CN105421670A - Pvc中空复合波浪瓦及其制备方法 - Google Patents

Pvc中空复合波浪瓦及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于建筑材料领域，具体提供一种PVC中空复合波浪瓦。本发明的PVC中空复合波浪瓦的左右两个连接端厚度之和等于波浪瓦主体的厚度，并且左右两个连接端拥有相应的扣合部以实现两者的快速安装拆卸。同时，本发明还提供了相应的制备方法。达到的有益效果是：本发明提供的中空复合波浪瓦相互间连接稳固紧密、质地轻便、强度及抗折力高、隔音效果好并且成本低。同时，本发明提供的方法获得的波浪瓦产品质量稳定，性能优良。

Description

PVC中空复合波浪瓦及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种PVC中空复合波浪瓦及其制备方法。
背景技术
波浪瓦是建筑领域常用的一种建筑材料。传统使用的波浪瓦多为彩钢瓦。彩钢瓦的重量一般在5.3-6.5kg/m2，密度大，产品厚重使用不便。彩钢瓦的优势在于强度较高，但是劣势也很明显，除了比重大使用不便外，还存在易锈蚀、变形、边角锋利易伤人、安全性差、隔音效果差、表面涂层不牢固易脱落、保温性能差、不耐腐蚀酸碱、使用寿命短、环境不友好、安装进度慢等不足。同时，彩钢瓦成本较高，不仅体现在制作成本，还体现在使用成本上，其制作成本可达48元/平方米。由其比重大导致的人工成本提高，也达到35元/平方米。
综上，传统彩钢瓦存在施工复杂缓慢、浪费资源、防漏性能差、使用寿命短、隔热效果底下、隔音性能差、价高质低等不足。
同时，传统的多片波浪瓦通常采用直接上下搭接的方式使用，相邻的两片波浪瓦之间密封性不好，阴雨狂风天气会带来漏雨漏风情况。同时，传统的两片波浪瓦之间缺乏有效的固定，稳定性不强，容易松动脱落产生危险。而额外增加的加固操作既提升了成本，又复杂化了操作。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种相互间连接稳固紧密、质地轻便、强度及抗折力高、隔音效果好、成本低的PVC中空复合波浪瓦。
为了简化语言表述，本发明中特作以下定义，本发明中的上下左右等方位概念皆以附图中展示的波浪瓦及其部件的上下左右等相应方位为准。同时，以观察者所在的纸面外侧为前端，远离观察者的纸面内侧为后端。
本发明的PVC中空复合波浪瓦包括内部为空腔的波浪瓦主体，所述波浪瓦主体内部固设有多个分割所述空腔的分隔条；所述波浪瓦主体的左右两端分别连接有形状相应的左连接端和右连接端，所述左连接端的右端的下底面紧贴所述波浪瓦主体的左端的下底面设置，所述右连接端的左端的上表面紧贴所述波浪瓦主体的右端的上表面设置，所述左连接端和所述右连接端的厚度之和等于所述波浪瓦主体的厚度。优选的，所述波浪瓦主体由PVC材料制备而成。
本发明的PVC中空复合波浪瓦具体使用时，上一个波浪瓦的右连接端和下一个波浪瓦的左连接端对应搭接。由于两个连接端的厚度之和刚好等于波浪瓦主体的厚度，可以实现无缝搭接，提升整体密封性能，进而提升防风防雨及隔音效果。
同时，为了提升多个波浪瓦之间连接的稳固性以及使用方便性，本发明优选的方案，所述左连接端的上表面均匀设有多个卡扣凹槽，所述右连接端的下表面设有多个分别与多个所述卡扣凹槽一一对应的卡扣凸起。通过卡扣结构，能够快速实现多个波浪瓦之间的安装固定及拆卸。并且稳定性强，防滑防错位，提升安全性。
