CN107097487A - 一种阻燃防水透气膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种阻燃防水透气膜，该高阻燃防水透气膜包括基材层，基材层外设有防护层，防护层由防水层和涂料层构成，基材层外依次设置防水层和涂料层；基层厚度为10‑50um，防水层厚度为1‑2um，涂料层厚度为5‑6um，涂料层包括以下原料组分及重量份：40份环氧丙烯酸酯、15份聚氨酯六官能丙烯酸酯、10份三官能丙烯酸酯、4份光引发剂和25份纳米材料构成；本发明采用环氧丙烯酸酯和纳米材料为主要成分，在环氧丙烯酸酯中加入纳米材料后两者之间相互作用形成网格结构提高稳定性；三官能丙烯酸酯作为为稀释剂，三官能丙烯酸酯具有较长的柔性链段可增强单位面积上涂料层的双键浓度，使得涂料层固化完全。

Description

一种阻燃防水透气膜
技术领域
本发明涉及防水透气膜技术领域，尤其涉及一种阻燃防水透气膜。
背景技术
目前，国内幕墙结构外保温材料多采用岩棉和玻璃棉等产品，岩棉、玻璃棉在幕墙外保温系统应用中存在着防水透气的问题。通常的做法是岩棉、玻璃棉的两面粘贴铝箔，用锚栓固定在墙上，这样造成保温层及墙体不透气，容易在保温层与墙体间结露，室内排出的湿气又很容易通过板缝进入保温层内，潮湿状态下的岩棉、玻璃棉的导热系数会大幅上升，强度也会大幅下降，并可能会分解崩溃。如果岩棉、玻璃棉不粘贴铝箔保护，其透气性较好，在空气层气流的长期作用下表面细小纤维会飘落，造成通风层的堵塞。因此，应用于幕墙外保温系统的岩棉、玻璃棉的表面需有一层保护膜，这层膜必须防水透气，并有一定的护拉强度。防水透气膜是铺在建筑围护结构保温层之外的一层薄膜，通过对围护结构保温层的包覆，加强建筑的气密性、水密性，同时又令围护结构及室内潮汽得以排出，从而达到节能，提高建筑耐久性，保证室内空气质量的作用。
例如中国专利申请号为CN202882121U的专利公开了一种高阻燃型建筑用防水透气膜，包括阻燃型防水透湿层和阻燃型补强层，2-3层的防水透湿层和补强层相互紧密贴合形成一体膜状结构,使用在建筑领域的防水透气膜上时剥离强度低、在高温和紫外辐射下的使用寿命短等问题均存在。在例如中国专利CN202658743U公开了一种建筑用复合透气薄膜，其特征在于：包括从上至下依次复合而成的上层(1)、中层(2)、下层(3)，所述上层(1)和下层(3)均为无纺布层，中层(2)为PE透气膜层。所述上层(1)、中层(2)与下层(3)采用热熔胶点式或网状式粘合。该技术方案中虽然也是采用了三层结构，且通过热熔胶点式或网状式粘合，但是薄膜本身厚度较大，防渗能力好的同时，透气效果不佳。
发明内容
为克服现有技术中存在的透气防水效果不佳问题，本发明提供了一种阻燃防水透气膜。
本发明提供了一种阻燃防水透气膜，该高阻燃防水透气膜包括基材层，基材选用PET薄膜；基材层外设有防护层，所述防护层由防水层和涂料层构成，基材层外依次设置防水层和涂料层；所述防水层和涂料层之间均采用粘合树脂连接；其特征在于：所述基层厚度为10-50um，防水层厚度为1-2um，涂料层厚度为5-6um，所述涂料层包括以下原料组分及重量份：30-50份环氧丙烯酸酯、10-20份聚氨酯六官能丙烯酸酯、10-15份三官能丙烯酸酯、3-5份光引发剂和20-30份纳米材料构成，所述纳米材料选自纳米二氧化硅纳米、纳米二氧化钛、纳米银或其组合。
