间为24小时。

本发明具有如下优点：

本发明提供一种陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板，该保温装饰一体化板制备过程中采用连续成型即可实现顶装饰层、保温层和底贴面层的复合，无需额外粘接或喷涂过程，提高产品质量稳定性和可控性，大大提高了生产率。此外，该保温装饰一体化板的制备工艺与现有工艺兼容性极好，仅需对现有设备做微小改动，无需更换生产线。

本发明的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板中陶瓷装饰层的引入能够大大提高聚氨酯保温板的抗压强度。本发明采用的聚氨酯保温板本身抗压强度在0.1MPa-0.2MPa之间；引入陶瓷装饰层后，一体化板的抗压强度可以达到0.4MPa，抗压强度提升了至少一倍。

本发明的陶瓷装饰层和聚氨酯保温层之间呈现渗入式物理结合，这种结合方式将陶瓷装饰层和聚氨酯保温层紧密地结合成整体结构——既可有效的解决陶瓷薄板抗冲击性能差、碎裂等常见问题，又充分提高了聚氨酯芯层的抗压强度。此外，这种渗入式物理结合的方式比粘接等二次复合的方式更有利于提高一体化板的拉伸粘接强度。本发明一体化板的拉伸粘接强度大于0.15MPa，且破坏在保温芯层上，有效避免了作为建筑外墙材料时装饰层剥落的问题。

本发明装饰层采用陶瓷薄板，比石材复合聚氨酯保温板重量更轻。本发明的陶瓷装饰层厚度为5mm时平均每平方米质量约8kg，35mm厚的陶瓷复合聚氨酯保温板(5mm陶瓷板+30mm聚氨酯硬泡保温层)平均每平米质量约9kg。对比我国专利CN100500420中公开的同样规格石材复合聚氨酯保温板，其平均每平方米质量约15kg，本发明一体化板的质量减轻了约40％。采用本发明的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板将会更加安全可靠，同时也有效地降低了建筑载重负荷。

本发明的底贴面层采用双层复合无纺布替换通常的玻璃纤维水泥毡，有效避免了采用玻璃纤维水泥毡可能造成的板材弯曲现象。

本发明生产工艺与现有生产流程高度兼容，仅需对层压机做简单改动即可实现，无需更换设备，便于大规模推广应用。

此外，本发明的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板还满足保温板的通用性能指标，包括优良的保温性能、良好的尺寸稳定性、优良的阻燃性能。本发明的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板还兼具美观装饰的作用，根据建筑环境不同，仅需更换不同规格的陶瓷板，便于建筑外墙材料的高度自由化定制。

附图说明

图1是本发明陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板的结构示意图；

其中，1——底贴面层，2——保温层，3——顶装饰层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板，用于建筑外墙的保温装饰材料。该一体化板包括底贴面层(1)、保温层(2)和顶装饰层(3)；所述底贴面层(1)是双层复合无纺布；所述保温层(1)材质为聚氨酯硬泡材料；所述顶装饰层(3)为硬质陶瓷板；所述聚氨酯硬泡材料与硬质陶瓷板形成渗入式物理结合。

实施例1

本实施例给出了制备本发明陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板的方法，包括如下步骤：控制聚氨酯发泡用原料组合聚醚(聚酯)和异氰酸酯的温度介于20℃-25℃，然后定量的将组合聚醚(聚酯)和异氰酸酯抽入高压发泡机，经高压混合均匀后，经由枪管浇注在预置在下部传送带上的底贴面层上；陶瓷板随上部传送带进入层压机，设定层压机温度为40℃，进行聚氨酯发泡和熟化过程(熟化时间为24小时)，然后进行切割修边，即得到最终的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板。

本实施例的制备过程采用连续成型实现顶装饰层、保温层和底贴面层的复合，无需额外粘接或喷涂过程，仅需一套生产线即可完成整个工艺流程，提高产品质量稳定性和可控性，大大提高了生产率。此外，该保温装饰一体化板的制备工艺与现有工艺兼容性极好，仅需对现有设备做微小改动，无需更换生产线。

基于实施例1的制备方法，以下提供了几个具体实施例。各实施例的一体化板结构及制备流程相同，但具体参数(如硬质陶瓷板厚度、底贴面层材质及厚度等)略有不同。下表1是实施例1-5的相关特征参数。

表1各实施例特征参数

	硬质陶瓷板厚度/mm	底贴面层材质	底贴面层厚度/mm
				实施例1	3mm	双层复合无纺布	0.3mm
实施例2	4mm	双层复合无纺布	0.3mm
				实施例3	5mm	双层复合无纺布	0.3mm
实施例4	6mm	双层复合无纺布	0.3mm
				实施例5	8mm	双层复合无纺布	0.3mm

实施例1-5的保温层均采用表观密度为35kg/m³的聚氨酯硬泡材料，厚度为30mm。实施例1-5中底贴面层的双层复合无纺布为同样规格。实施例1-5中硬质陶瓷板材质相同，仅厚度不同。