提升多个波浪瓦之间连接的稳固性以及使用方便性的另一种优选的方案，所述左连接端的上表面的前端设有滑槽，所述右连接端的下表面的前端设有与所述滑槽相应的滑板。通过滑板与滑槽的配合滑动插接亦可实现多个波浪瓦之间的快速安装及拆解。
优选的，所述滑槽的上方还设有通道槽，所述通道槽的横截面宽度小于所述滑槽的横截面宽度，所述滑板通过连接柱与所述右连接端固定连接，所述连接柱与所述通道槽形状相应。通道槽的设计，可以防止滑板从滑槽上方直接拆除，而必须从滑槽前端抽出，能够进一步提升安装的稳定性。
同时，为了防止使用过程中，滑板从滑槽内自动滑出，本发明提供以下优选方案，还包括固定柱和挡止条，所述固定柱固定设置于所述左连接端的前端侧壁上，所述挡止条与所述固定柱转动连接，所述挡止条绕所述固定柱转动过程中能够遮挡所述滑槽的前端。通过挡止条的挡止作用，防止插入滑槽的滑板从滑槽内自动滑出。
优选的，所述固定柱位于所述滑槽的下方。
同时，为了防止挡止条的自动转动，导致失去挡止效果，本发明提供以下优选方案，所述左连接端的前端侧壁上还固定设置有楔形块，所述楔形块位于所述挡止条的转动轨迹上，且所述楔形块的高度沿挡止条的转动轨迹逐渐减低至零。通过增设的楔形块能够起到防止挡止条在重力作用下自动转动的效果，进而进一步增强波浪瓦组装后的稳定性。
优选的，所述楔形块位于所述滑槽的前端的右下方。
同时，本发明提供了制备前述本发明的PVC中空复合波浪瓦的方法，包括
以下步骤：
S1主料制备：称取97重量份的PVC并粉碎均匀得到主料；
S2辅料制备：分别称取0.5重量份的抗氧化剂、0.5重量份的抗老化剂、0.5重量份的阻燃剂、0.5重量份的紫外线吸收剂、0.5重量份的光稳定剂以及0.5重量份的塑料抗静电剂，混合均匀得到辅料；
S3熔融混料制备：将主料和辅料分别熔融，混炼得到熔融混料；
S4成型：将熔融混料注入成型模具，向成型模具内加压，冷却拆模即得
应当声明的是，通过成型模具的选择，本发明提供的方法可以用于一体成型制作本发明的PVC中空复合波浪瓦整体，亦可以分开分别制作本发明的PVC中空复合波浪瓦的具体部件，并将这些具体部件组装成本发明的PVC中空复合波浪瓦。同时，显然的，也可以只用于制作PVC中空复合波浪瓦的主体部分(所述主体部分包括波浪瓦主体、左连接端和右连接端)，而主体部分之外的其它组件可以任意选用行业的常规选择。
基于以上论述，本发明的有益效果为：本发明提供的PVC中空复合波浪瓦比重小、重量轻、仅至4.5-5kg/m2，因此施工轻便灵活。同时，强度高，抗折载荷达100N不断裂，拉伸强度达202N，适用温度范围-20℃-89℃，安全性高，隔音性能Ⅰ级，隔音效果好。搭接密封紧密防漏效果好，同时阻燃效果好、保温性能好，其导热系数仅为0.067w/(m.k)。还具有耐腐蚀、耐酸性、耐碱性、耐老化，使用寿命长达20年以上的优点。并且对环境友好、制作成本低、节时、节工、安装进度快。
附图说明
图1是本发明实施例1中的PVC中空复合波浪瓦的横截面的结构示意图；
图2是两个图1所示的PVC中空复合波浪瓦的组装示意图；
图3是本发明实施例2中的PVC中空复合波浪瓦的横截面的结构示意图；
图4是图3中A区域的局部放大图；
图5是图4中所示楔形块的c-c向视图；
图6是图3中B区域的局部放大图。
图中：1为波浪瓦主体；2为左连接端；3为右连接端；4为分隔条；21为卡扣凹槽；31为卡扣凸起；22为通道槽；23为滑槽；24为挡止条；25为固定柱；26为楔形块；32为连接柱；33为滑板。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐释。