进一步的，所述涂料层包括以下原料组分及重量份：40份环氧丙烯酸酯、15份聚氨酯六官能丙烯酸酯、10份三官能丙烯酸酯、4份光引发剂和25份纳米材料构成。
进一步的，所述涂料层中还添加有复合阻燃剂，复合阻燃剂在涂料层中重量份数设定在8-10份。
进一步的，所述复合阻燃剂采用有机磷酸酯类与滑石粉按质量2:1混合复配。
进一步的，所述基材层上下均设有防水层，防水层采用玻璃纤维布，对玻璃纤维布面采用硅烷偶联剂进行表面处理。
进一步的，所述表面处理采用浸润方式由浸润装置控制硅烷偶联剂在玻璃纤维布上的涂布量。
进一步的，所述玻璃纤维布采用平纹织物结构或斜纹织物结构，优选，采用平纹织物结构。
进一步的，所述浸润装置由机箱、浸润槽、添加剂箱、混合箱和浸润剂箱；所述浸润槽、添加剂箱和浸润剂箱均设于机箱内，浸润槽置于机箱底部，添加剂箱和浸润剂箱设于机箱顶部，混合箱置于添加剂箱和浸润剂箱下方，混合箱上设有两个进料口分别为进料口A和进料口B，进料口A连接添加剂箱连接添加剂箱的出料口，进料口B连接浸润剂箱的出料口，混合箱出料口欧连接浸润槽。
进一步的，浸润槽底部还设有回收装置，回收装置设有回路管道和排出管道，回路A连接至混合箱，排出管道连接机箱外部。
进一步的，所述涂料层由以下方法制备：步骤一，选取纳米材料混合物，将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米银或其组合混合，本实施方式中将纳米二氧化硅和纳米二样化钛分别选用10份重量组份制成混合物A；步骤二，制备第一混料，将混合物A中加入光引发剂和环氧丙烯酸酯，用搅拌机以600-800转/分钟搅拌30-35分钟制成第一混料；步骤三，在第一溶液中依次加入聚氨酯六官能丙烯酸酯、三官能丙烯酸酯和阻燃剂混合，用分散机以600-800转/分钟分散30-35分钟并过滤制成第二混料；步骤四，在第二混料中加入去离子水、分散剂、助剂置于搅拌机中，通过搅拌形成稳定涂料层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)采用环氧丙烯酸酯和纳米材料为主要成分，在环氧丙烯酸酯中加入纳米材料后两者之间相互作用形成网格结构，提高稳定性；在涂料层中加入聚氨酯六官能丙烯酸酯能使得固化后的涂料层交联密度增大，从而提高涂料层71硬度；但当聚氨酯六官能丙烯酸酯含量超过15份时，其涂料层硬度和材料粘度随之增大，而材料粘度增大会增加实际生产成本，因此在综合涂料层硬度、材料粘度和生产成本三者取聚氨酯六官能丙烯酸酯最佳含量为15份。三官能丙烯酸酯在涂料层中为稀释剂，三官能丙烯酸酯具有较长的柔性链段可增强单位面积上涂料层的双键浓度，使得涂料层固化完全。
(2)本发明阻燃防水透气膜的涂料层复合涂层，其涂料层采用紫外光固化涂层，主要是由于紫外光固化涂层具有固化速度快、节省能源、涂抹性能优良、对基材的使用范围广且不含有挥发性大的溶剂，消除了对环境的污染降低上产费用。
(3)复合阻燃剂在涂料层中重量份数设定在8-10份，复合阻燃剂采用有机磷酸酯类与滑石粉按质量2:1混合复配，通过有机磷酸酯和滑石粉复合形成协同效应，提升涂料层的阻燃特性同时降低融滴效应。
