CN105544874A - 一种新型隔热消音防水复合屋面建材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型隔热消音防水复合屋面建材，其特征在于：将厚度1.0mm-4.0mm的阻燃EVA发泡材料复合到基板上，所述基板为金属板材，采用上胶复合，烘干温度60-70℃，烘干时间50-60s，复合温度60-70℃；然后再喷涂聚脲弹性体涂料至阻燃EVA发泡材料层上，喷涂厚度0.8-1.0mm，喷涂压力0.38-0.4Mpa；本发明的阻燃EVA发泡材料本身性能优良，具有超强的隔热性能，柔软、弹性及坚韧度好，超强耐低温(-70℃)，适合结冰环境，使用寿命长，将其复合到金属板上，能显著提高金属板的隔热性能，增强了吸音效果；再在阻燃EVA发泡材料层上喷涂聚脲弹性体涂料，使本发明的复合屋面建材各项理化性能指标得到了更大的提高，具有广阔的市场前景。

Description

一种新型隔热消音防水复合屋面建材及其制备方法
技术领域
本发明属于建材领域，具体涉及一种新型隔热消音防水复合屋面建材及其制备方法。本发明的隔热消音防水复合屋面建材可用于工厂生产车间的屋面及集贸市场等大面积的建筑物屋面。
背景技术
屋面材料从古代砖、瓦、木结构到土瓦，后来出现的石棉板(瓦)、水泥板(瓦)，包括现在广泛应用的金属板材如不锈钢板、彩钢板或镀锌板等。众所周知，石棉板(瓦)，已明令禁止不许使用，因为石棉对人体是有害物质，长期使用可能致癌。水泥板(瓦)在八九十年代的时候广泛应用于厂房，不过后来大家发现，由于本身是水泥制品，不可避免的热胀冷缩导致易裂，使用寿命短。而现在广泛使用的金属板材如不锈钢板、彩钢板或镀锌板等，其一是隔热性能较差，如彩钢板的导热系数为52w/m.k，不锈钢板导热系数为17w/m.k，镀锌板的导热系数为112w/m.k；到了夏天整个屋顶可以达到50度以上的温度，尤其是大型厂房和集市，也不能使用空调降温，室内工作环境使人感到十分不适；其二是消音效果不好，就是下雨时雨点滴在上面噼噼啪啪噪音很大；其三，安装施工繁琐，成本高，存在漏水渗水及火灾隐患；目前使用金属板(瓦)屋面如需达到隔热的效果，一般先要安装钢丝网格，上铺泡沫隔热板等，再铺铝箔，最后盖上金属板(瓦)并以螺钉固定在相应的支撑架(梁)上；安装繁琐，施工量大，同时由于固定螺钉尾部暴露在外，受风霜雨雪的侵蚀，1-2年会生锈，螺钉旁的间隙会增大，一般打玻璃胶，几乎每年都要修补，顶棚也会因此造成漏水；同时由于隔热层使用泡沫板等，一旦发生火灾，极易燃烧,燃烧受热就会产生有毒的气体,对人员的生命健康造成威胁。因此，研制生产具有良好隔热消音防水性能，安装方便，成本适中的复合屋面建材十分迫切。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有金属板(瓦)屋面材料所存在的隔热消音性能较差，安装繁琐，漏水等问题，而提出的一种新型隔热消音防水复合屋面建材及其制备方法。
本发明的一种新型隔热消音防水复合屋面建材，是将厚度1.0mm-4.0mm的阻燃EVA发泡材料复合到基板上，所述基板为金属板材，采用上胶复合，烘干温度60-70℃，烘干时间50-60s，复合温度60-70℃；然后再喷涂聚脲弹性体涂料至阻燃EVA发泡材料层上，喷涂厚度0.8-1.0mm，喷涂压力0.38-0.4Mpa。
优选的，阻燃EVA发泡材料厚度3.0mm，氧指数>27。
优选的，金属板材为不锈钢板、彩钢板或镀锌板中的一种。
优选的，所述金属板材为厚0.2mm的不锈钢板、厚0.35mm彩钢板或厚0.4mm的镀锌板中的一种。
最为优选的，所述金属板材为厚度0.35mm的彩钢板。
