CN108641383A - 一种隔热保温沥青瓦及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔热保温沥青瓦，包括胎体层、沥青层、矿物颗粒层和防水隔离层，沥青层包括如下重量份数的组分：改性沥青60‑80份；增强纤维组1‑3份；紫外吸收剂组0.2‑1份；抗老化剂0.5‑1份；储能保温组1‑10份；紫外吸收剂组由光稳定剂和焠灭剂组成，光稳定剂采用二茂铁、六甲基磷酰三胺、2‑（2’‑羟基‑3’，5’‑二叔苯基）‑5‑氯化苯并三唑中的至少一种，焠灭剂采用金属络合物；储能保温组包括降冰片二烯和异构辅助剂。本发明对沥青层进行改性，具有良好的强度，而且紫外线吸收剂组与抗老化剂共同作用后具有优异的抗老化性能，同时在异构辅助剂的作用下降冰片二烯能够循环进行吸热和放热过程，达到既对屋内绝热又能够供热保暖的效果。

Description

一种隔热保温沥青瓦及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，更具体地说，它涉及一种隔热保温沥青瓦及其制备方法。

背景技术

沥青瓦又称玻纤瓦，是一种新型的高新防水建材，同时还具有一定的屋面防水效果，是一种较为理想的屋面材料，现在市场上应用的也越发广泛。

因此市场上各种产品层出不穷，其对应的性能和制备方法也繁杂分复，如申请公布号为CN104194360A的中国专利文件中公开了一种玻纤胎沥青瓦材料的配方及其制备方法，改配方包括有热塑性丁苯橡胶、粘合剂和沥青，其具有一定的防风性和防火性。

但是，对于沥青瓦来说，虽然颜色艳丽多彩颇受人们喜欢，但是其跟传统瓦相比，如上述方案中所述的，仅仅是防风性和防火性上也并没有太过突出，且普遍都存在保温和隔热上性能较差的缺点。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种隔热保温沥青瓦及其制备方法，达到了能够隔热也能够保温的效果。

为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：一种隔热保温沥青瓦，包括胎体层、沥青层、矿物颗粒层和防水隔离层，其特征在于，所述沥青层包括如下重量份数的组分：

改性沥青60-80份；

增强纤维组1-3份；

紫外吸收剂组0.2-1份；

抗老化剂0.5-1份；

储能保温组1-10份；

所述紫外吸收剂组由光稳定剂和焠灭剂组成，所述光稳定剂采用二茂铁、六甲基磷酰三胺、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑中的至少一种，焠灭剂采用金属络合物；所述储能保温组包括降冰片二烯和异构辅助剂。

通过上述技术方案，对沥青层进行改性，使其具有良好的强度，再通过而且紫外线吸收剂组与抗老化剂共同作用后具有优异的抗老化性能，同时在异构辅助剂的作用下降冰片二烯能够循环进行吸热和放热过程，达到既对屋内绝热又能够供热保暖的效果。

具体的说，紫外吸收剂采用的二茂铁又称二环戊二烯合铁、环戊二烯基铁，是分子式为Fe(C5H5)2的有机金属化合物，对紫外线具有强烈的吸收效果，同时热稳定也很高，也是良好的热能储存介质，在外界温度较高的情况下，能够吸收热量并存储，起到为建筑内部隔热的效果，同时也为降冰片二烯提供稳定的热源。

六甲基磷酰三胺和2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑均为性质优良的紫外线吸收剂，化学稳定性好，挥发极小，且和抗老化剂并用时有显著的协同效应，能够长期稳定的为沥青瓦带来良好的抗老化和紫外线吸收功能。

而且，抗老化剂不仅通过自身赋予沥青瓦优异的抗老化效果，同时二茂铁本身的抗氧化性较差，添加有抗老化剂后也能对二茂铁做一定程度上的改性，使其性质更加稳定。

降冰片二烯是目前热值最大的高密度烃，当外界温度较高时，其会吸收热能并自身发生异构变为四环烷，从而将热能储存于键能中，起到为建筑物隔热的效果；当外界温度下降后，四环烷在异构辅助剂的配合下，又重新异构成为降冰片二烯，并将热能散发，以达到为就建筑为内部供暖保温的效果。

进一步优选为，所述沥青层包括如下重量份数的组分：改性沥青68-75份；增强纤维组1-2份；紫外吸收剂组0.5-0.8份；抗老化剂0.5-1份；储能保温组3-5份。