实施例1
如图1和图2所示，实施例1的PVC中空复合波浪瓦包括内部为空腔的波浪瓦主体1，所述波浪瓦主体1内部固设有多个分割所述空腔的分隔条4；所述波浪瓦主体1的左右两端分别连接有形状相应的左连接端2和右连接端3，所述左连接端2的右端的下底面紧贴所述波浪瓦主体1的左端的下底面设置，所述右连接端3的左端的上表面紧贴所述波浪瓦主体1的右端的上表面设置，所述左连接端2和所述右连接端3的厚度之和等于所述波浪瓦主体1的厚度。所述左连接端2的上表面均匀设有多个卡扣凹槽21，所述右连接端3的下表面设有多个分别与多个所述卡扣凹槽21一一对应的卡扣凸起31。具体组装时，通过卡扣凸起31和卡扣凹槽21的卡扣连接实现波浪网的快速安装。
实施例2
如图3～图6所示，实施例2的PVC中空复合波浪瓦包括内部为空腔的波浪瓦主体1，所述波浪瓦主体1内部固设有多个分割所述空腔的分隔条4；所述波浪瓦主体1的左右两端分别连接有形状相应的左连接端2和右连接端3，所述左连接端2的右端的下底面紧贴所述波浪瓦主体1的左端的下底面设置，所述右连接端3的左端的上表面紧贴所述波浪瓦主体1的右端的上表面设置，所述左连接端2和所述右连接端3的厚度之和等于所述波浪瓦主体1的厚度。
所述左连接端2的上表面的前端设有滑槽23，所述右连接端3的下表面的前端设有与所述滑槽23相应的滑板33。所述滑槽23的上方还设有通道槽22，所述通道槽22的横截面宽度小于所述滑槽23的横截面宽度，所述滑板33通过连接柱32与所述右连接端3固定连接，所述连接柱32与所述通道槽22形状相应。
本实施例2的PVC中空复合波浪瓦还优选的包括固定柱25和挡止条24，所述固定柱25固定设置于所述左连接端2的前端侧壁上，所述挡止条24与所述固定柱25转动连接，所述挡止条24绕所述固定柱25转动过程中能够遮挡所述滑槽23的前端。所述固定柱25位于所述滑槽23的下方。所述左连接端2的前端侧壁上还固定设置有楔形块26，所述楔形块26位于所述挡止条24的转动轨迹上，且所述楔形块26的高度沿挡止条24的转动轨迹逐渐减低至零。所述楔形块26位于所述滑槽23的前端的右下方。
实施例3
本实施例3提供前述实施例1和2中所述PVC中空复合波浪瓦及其附属部件的制备方法，步骤如下：
称取主料原料：97kg的PVC，并将所述PVC切割成2mm×2mm×2mm的小块得到PVC小块；将PVC小块粉碎后过100目筛，得到PVC粉；在80℃真空条件下，将PVC粉干燥至水分含量不大于0.13％，得到PVC干料；将PVC干料置于滚揉机中，真空条件下，在1500r/min的转速下滚揉2h，滚揉过程中使用冷却水保持滚揉机内温度不高于40℃，滚揉结束得到PVC揉制料；将PVC揉制料加入主料高速搅拌机中，调整主料高速搅拌机的转速为700r/min，旋转搅拌15min，然后调整主料高速搅拌机的转速为400r/min，继续旋转搅拌5min，搅拌结束冷却至室温得到主料，搅拌过程保持高速搅拌机内温度不高于40℃。
称取辅料原料0.5kg的抗氧剂、0.5kg抗老化剂、0.5kg阻燃剂、0.5kg紫外线吸收剂、0.5kg光稳定剂和0.5kg塑料抗静电剂，真空干燥至各辅料原料水分均不大于2％，将干燥后的各辅料原料同时加入辅料高速搅拌机中，调整辅料高速搅拌机的转速为600r/min，旋转搅拌14min，然后调整辅料高速搅拌机的转速为300r/min，继续旋转搅拌4min，搅拌结束冷却至室温得到辅料，搅拌过程保持高速搅拌机内温度不高于40℃。