上述的新型隔热消音防水复合屋面建材的制备方法，包括下述步骤：①将强力胶用涂胶机喷涂于金属板材上；②涂胶后的金属板材进入隧道式烘箱，控制烘箱温度60-70℃，时间50-60s；③从烘箱出来的涂胶金属板材，进入复合机与阻燃EVA发泡材料复合，复合温度为60-70℃；④再在已复合至金属板材上的阻燃EVA发泡材料复合层上喷涂0.8-1.0mm厚的聚脲弹性体涂料；所制备的复合屋面建材质量指标要求达到①导热系数<0.067W/m.k；②防火等级：A级。
优选的，本发明为了克服现有单喷头喷涂机一次喷涂面积过小的不足，将现有单喷头喷涂机改进为由6个喷头构成的一字形多喷头喷涂机进行喷涂作业，并使6个喷头构成的一字形多喷头的总宽度为1000mm，与所制备的复合板材宽度相等，喷涂时随着板材的移动，一次完成喷涂，所喷涂出来的材料涂层更均匀，质量更好。
本发明所使用的阻燃EVA发泡材料是指以EVA和低密度聚乙烯为原料，并加入其它助剂、阻燃剂后经模压发泡或注塑发泡所制成的发泡类材料。EVA材料是由乙烯和醋酸乙烯酯共聚而制得，英文名称为EthyleneVinylAcetate，简称为EVA。EVA发泡材料具有优良的化学性能，现被广泛应用于制造鞋材、箱包内衬、玩具用材、体育用品材料、建材、以及各类新兴应用例如电子配件和汽车内饰等。EVA发泡材料的生产过程主要包括造粒，共混及发泡三个步骤。由EVA造粒商将EVA树脂破碎加工成足够细小的颗粒，再由EVA发泡材料生产商按照一定的比例与其他助剂阻燃剂颗粒共混，不同的配方料发泡后可生成不同性能的EVA发泡材料，这些都是成熟的技术，生产企业可根据需要自行调整。EVA发泡材料性能优良，由于材料本身所含的孔隙，空隙内的空气或惰性气体的导热系数很低，EVA发泡材料导热系数为0.055w/m.k，因此具有良好的隔热性能，柔软、弹性及坚韧度好，超强耐低温(-70℃)，适合结冰环境，使用寿命长。本发明将其复合到金属板上，能显著提高金属板的隔热性能，增强了吸音效果，克服了作为雨搭时雨滴造成的噪音。
本发明喷涂的聚脲弹性体涂料是我国90年代后期引进发展起来的新型材料，该材料具有优异的理化性能，如极高的抗张抗冲击强度，极佳的防水防腐效果，具有良好的热稳定性，可在120℃下长期使用，可承受350℃的短时热冲击；耐磨、耐老化、隔热、消音等，成套专用设备施工，一次施工即可达到设计厚度要求，可在5-10秒内快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型，不产生流挂现象，1分钟即可达到步行强度。施工设备配有多种切换模式，既可喷涂，也可浇佳，施工时对湿气、温度不敏感，不受环境温度、湿度的影响(可在-28℃下施工；可在冰面上喷涂固化)。一般分A、B双组分，100％固含量，不含任何挥发性有机物(VOC)，对环境友好，一次施工厚度范围可从数百微米到数厘米，克服了以往其他涂料需喷涂多次施工的弊病。本发明为了克服现有单喷头喷涂机一次喷涂面积过小的不足，将现有单喷头喷涂机改进为由6个喷头构成的一字形多喷头喷涂机进行喷涂作业，并使6个喷头构成的一字形多喷头的总宽度为1000mm，与所制备的复合屋面板材宽度相等，喷涂时随着板材的移动，一次完成喷涂，所喷涂出来的聚脲弹性体涂料涂层连续、致密，无接缝，无针孔，美观实用耐久，具有良好的粘结力。
本发明先将阻燃EVA发泡材料复合到金属板材基板上，然后再喷涂聚脲弹性体涂料至阻燃EVA发泡材料层上，施工简单，双重隔热降噪，导热系数<0.067W/m.k，噪音值接近《中华人民共和国城市区域噪声标准》中规定的居住、文教机关限值；防火等级为A级。室内有效降温10℃以上，从而让产品起到冬暖夏凉的功能。极大地提高了产品的各项理化性能。
下表是本发明与其他几种材料的性能对比情况：