(4)为提高玻璃纤维布与树脂之间的结合稳定性能，对玻璃纤维布面采用硅烷偶联剂进行表面处理，其硅烷偶联剂与玻璃纤维布表面以氢键形式结合的羟基在高温下发生醚化反应，脱去水生成醚基，形成牢固的共价键结合，同时硅烷偶联剂的有机基团与树脂之间形成化学键，因此硅烷偶联剂为媒介将玻璃纤维布与树脂两者之间稳定结合，提高玻璃纤维布涂料层之间结合力。
附图说明
图1是阻燃防水透气膜示意图；
图2是浸润装置整体示意图；
图3是浸润槽侧面示意图；
图4是浸润槽截面示意图。
结合附图并在其上标记：
1-机箱，2-添加剂箱，3-浸润剂箱，4-称重箱A，5-称重箱B，6-基材层，7-防护层，71-涂料层，72-防水层，8-电机A，9-混合箱，10-搅拌轮，11-电机B，12-浸润槽，13-回收装置，121-喷嘴，122-玻璃纤维布，123-导流槽，124-负压装置，125-进布口，126-出布口。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施方式披露了一种阻燃防水透气膜，该高阻燃防水透气膜包括基材层6，基材层6可根据实际生产要求变更基材层6材料，本实施方式中基材选自PET薄膜；如图1所示，基材层6外设有防护层7，所述防护层7由防水层72和涂料层71构成，基材层6外依次设置防水层72和涂料层71，所述防水层72和涂料层71之间均采用粘合树脂连接；所述基层厚度为10-50um，防水层72厚度为1-2um，涂料层71厚度为5-6um，涂料层71厚度大于防水层72厚度，主要是保证涂料层71对于透气膜具有优异的耐磨性能，同时保护防水层72在使用中不易受到外界损坏失效。在本实施方式中涂料层71为复合涂层，其涂料层71采用紫外光固化涂层，主要是由于紫外光固化涂层具有固化速度快、节省能源、涂抹性能优良、对基材的使用范围广且不含有挥发性大的溶剂，消除了对环境的污染降低上产费用。所述涂料层71包括以下原料组分及重量份：30-50份环氧丙烯酸酯、10-20份聚氨酯六官能丙烯酸酯、10-15份三官能丙烯酸酯、3-5份光引发剂和20-30份纳米材料构成，所述纳米材料选自纳米二氧化硅纳米、纳米二氧化钛、纳米银或其组合。进一步优选的，所述涂料层71包括以下原料组分及重量份：40份环氧丙烯酸酯、15份聚氨酯六官能丙烯酸酯、10份三官能丙烯酸酯、4份光引发剂和25份纳米材料构成。采用环氧丙烯酸酯和纳米材料为主要成分，在环氧丙烯酸酯中加入纳米材料后两者之间相互作用形成网格结构，提高稳定性；在涂料层71中加入聚氨酯六官能丙烯酸酯能使得固化后的涂料层71交联密度增大，从而提高涂料层71硬度；但当聚氨酯六官能丙烯酸酯含量超过15份时，其涂料层71硬度和材料粘度随之增大，而材料粘度增大会增加实际生产成本，因此在综合涂料层71硬度、材料粘度和生产成本三者取聚氨酯六官能丙烯酸酯最佳含量为15份。三官能丙烯酸酯在涂料层71中为稀释剂，三官能丙烯酸酯具有较长的柔性链段可增强单位面积上涂料层71的双键浓度，使得涂料层71固化完全。
作为进一步优选的，本实施方式中其涂料层71需要同时具备耐磨和阻燃两种性能，因此，所述涂料层71中还添加有复合阻燃剂，该复合阻燃剂主要是提高涂料层71的阻燃性能；复合阻燃剂在涂料层71中重量份数设定在8-10份，复合阻燃剂采用有机磷酸酯类与滑石粉按质量2:1混合复配，通过有机磷酸酯和滑石粉复合形成协同效应，提升涂料层71的阻燃特性同时降低融滴效应。