将主料加入主料单螺杆挤出机的料斗，使用主料单螺杆挤出机将主料熔融挤出，主料单螺杆挤出机内主料的熔融温度为240℃，主料单螺杆挤出机的料斗内设有将主料原料强制喂入单螺杆挤出机的双螺旋强制喂料机构；将辅料加入辅料单螺杆挤出机的料斗，使用辅料单螺杆挤出机将辅料熔融挤出，辅料单螺杆挤出机进行辅料的熔融挤出时：通过真空上料设备向辅料单螺杆挤出机的料斗中添加辅料，并且所述料斗联动设置有振动马达；将主料单螺杆挤出机熔融挤出的熔融主料和辅料单螺杆挤出机熔融挤出的熔融辅料混炼得到熔融混料。先将成型模具升温至90℃，然后在800bar压力下将熔融混料注入成型模具，然后保持向成型模具施加20Mpa压力20min，冷却拆模得到坯件。
使用脱脂水液喷淋坯件表面，喷淋时喷射压力为35psi，喷射时间为1min，所述脱脂水液中含有kg含量2％的磷酸钾、5％的硅酸钠、4％的表面活性剂和0.5％的氯化钠；脱脂水液喷淋结束后使用去离子水喷淋冲坯件表面两次，每次2min，每次喷淋去离子水时的喷射压力均为10psi；将去离子水冲洗后的坯件浸没于活化水液中超声处理2min，所述活化水液中含有kg含量45％的水性丙烯酸树脂、5％的成膜助剂、1％的消泡剂和12％的乙醇；超声处理完毕后取出坯件，使用氮气流吹干坯件表面，然后在惰性气体保护下于68℃烘干20min即得。
本实施例3的PVC材料在熔融之前先经切块处理，以能够顺利进行下步骤的粉碎操作，粉碎至预置的颗粒大小能够有效提升主料的混合均匀度。同时，本实施例3中的部分原料属于水敏感材料，高温操作下会导致其分解。本实施例3通过控制各原料的水分，能够有效避免水敏感材料的降解，进而提升产品性能。同时，粉碎之后得到的PVC颗粒大多大小不均一，并且棱角较多，影响下步骤各原料的均匀混合。本实施例3增设的滚揉步骤，能够有效消除颗粒棱角，同时促进大颗粒的进一步粉碎，以利于下步骤各原料的均匀混合。真空环境下进行各步骤操作，能够同时排除水分以及氧气的干扰，使得其对各原料的影响降到最低，进而进一步提升产品质量。备料过程中的温度控制，可以避免部分原料提前熔化混合，进而避免给后续操作带来的不便。
本实施例3中高速混合阶段(即高速搅拌机的转速为600r/min或700r/min时)有助于密度相近和大小不一的各原料混合均匀，且在混合的同时起到一定的破碎效果，使混合效果更优良，混料更均匀。过高的混合速度会造成密度相差悬殊的和颗粒大小偏差过大的原料相互分离分层，低速混合阶段(即高速搅拌机的转速为400r/min或300r/min时)能有效避免该不良效果的出现，使密度相差悬殊的以及颗粒大小偏差较大的各原料也能相互混合均匀，最终得到更均匀的主料和辅料。同时，基于以上解释，较低的转速会促进密度相差悬殊的原料之间的混合，但同时起到的破碎效果会较差，较高的转速会获得更好的破碎效果和密度接近的原料的混合均匀度，但同时会在密度相差悬殊的原料之间形成分层。经本申请申请人探究，在本实施例3预设的高速阶段转速和低速阶段转速控制参数下，能够兼顾所有条件，取得最好的破碎和混合效果。
主料颗粒一般硬度较高，进料不易，本实施例3增设的强制喂料机构可有效保证主料的顺利喂入，保障生产的顺利进行。辅料的各原料的颗粒较细，并有一定粘度，在加料过程中易堵塞料斗，影响后续生产。本实施例3中增设的真空加料以及振动马达特征，能够很好的避免料斗堵塞情况发生，保障生产的顺利进行。