说明：上表中“彩钢板+EVA”是在彩钢板上复合一层EVA发泡材料；“彩钢板+阻燃EVA+聚脲”是本发明的复合屋面建材，是在彩钢板上复合一层阻燃EVA发泡材料后再喷涂一层聚脲弹性体涂料；
为了进一步说明本发明的隔热和降噪效果，下面是本发明的复合屋面建材与其他几种材料的隔热及噪音测试实验过程及结果：
1.1隔热实验
实验用规格为1000*1000*1000mm的几种材料(厚0.35mm的彩钢板、厚0.2mm的不锈钢板、厚0.4mm的镀锌板，1-4mm厚的EVA发泡材料与厚0.35mm的彩钢板、厚0.2mm的不锈钢板、厚0.4mm的镀锌板、厚0.35mm的彩钢板+聚脲分别复合)共制作十九个正方形全封闭室，室内分别放置电子温度计，将全封闭室于室外暴晒2小时后测试(室外温度为38℃)，结果如下表所示：
从上表中的试验结果可以看出：①没有复合EVA发泡材料的彩钢板室、不锈钢板室及镀锌板室在暴晒2小时后，室内温度均升至40℃以上，其中镀锌板室内温度高达46℃。②复合EVA发泡材料后，室内温度明显降低；③当所复合的材料相同时，EVA发泡材料越厚，室内温度降低越明显；④从表中还可看出，喷涂聚脲涂料后，室内降温幅度在原有基础上明显提高，说明采用EVA发泡材料和聚脲涂料双层隔热效果更好；⑤当用3mm-4mm厚的EVA发泡材料与厚0.35mm的彩钢板+聚脲复合后，其隔热效果相差不大(温差0.1-0.2℃)，说明当EVA发泡材料厚度增至一定时，降温幅度趋缓，因此，综合成本和隔热效果，本发明中优选用3mm厚的阻燃EVA发泡材料。
2.1噪音检测
噪音测试实验取0.35mm厚的彩钢板，0.2mm厚不锈钢钢板，0.4mm厚镀锌板，1-4mm厚的EVA发泡材料与厚0.35mm的彩钢板、厚0.2mm的不锈钢板、厚0.4mm的镀锌板、厚0.35mm的彩钢板+聚脲分别复合后所制得的复合材料，固定于测试架上，取重量1g左右的钢珠数百颗，模拟下大雨时雨滴下落的状态，在2米高处做自由落体运动，测试当钢珠密集碰撞上述材料时所发出的噪音数据，检测结果如下表所示：
从上表中的试验结果可以看出：①没有复合EVA发泡材料的彩钢板、不锈钢板及镀锌板在本发明特定的测试条件下所产生的噪音，超过了《中华人民共和国城市区域噪声标准》中的规定限值(工业区，昼间65dB、夜间55dB)属于环境噪音污染。②复合EVA发泡材料后，降噪效果明显；③当所复合的材料相同时，EVA发泡材料越厚，降噪效果越明显；④从表中还可看出，喷涂聚脲涂料后，降噪幅度在原有基础上明显提高，接近《中华人民共和国城市区域噪声标准》中的规定限值(以居住、文教机关，昼间55dB、夜间45dB)，说明采用EVA发泡材料和聚脲涂料双层降噪效果更好；⑤当用3mm-4mm厚的EVA发泡材料与厚0.35mm的彩钢板+聚脲复合后，其降噪效果相差不大(1dB)，说明当EVA发泡材料厚度增至一定时，降噪幅度趋缓，因此，综合成本和降噪效果，本发明中优选用3mm厚的阻燃EVA发泡材料。
以上实验数据可以看出，本发明的彩钢板+阻燃EVA+聚脲弹性体涂料复合屋面材料与现有技术相比具有如下特点：
1.具有良好的隔热效果
没有复合EVA发泡材料的彩钢板、不锈钢板及镀锌板，隔热差，易导热；而本发明的彩钢板+阻燃EVA+聚脲弹性体涂料复合屋面材料在炎热夏季(室外38℃)，室内可降温10-12度；说明具有良好的隔热效果。
2.具有较好的减噪效果
没有复合EVA发泡材料的彩钢板、不锈钢板及镀锌板在本发明特定的测试条件下所产生的噪音，超过了《中华人民共和国城市区域噪声标准》中的规定限值(工业区，昼间65dB、夜间55dB)属于环境噪音污染。而复合EVA发泡材料后，降噪效果明显；当喷涂聚脲涂料后，降噪幅度在原有基础上明显提高，接近《中华人民共和国城市区域噪声标准》中的规定限值(居住、文教机关，昼间55dB、夜间45dB)，说明采用EVA发泡材料和聚脲涂料双层降噪效果更好。