进一步优选为：所述异构辅助剂包括帮助降冰片二烯吸热异构为四环烷的敏化剂和帮助四环烷放热异构为降冰片二烯的催化剂。

进一步优选为：所述敏化剂为三重态敏化剂、氧化锌、氧化锌和二氧化钛的复合物之中的至少一种。

通过上述技术方案，三重态敏化剂、氧化锌、氧化锌和二氧化钛的复合物均是性质优越的反应助剂，能够很大程度上的帮助降冰片二烯和四环烷循环异构，进行吸热和放热的过程。

进一步优选为：所述光稳定剂为二茂铁，焠灭剂为二价镍络合物。

通过上述技术方案，光稳定剂选用二茂铁，其在二价镍络合物的配合下能够发挥更好的紫外线吸收的效果，且也能够更好的与整体契合，进一步提升沥青瓦整体的隔热保温效果。

进一步优选为：所述增强纤维组包括碳纤维和石棉纤维。

通过上述技术方案，碳纤维和石棉纤维都是具有良好隔热保温效果的纤维种类。

进一步优选为：所述的沥青层分别设置于所述胎体层的正反二面上，所述矿物颗粒层和所述防水隔离层均涂覆于所述沥青层上。

进一步优选为：所述的改性沥青中含有10#石油沥青、90#道路沥青、聚烯烃加工改性剂和阻燃剂。

通过上述技术方案，10#石油沥青软化点高，适用于沥青瓦，但是其含蜡量高且低温脆性大，因此添加部分90#道路沥青能够改善柔性、延伸率和粘结强度；聚烯烃加工改性剂一般为蜡状固体颗粒粉末，混于沥青中有助于减少沥青混合时的高粘度问题，使生产可在相对低温的条件下进行，同时还能够提高沥青瓦的耐高温性和热稳定性。

进一步优选为：所述的矿物颗粒层包括空心陶瓷微珠和彩砂。

通过上述技术方案，空心陶瓷微珠是具有中空结构的硅、铝氧化物，具有硬度大、强度高、热传导系数和热收缩系数小、保温隔热效果好等优点，进一步的又改善了沥青瓦整体的隔热保温性能。

本发明的目的二在于提供一种上述的隔热保温沥青瓦的制备方法，为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：一种隔热保温沥青瓦的制备方法，包括以下步骤：S1,将10#石油沥青、90#道路沥青分别加热至160℃-180℃；

S2，将聚烯烃加工改性剂、阻燃剂、增强纤维组、紫外吸收剂组、抗老化剂、储能保温组混合搅拌均匀，得到混合添加物；

S3，在150℃的条件下，将混合添加物加入S1中的10#石油沥青和90#道路沥青的混合物中，并充分混合并研磨，在模具中冷却成型，得到隔热保温沥青瓦。

通过上述技术方案，生产沥青瓦的温度条件有所下降，节能减排，且各组分都能混合均匀，整体性能优越。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1)添加有降冰片二烯和异构辅助剂使得沥青瓦具有良好的吸热储能和放热保温的效果，有效调节建筑物内外的温度，降低室内外的温度变化；

2)设置有紫外吸收剂组和抗老化剂不仅为沥青瓦提供良好的抗老化效果，而且也配合储能保温组进一步的加强了对建筑物隔热保温的效果。

附图说明

图1是本实施例的剖面结构示意图。

图中，1、胎体层；2、沥青层；3、矿物颗粒层；4、防水隔离层。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1-6：一种隔热保温沥青瓦，包括胎体层1、沥青2层、矿物颗粒层3和防水隔离层4，沥青层2分别设置于胎体层1的正反二面上，矿物颗粒层3和防水隔离层4均涂覆于沥青层2上。

其中，沥青层2包含的组分及对应的重量组分如表1所示。聚烯烃加工改性剂采用含有聚乙烯、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公司生产的Titan 8422、8822、8902中的一种或多种的组合均可；阻燃剂则采用氢氧化镁颗粒，其本身可以吸收大量的热能而祈祷阻燃的效果，能够进一步的和沥青瓦整体相适应，提高隔热保温的效果；增强纤维组有等比例的碳纤维和石棉纤维组成；异构辅助剂包括敏化剂和催化剂，敏化剂为氧化锌和二氧化钛的复合物，催化剂为市场上常见的四环烷异构的催化剂，如铁、钛等；抗老化剂为HMD改性沥青抗老化剂，能够提高改性沥青的烘前延度，提高抗老化性能。