注模成型阶段，在本实施例3设定的模具内压力下，冷却过程中可有效排除波浪瓦坯件内的气泡，并且使得到的PVC中空复合波浪瓦质地更间密，强度韧性更高。
PVC中空复合波浪瓦的表面需要涂刷警示标记或者防水层防腐层，不经后处理的坯件表面裸露的亲水基少，其与表面印刷的涂层结合不紧密，长时间使用易脱落。本实施例3中经过脱脂水液脱脂和活化水液活化后处理的坯件能够在其表面顺利形成一层厚度约5nm的亲水层，进而能够在后续涂层操作中，与其表面的涂层紧固结合，延长涂层寿命，保障产品质量。同时，由于形成的亲水层厚度很薄，也不会对PVC中空复合波浪瓦的坚固度和抗折力等产生影响。
同时，本实施例3的制备方法获得的PVC中空复合波浪瓦质地较轻，在具体铺设使用时，省时省力。
前述本发明提供的实施例3制备所得的PVC中空复合波浪瓦的产品检测分析结果列于下表：
序号 检测项目 单位 检测结果
1 比重 kg/m2 4.7
2 拉伸强度 N 202
3 抗折载荷力 N 100
4 导热系数 w/(m.k) 0.067
由以上检测分析数据能够显著得到，本发明的PVC中空复合波浪瓦质地轻便。同时还具有较高的抗折载荷力，产品强度高、坚固度优异、使用寿命更长。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PVC中空复合波浪瓦，其特征在于，包括内部为空腔的波浪瓦主体(1)，所述波浪瓦主体(1)内部固设有多个分割所述空腔的分隔条(4)；所述波浪瓦主体(1)的左右两端分别连接有形状相应的左连接端(2)和右连接端(3)，所述左连接端(2)的右端的下底面紧贴所述波浪瓦主体(1)的左端的下底面设置，所述右连接端(3)的左端的上表面紧贴所述波浪瓦主体(1)的右端的上表面设置，所述左连接端(2)和所述右连接端(3)的厚度之和等于所述波浪瓦主体(1)的厚度，所述波浪瓦主体(1)由PVC材料制备而成。
2.根据权利要求1所述的PVC中空复合波浪瓦，其特征在于，所述左连接端(2)的上表面均匀设有多个卡扣凹槽(21)，所述右连接端(3)的下表面设有多个分别与多个所述卡扣凹槽(21)一一对应的卡扣凸起(31)。
3.根据权利要求1所述的PVC中空复合波浪瓦，其特征在于，所述左连接端(2)的上表面的前端设有滑槽(23)，所述右连接端(3)的下表面的前端设有与所述滑槽(23)相应的滑板(33)。
4.根据权利要求3所述的PVC中空复合波浪瓦，其特征在于，所述滑槽(23)的上方还设有通道槽(22)，所述通道槽(22)的横截面宽度小于所述滑槽(23)的横截面宽度，所述滑板(33)通过连接柱(32)与所述右连接端(3)固定连接，所述连接柱(32)与所述通道槽(22)形状相应。
5.根据权利要求3或4所述的PVC中空复合波浪瓦，其特征在于，还包括固定柱(25)和挡止条(24)，所述固定柱(25)固定设置于所述左连接端(2)的前端侧壁上，所述挡止条(24)与所述固定柱(25)转动连接，所述挡止条(24)绕所述固定柱(25)转动过程中能够遮挡所述滑槽(23)的前端。
6.根据权利要求5所述的PVC中空复合波浪瓦，其特征在于，所述固定柱(25)位于所述滑槽(23)的下方。
7.根据权利要求6所述的PVC中空复合波浪瓦，其特征在于，所述左连接端(2)的前端侧壁上还固定设置有楔形块(26)，所述楔形块(26)位于所述挡止条(24)的转动轨迹上，且所述楔形块(26)的高度沿挡止条(24)的转动轨迹逐渐减低至零。
8.根据权利要求7所述的PVC中空复合波浪瓦，其特征在于，所述楔形块(26)位于所述滑槽(23)的前端的右下方。