3.安装方便，使用寿命长
目前如需达到隔热的效果，一般先要安装钢丝网格，上铺泡沫板等，再铺铝箔，最后盖上金属板(瓦)；而本发明由于直接将具有良好阻燃隔热、降噪性能的EVA发泡材料复合在金属板上，又在EVA发泡材料复合层上再喷涂一层聚脲弹性体涂料，无需对底材进行处理，加工十分方便。再将其加工成卷材，安装简易快捷，可钉、可锯、可钻，使用时可根据需要直接剪裁成不同规格的板材或现场加工成不同规格的瓦材，以螺钉固定在相应的支撑架(梁)上即可。由于EVA发泡材料具有良好的弹性，螺钉打入固定后，由于材料的张力作用，表层自动回弹盖住螺钉孔，既能保护螺钉免受风霜雨雪的侵蚀，延长了螺钉的使用寿命，又由于封住了螺钉孔，使顶棚不会因此造成漏水，克服了现有材料以螺钉固定后螺钉短时间内生锈，顶板漏水需要经常上胶维修的问题。同时，本发明的材料由于采用彩钢板+阻燃EVA+聚脲复合制得，防火等级达到A级，消除了火灾隐患，解决的用户的后顾之忧。
本发明复合屋面建材无酸环境下可使用20年，比其他材料可多使用5-7年；有酸环境下可使用10-13年，比其他材料可多使用6-8年，显示了极好的耐腐蚀性。
4.综合成本低
本发明初步测算市场价格60-63元/米(厚4.35mm)，虽然从数字上看似乎价格比其他几种材料要高，但从安装成本，维修成本，使用年限综合考虑，与同种材料未复合直接使用相比，本发明的综合成本要低4-5元/米。
具体实施方式
实施例1
本发明的一种新型隔热消音防水复合屋面建材，是将厚度3.0mm、氧指数>27的阻燃EVA发泡材料复合到厚度0.35mm的彩钢板上，采用上胶复合，烘干温度60-70℃，烘干时间50-60s，复合温度60-70℃；然后再喷涂聚脲弹性体涂料至阻燃EVA发泡材料层上，喷涂厚度1.0mm，喷涂压力0.38-0.4Mpa；具体包括下述步骤：①将强力胶用涂胶机喷涂于所述的彩钢板上；②涂胶后的彩钢板进入隧道式烘箱，控制烘箱温度60-70℃，时间50-60s；③从烘箱出来的涂胶彩钢板，进入复合机与所述的阻燃EVA发泡材料复合，复合温度为60-70℃；④再在已复合至彩钢板上的阻燃EVA发泡材料复合层上喷涂1.0mm厚的聚脲弹性体涂料；所制备的复合屋面建材为卷材，宽度1000mm,导热系数<0.067W/m.k；防火等级为A级；所述的聚脲弹性体涂料是由6个喷头构成的一字形多喷头喷涂机进行喷涂作业，该喷头的总宽度为1000mm，与复合屋面板材宽度相等。
经按本发明所记载的测定方法测定实施例1所制得的复合屋面板材，室内温度为31.2℃，噪音值为46dB，测算综合成本48元/米。
实施例2
本发明的一种新型隔热消音防水复合屋面建材，是将厚度3.0mm、氧指数>27的阻燃EVA发泡材料复合到厚度0.2mm厚不锈钢钢板上，采用上胶复合，烘干温度60-70℃，烘干时间50-60s，复合温度60-70℃；然后再喷涂聚脲弹性体涂料至阻燃EVA发泡材料层上，喷涂厚度1.0mm，喷涂压力0.38-0.4Mpa；具体包括下述步骤：①将强力胶用涂胶机喷涂于所述的不锈钢钢板上；②涂胶后的不锈钢钢板进入隧道式烘箱，控制烘箱温度60-70℃，时间50-60s；③从烘箱出来的涂胶不锈钢钢板，进入复合机与所述的阻燃EVA发泡材料复合，复合温度为60-70℃；④再在已复合至不锈钢钢板上的阻燃EVA发泡材料复合层上喷涂1.0mm厚的聚脲弹性体涂料；所制备的复合屋面建材为卷材，宽度1000mm,导热系数<0.067W/m.k；防火等级为A级；所述的聚脲弹性体涂料是由6个喷头构成的一字形多喷头喷涂机进行喷涂作业，该喷头的总宽度为1000mm，与复合屋面板材宽度相等。