所述涂料层71由以下方法制备：步骤一，选取纳米材料混合物，将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米银或其组合混合，本实施方式中将纳米二氧化硅和纳米二样化钛分别选用10份重量组份制成混合物A；步骤二，制备第一混料，将混合物A中加入光引发剂和环氧丙烯酸酯，用搅拌机以600-800转/分钟搅拌30-35分钟制成第一混料；步骤三，在第一溶液中依次加入聚氨酯六官能丙烯酸酯、三官能丙烯酸酯和阻燃剂混合，用分散机以600-800转/分钟分散30-35分钟并过滤制成第二混料；步骤四，在第二混料中加入去离子水、分散剂、助剂置于搅拌机中，通过搅拌形成稳定涂料层71。
本实施方式中阻燃防水透气膜中基材层6上下均设有防水层72，防水层72采用玻璃纤维布122，所述玻璃纤维布122作用主要是增强拉力和静水压及保护基材层6。为提高玻璃纤维布122与树脂之间的结合稳定性能，对玻璃纤维布122面采用硅烷偶联剂进行表面处理，其硅烷偶联剂与玻璃纤维布122表面以氢键形式结合的羟基在高温下发生醚化反应，脱去水生成醚基，形成牢固的共价键结合，同时硅烷偶联剂的有机基团与树脂之间形成化学键，因此硅烷偶联剂为媒介将玻璃纤维布122与树脂两者之间稳定结合，提高玻璃纤维布122涂料层71之间结合力。所述表面处理是通过浸润装置将玻璃纤维布122浸润于树脂中，在树脂中添加硅烷偶联剂，促进玻璃纤维布122与树脂之间的结合力。所述玻璃纤维布122采用平纹织物结构或斜纹织物结构，本实施方式中优选采用平纹织物结构，主要是由于平纹织物结构相对于斜纹织物结构具有较高的断裂强度，可有效避免在实际使用过程中阻燃防水透气膜出现易断裂现象，提高阻燃防水透气膜的使用寿命。
作为本实施方式进一步优选的，所述浸润装置主要控制浸润液体在玻璃纤维布122上的涂布量，涂布量的多少直接影响到阻燃防水透气膜的性能。如图2所示，该浸润装置由机箱1、浸润槽12、添加剂箱2、混合箱9和浸润剂箱3；所述浸润槽12、添加剂箱2和浸润剂箱3均设于机箱1内，浸润槽12置于机箱1底部，添加剂箱2和浸润剂箱3设于机箱1顶部，混合箱9置于添加剂箱2和浸润剂箱3下方，混合箱9上设有两个进料口分别为进料口A和进料口B，进料口A连接添加剂箱2连接添加剂箱2的出料口，进料口B连接浸润剂箱3的出料口，混合箱9出料口欧连接浸润槽12，浸润槽12底部还设有回收装置13，回收装置13设有回路管道和排出管道，回路A连接至混合箱9，排出管道连接机箱1外部，主要是用于回收浸润槽12中多余的浸润液体，其回收装置13中部分浸润液体回至混合箱9，另一部分浸润液体排出机箱1；添加剂箱2与混合箱9之间设有称重箱A4，添加剂箱2通过阀门A连接称重箱A4，浸润剂箱3与混合箱9之间设有称重箱B5，浸润剂箱3通过阀门B连接称重箱B5，所述称重箱A4和称重箱B5分别设定单次添加剂和浸润剂所需重量，通过阀门A或阀门B分别控制添加剂箱2或浸润剂箱3与称重箱的连通。为保证混合箱9中添加剂和浸润剂两者混合均匀制成混合浸润剂，在混合箱9中设有混合均匀装置，所述混合均匀装置包括搅拌轮10和电机A8，搅拌轮10采用螺旋搅拌轮10，电机设于混合箱9体外侧，电机连接搅拌轮10带动搅拌轮10动作。混合箱9和浸润槽12之间设有泵，通过泵将混合浸润剂输入至浸润槽12中。