9.制备权利要求1～8任一所述中空复合波浪瓦的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1主料制备：称取97重量份的PVC并粉碎均匀得到主料；
S2辅料制备：分别称取0.5重量份的抗氧化剂、0.5重量份的抗老化剂、0.5重量份的阻燃剂、0.5重量份的紫外线吸收剂、0.5重量份的光稳定剂以及0.5重量份的塑料抗静电剂，混合均匀得到辅料；
S3熔融混料制备：将主料和辅料分别熔融，混炼得到熔融混料；
S4成型：将熔融混料注入成型模具，向成型模具内加压，冷却拆模即得。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
称取主料原料：97重量份的PVC，并将所述PVC切割成2mm×2mm×2mm的小块得到PVC小块；将PVC小块粉碎后过100目筛，得到PVC粉；在80℃真空条件下，将PVC粉干燥至水分含量不大于0.13％，得到PVC干料；将PVC干料置于滚揉机中，真空条件下，在1500r/min的转速下滚揉2h，滚揉过程中使用冷却水保持滚揉机内温度不高于40℃，滚揉结束得到PVC揉制料；将PVC揉制料加入主料高速搅拌机中，调整主料高速搅拌机的转速为700r/min，旋转搅拌15min，然后调整主料高速搅拌机的转速为400r/min，继续旋转搅拌5min，搅拌结束冷却至室温得到主料，搅拌过程保持高速搅拌机内温度不高于40℃；
称取辅料原料0.5重量份的抗氧剂、0.5重量份抗老化剂、0.5重量份阻燃剂、0.5重量份紫外线吸收剂、0.5重量份光稳定剂和0.5重量份塑料抗静电剂，真空干燥至各辅料原料水分均不大于2％，将干燥后的各辅料原料同时加入辅料高速搅拌机中，调整辅料高速搅拌机的转速为600r/min，旋转搅拌14min，然后调整辅料高速搅拌机的转速为300r/min，继续旋转搅拌4min，搅拌结束冷却至室温得到辅料，搅拌过程保持高速搅拌机内温度不高于40℃；
将主料加入主料单螺杆挤出机的料斗，使用主料单螺杆挤出机将主料熔融挤出，主料单螺杆挤出机内主料的熔融温度为240℃，主料单螺杆挤出机的料斗内设有将主料原料强制喂入单螺杆挤出机的双螺旋强制喂料机构；将辅料加入辅料单螺杆挤出机的料斗，使用辅料单螺杆挤出机将辅料熔融挤出，辅料单螺杆挤出机进行辅料的熔融挤出时：通过真空上料设备向辅料单螺杆挤出机的料斗中添加辅料，并且所述料斗联动设置有振动马达；将主料单螺杆挤出机熔融挤出的熔融主料和辅料单螺杆挤出机熔融挤出的熔融辅料混炼得到熔融混料。先将成型模具升温至90℃，然后在800bar压力下将熔融混料注入成型模具，然后保持向成型模具施加20Mpa压力20min，冷却拆模得到坯件；
使用脱脂水液喷淋坯件表面，喷淋时喷射压力为35psi，喷射时间为1min，所述脱脂水液中含有重量份含量2％的磷酸钾、5％的硅酸钠、4％的表面活性剂和0.5％的氯化钠；脱脂水液喷淋结束后使用去离子水喷淋冲坯件表面两次，每次2min，每次喷淋去离子水时的喷射压力均为10psi；将去离子水冲洗后的坯件浸没于活化水液中超声处理2min，所述活化水液中含有重量份含量45％的水性丙烯酸树脂、5％的成膜助剂、1％的消泡剂和12％的乙醇；超声处理完毕后取出坯件，使用氮气流吹干坯件表面，然后在惰性气体保护下于68℃烘干20min即得。
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