经按本发明所记载的测定方法测定实施例2所制得的复合屋面板材，室内温度为32.2℃，噪音值为46dB，测算综合成本60元/米。
实施例3
本发明的一种新型隔热消音防水复合屋面建材，是将厚度3.0mm、氧指数>27的阻燃EVA发泡材料复合到厚度0.4mm厚镀锌板上，采用上胶复合，烘干温度60-70℃，烘干时间50-60s，复合温度60-70℃；然后再喷涂聚脲弹性体涂料至阻燃EVA发泡材料层上，喷涂厚度1.0mm，喷涂压力0.38-0.4Mpa；具体包括下述步骤：①将强力胶用涂胶机喷涂于所述的镀锌板上；②涂胶后的镀锌板进入隧道式烘箱，控制烘箱温度60-70℃，时间50-60s；③从烘箱出来的涂胶镀锌板，进入复合机与所述的阻燃EVA发泡材料复合，复合温度为60-70℃；④再在已复合至镀锌板上的阻燃EVA发泡材料复合层上喷涂1.0mm厚的聚脲弹性体涂料；所制备的复合屋面建材为卷材，宽度1000mm,导热系数<0.067W/m.k；防火等级为A级；所述的聚脲弹性体涂料是由6个喷头构成的一字形多喷头喷涂机进行喷涂作业，该喷头的总宽度为1000mm，与复合屋面板材宽度相等。
经按本发明所记载的测定方法测定实施例3所制得的复合屋面板材，室内温度为34℃，噪音值为46dB，测算综合成本55元/米。
本发明的技术方案亦可采用厚度1.0mm或2.0mm或4.0mm的EVA发泡材料复合到厚度0.35mm的彩钢板或上述其它金属板如不锈钢板、镀锌板等板材上，也均具有一定的隔热降噪效果，但综合原料成本和复合后所达到的隔热降噪效果，实施例1为本发明的最佳技术方案。

Claims (8)

1.一种新型隔热消音防水复合屋面建材，其特征在于：将厚度1.0mm-4.0mm的阻燃EVA发泡材料复合到基板上，所述基板为金属板材，采用上胶复合，烘干温度60-70℃，烘干时间50-60s，复合温度60-70℃；然后再喷涂聚脲弹性体涂料至阻燃EVA发泡材料层上，喷涂厚度0.8-1.0mm，喷涂压力0.38-0.4Mpa。
2.根据权利要求1所述的一种新型隔热消音防水复合屋面建材，其特征在于：所述阻燃EVA发泡材料厚度3.0mm，氧指数>27。
3.根据权利要求1所述的一种新型隔热消音防水复合屋面建材，其特征在于：所述金属板材为不锈钢板、彩钢板或镀锌板中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种新型隔热消音防水复合屋面建材，其特征在于：所述金属板材为厚0.2mm的不锈钢板、厚0.35mm彩钢板或厚0.4mm的镀锌板中的一种。
5.根据权利要求4所述的一种新型隔热消音防水复合屋面建材，其特征在于：所述金属板材为厚0.35mm的彩钢板。
6.权利要求1或2或3中任何一项所述的一种新型隔热消音防水复合屋面建材的制备方法，其特征在于包括下述步骤：①将强力胶用涂胶机喷涂于金属板材上；②涂胶后的金属板材进入隧道式烘箱，控制烘箱温度60-70℃，时间50-60s;③从烘箱出来的涂胶金属板材，进入复合机与EVA发泡材料复合，复合温度为60-70℃；④再在已复合至金属板材上的阻燃EVA发泡材料复合层上喷涂0.8-1.0mm厚的聚脲弹性体涂料；所制备的复合屋面建材质量指标要求达到①导热系数<0.067W/m.k；②防火等级：A级。
7.根据权利要求6所述的一种新型隔热消音防水复合建材的制备方法，其特征在于：所述的聚脲弹性体涂料是由6个喷头构成的一字形多喷头喷涂机进行喷涂作业。
8.根据权利要求7所述的一种新型隔热消音防水复合建材的制备方法，其特征在于：所述的6个喷头构成的一字形多喷头的总宽度为1000mm，与复合屋面板材宽度相等。
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