所述浸润槽12由浸润槽本体和电机B11构成，电机B11连接浸润槽本体，浸润槽本体形成呈圆柱体，浸润槽本体在轴向方向上一端设为输入口，另一端设为输出口，输入口连接泵，通过泵将混合浸润剂从输入口打入浸润槽12中再从输出口中流出；浸润槽本体中间安装有辊轮，辊轮处于浸润槽12中心轴线上，电机B11连接辊轮，通过电机B11带动辊轮转动。所述浸润槽本体侧面上开有进布口125和出布口126，如图4所示，出布口126和进布口125相互平行设置，玻璃纤维布122从进布口125中进入浸润槽本体，沿贴合于辊轮表面缠绕再从出布口126输出，出布口126和进布口125沿浸润槽本体侧面圆周上两者相距距离不超过浸润槽本体侧面圆周的1/4，主要是保证玻璃纤维布122在浸润槽本体中有较长浸润长度。如图3所示，所述浸润槽本体侧面上且位于输入口和输出口之间设有喷嘴121，喷嘴121沿浸润槽本体侧面上均匀交错布置，喷嘴121朝向辊轮，所述辊轮为中空设置，辊轮截面为环形面，辊轮的侧面上设有交叉排布柱孔，辊轮内部轴线位置上设有负压装置124，该负压装置124在浸润槽12工作过程中始终保持工作状态；负压装置124和辊轮侧面之间还设有导流槽123，导流槽123一侧靠近输入口位置处端部高度高于另一侧靠近输出口位置处端部；导流槽123靠近输出口位置处端部下方连接回收装置13。
工作原理：
先将添加剂箱2和浸润剂箱3中加入浸润过程中所需使用到的添加剂和浸润剂，添加剂箱2和浸润剂箱3分别通过阀门A和阀门B将添加剂和浸润剂注入称重箱A4和称重箱B5中，达到预设重量后关闭阀门A和阀门B，此时将单次混合用的添加剂和浸润剂注入混合箱9中，在混合箱9中设有混合均匀装置，启动电机，通过电机带动螺旋搅拌轮10动作将混合箱9中添加剂和浸润剂混合均匀制成混合浸润剂。启动泵将混合浸润剂输入至浸润槽12中。混合浸润剂从浸润槽12的输入口流入，浸润槽本体中间安装有辊轮，辊轮处于浸润槽12中心轴线上，电机B11连接辊轮，通过电机B11带动辊轮转动。在混合浸润剂进入浸润槽12之前，玻璃纤维布122从进布口125中进入浸润槽本体，沿贴合于辊轮表面缠绕再从出布口126输出，由于出布口126和进布口125沿浸润槽本体侧面圆周上两者相距距离不超过浸润槽本体侧面圆周的1/4，玻璃纤维布122在浸润槽本体中有较长浸润长度。混合浸润剂从浸润槽12的输入口流入后沿浸润槽本体侧面上的喷嘴121向贴合于辊轮的玻璃纤维布122喷洒，此时辊轮内的负压装置124工作，保证喷洒出的混合浸润剂均喷洒至玻璃纤维布122上，同时由于负压存在避免了玻璃纤维布122中气孔的存在；在喷洒过程中混合浸润剂大部分被玻璃纤维布122吸收，但还存在多余混合浸润剂，多余混合浸润剂从辊轮侧面上的交叉排布孔落入导流槽123内，由于导流槽123一侧靠近输入口位置处端部高度高于另一侧靠近输出口位置处端部，导流槽123靠近输出口位置处端部下方连接回收装置13，因此多余混合浸润剂从导流槽123中落入回收装置13，回收装置13中部分浸润液体回至混合箱9，另一部分浸润液体排出机箱1。