下表2中给出了实施例1-5的保温装饰一体化板的相关性能测试结果，同时给出了对照样品。对照试验设置如下：

对照组1——采用保温层+上贴面层+下贴面层的结构，保温层材料同实施例1-5，上下贴面层材料均采用与实施例1-5同规格的双层复合无纺布，厚度为0.3mm。下贴面层替换实施例1-5中硬质陶瓷板。

对照组2——采用实施例5的工艺参数设计，但保温层上不铺设硬质陶瓷板，而是熟化完毕后通过人工二次粘接硬质陶瓷板的方式，所用粘接剂为聚氨酯胶，粘接的陶瓷板厚度为5mm，材质同实施例1-5。

表2实施例及对照组性能测试结果

其中，对照组1无装饰层，计算(保温层+装饰层)单位面积质量时仅计算保温层，即聚氨酯层单位面积质量。

其中，在测试尺寸稳定性时，高温尺寸稳定性的测试条件为70℃下48小时，低温尺寸稳定性的测试条件为-30℃下48小时。

同对照组1相比，实施例1-5的一体化板抗压强度均有明显提高，可见硬质陶瓷板装饰层的加入大大提高了保温层的抗压强度。

实施例1-5的一体化板拉伸粘结强度相比对照组1也均有一定的提高，且拉伸试验的破坏位置均在聚氨酯层，可见装饰层与保温层间结合极好。本发明的陶瓷装饰层和聚氨酯保温层之间呈现渗入式物理结合，其结合机理是利用聚氨酯的自粘结性，让液态泡沫在一定压力下流动，钻入粗糙陶瓷面板背面的微观毛细孔，继而快速起发，待泡沫完全固化后泡沫与陶瓷面板形成渗入式的物理咬合，百分之百的无空腔连接。这种结合方式既可有效的解决陶瓷薄板抗冲击性能差、碎裂等常见问题，又充分提高了聚氨酯芯层的抗压强度。

对比实施例5与对照组2，可以看出，在其它参数完全相同的情况下，装饰层与保温层的结合方式对一体化板的拉伸粘结强度有极大影响——本发明一体化板的拉伸粘结强度是对照组2中通过二次复合成型的一体化板拉伸粘结强度的4倍；此外，对照组2的拉伸试验断裂位置在结合部。可见，粘接复合的方式其抗拉程度较差，而本发明这种一次成型的一体化板抗拉强度高。

本发明相关实施例装饰层采用陶瓷薄板，比石材复合聚氨酯保温板重量更轻。从表2中还可以看出，本发明的陶瓷装饰层厚度为5mm时平均每平方米质量约8kg，35mm厚的陶瓷复合聚氨酯保温板(5mm陶瓷板+30mm聚氨酯硬泡保温层)平均每平米质量约9kg。对比我国专利CN100500420中公开的同样规格石材复合聚氨酯保温板，其平均每平方米质量约15kg，本发明一体化板的质量减轻了约40％。采用本发明的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板将会更加安全可靠，同时也有效地降低了建筑载重负荷。

本发明的底贴面层采用双层复合无纺布替换通常的玻璃纤维水泥毡，有效避免了采用玻璃纤维水泥毡可能造成的板材弯曲现象。

本发明的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板还具有良好的阻燃性能以及高低温尺寸稳定性。

以上通过实施例对本发明所提供的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板进行了详细介绍，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板，用于建筑外墙的保温装饰材料，其特征在于：该一体化板包括底贴面层(1)、保温层(2)和顶装饰层(3)；所述底贴面层(1)为双层复合无纺布；所述保温层(1)材质为聚氨酯硬泡材料；所述顶装饰层(3)为硬质陶瓷板；所述聚氨酯硬泡材料与硬质陶瓷板形成渗入式物理结合。

2.根据权利要求1所述的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板，其特征在于：所述硬质陶瓷板厚度不超过8mm。

3.根据权利要求1和2所述的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板，其特征在于：所述硬质陶瓷板厚度为3-6mm。

4.根据权利要求1和2和3所述的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板，其特征在于：所述硬质陶瓷板厚度为5mm。

5.陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：控制聚氨酯发泡用原料组合聚醚(聚酯)和异氰酸酯的温度介于20℃-25℃，然后定量的将组合聚醚(聚酯)和异氰酸酯抽入高压发泡机，经高压混合均匀后，经由枪管浇注在预置在下部传送带上的底贴面层上；陶瓷板随上部传送带进入层压机，设定层压机温度，进行聚氨酯发泡和熟化过程，然后进行切割修边，即得到最终的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板。

6.根据权利要求5所述的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板的制备方法，其特征在于：所述层压机设定温度不低于40℃。

7.根据权利要求5所述的陶瓷复合聚氨酯保温装饰一体化板的制备方法，其特征在于：所述熟化时间为24小时。