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种阻燃防水透气膜，该高阻燃防水透气膜包括基材层(6)，基材层(6)选用PET薄膜；基材层(6)外设有防护层(7)，所述防护层(7)由防水层(72)和涂料层(71)构成，防水层(72)置于涂料层(71)和基材层(6)之间；所述防水层(72)和涂料层(71)之间均采用粘合树脂连接；其特征在于：所述基层厚度为10-50um，防水层(72)厚度为1-2um，涂料层(71)厚度为5-6um，所述涂料层(71)包括以下原料组分及重量份：30-50份环氧丙烯酸酯、10-20份聚氨酯六官能丙烯酸酯、10-15份三官能丙烯酸酯、3-5份光引发剂和20-30份纳米材料构成，所述纳米材料选自纳米二氧化硅纳米、纳米二氧化钛、纳米银或任一两种组合。
2.根据权利要求1所述的阻燃防水透气膜，其特征在于：所述涂料层(71)包括以下原料组分及重量份：40份环氧丙烯酸酯、15份聚氨酯六官能丙烯酸酯、10份三官能丙烯酸酯、4份光引发剂和25份纳米材料构成。
3.根据权利要求2所述的阻燃防水透气膜，其特征在于：所述涂料层(71)中还添加有复合阻燃剂，复合阻燃剂在涂料层(71)中重量份数设定在8-10份。
4.根据权利要求3所述的阻燃防水透气膜，其特征在于：所述复合阻燃剂采用有机磷酸酯类与滑石粉按质量2:1混合复配。
5.根据权利要求1所述的阻燃防水透气膜，其特征在于：所述基材层(6)上下均设有防水层(72)，防水层(72)采用玻璃纤维布(122)，对玻璃纤维布(122)面采用硅烷偶联剂进行表面处理。
6.根据权利要求5所述的阻燃防水透气膜，其特征在于：所述表面处理采用浸润方式由浸润装置控制硅烷偶联剂在玻璃纤维布(122)上的涂布量。
7.根据权利要求5所述的阻燃防水透气膜，其特征在于：所述玻璃纤维布(122)采用平纹织物结构或斜纹织物结构。
8.根据权利要求6所述的阻燃防水透气膜，其特征在于：所述浸润装置由机箱(1)、浸润槽(12)、添加剂箱(2)、混合箱(9)和浸润剂箱(3)；所述浸润槽(12)、添加剂箱(2)和浸润剂箱(3)均设于机箱(1)内，浸润槽(12)置于机箱(1)底部，添加剂箱(2)和浸润剂箱(3)设于机箱(1)顶部，混合箱(9)置于添加剂箱(2)和浸润剂箱(3)下方，混合箱(9)上设有两个进料口分别为进料口A和进料口B，进料口A连接添加剂箱(2)连接添加剂箱(2)的出料口，进料口B连接浸润剂箱(3)的出料口，混合箱(9)出料口欧连接浸润槽(12)。
9.根据权利要求8所述的阻燃防水透气膜，其特征在于：浸润槽(12)底部还设有回收装置(13)，回收装置(13)设有回路管道和排出管道，回路A连接至混合箱(9)，排出管道连接机箱(1)外部。
10.根据权利要求2所述的阻燃防水透气膜，其特征在于：所述涂料层(71)由以下方法制备：步骤一，选取纳米材料混合物，将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米银或其组合混合，本实施方式中将纳米二氧化硅和纳米二样化钛分别选用10份重量组份制成混合物A；步骤二，制备第一混料，将混合物A中加入光引发剂和环氧丙烯酸酯，用搅拌机以600-800转/分钟搅拌30-35分钟制成第一混料；步骤三，在第一溶液中依次加入聚氨酯六官能丙烯酸酯、三官能丙烯酸酯和阻燃剂混合，用分散机以600-800转/分钟分散30-35分钟并过滤制成第二混料；步骤四，在第二混料中加入去离子水、分散剂、助剂置于搅拌机中，通过搅拌形成稳定涂料层(71)。
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