矿物颗粒层3由空心陶瓷微珠和彩砂组成，彩砂可以涂覆各种艳丽的颜色，在矿物颗粒层3施工时，先撒布空心陶瓷微珠，再撒布彩砂。

表1实施例1-6的组分及对应含量表(g)。

实施例7：一种隔热保温沥青瓦，与实施例1的区别在于，光稳定剂采用六甲基磷酰三胺。

实施例8：一种隔热保温沥青瓦，与实施例1的区别在于，光稳定剂采用2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑。

实施例9：一种隔热保温沥青瓦，与实施例1的区别在于，敏化剂为氧化锌。

实施例10，一种隔热保温沥青瓦的制备方法，按照实施例1中所列各组分的含量进行制备，包括步骤有：

S1,将10#石油沥青、90#道路沥青分别加热至160℃-180℃,加热完成后将两种沥青原材进行混合并搅拌，保温并持续5-10分钟；

S2，两种沥青混合时，将聚烯烃加工改性剂、氢氧化镁、碳纤维、石棉纤维、二茂铁、二价镍络合物、抗老化剂、降冰片二烯和异构辅助剂在搅拌槽内混合搅拌均匀，得到混合添加物；

S3，待S1中两种沥青搅拌完成后，将S2中的混合添加物匀速添加至搅拌完成后的两种沥青中，维持温度为150℃，充分搅拌混合，完成后转移至相应的模具中，冷却成型即可得到隔热保温沥青瓦成品。

对比例1-7：一种沥青瓦，与实施例2的区别如表2所示，且沥青瓦包括胎体层、沥青层、矿物颗粒层和防水隔离层，沥青层分别设置于胎体层的正反二面上，矿物颗粒层和防水隔离层均涂覆于沥青层上。

其中，聚烯烃加工改性剂采用含有聚乙烯、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公司生产的Titan 8422、8822、8902中的一种或多种的组合均可；阻燃剂则采用氢氧化镁颗粒，其本身可以吸收大量的热能而祈祷阻燃的效果，能够进一步的和沥青瓦整体相适应，提高隔热保温的效果；增强纤维组有等比例的碳纤维和石棉纤维组成；异构辅助剂包括敏化剂和催化剂，敏化剂为氧化锌和二氧化钛的复合物，催化剂为市场上常见的四环烷异构的催化剂，如铁、钛等；抗老化剂为HMD改性沥青抗老化剂，能够提高改性沥青的烘前延度，提高抗老化性能。

矿物颗粒层由空心陶瓷微珠和彩砂组成，彩砂可以涂覆各种艳丽的颜色，在矿物颗粒层施工时，先撒布空心陶瓷微珠，再撒布彩砂。

表2对比例1-7中各组分及对应重量表(g)。

实验部分

试验对象：取实施例1-10所得到的隔热保温沥青瓦和对比例1-7得到的沥青瓦作为试验对象，共计分为17组，每组平行试验5个，取5个平行试验品均值。

试验方法：取各组试验对象，放置于相同体积和环境的密封盒顶部，密封盒侧壁采用隔热材料制成，在密封盒外部分别用不同强度的光照射于试验对象上，并记录密封盒体内外温度，光照强度逐级增强，后撤除光照设施，对盒体外部进行降温处理。盒体内原始温度26℃，且每次光照或温度变化维持1h。

试验结果：见表3盒体内外温度祥表。

表3盒体内外温度祥表(℃)。

数据分析：从上述试验数据可知，在外部温度较高时，储能保温组、紫外吸收剂组、和抗老化剂组均能够起到相应的吸收热量，隔热并延缓盒体内部温度上升的效果；当外部温蒂下降时，储能保温组、紫外吸收剂组均能够起到及时散发热量延缓盒体内部温度下降的效果。因此，结合试验和实际使用效果，证明该沥青瓦具有突出的隔热保温效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种隔热保温沥青瓦，包括胎体层（1）、沥青层（2）、矿物颗粒层（3）和防水隔离层（4），其特征在于，所述沥青层（2）包括如下重量份数的组分：

改性沥青60-80份；

增强纤维组1-3份；

紫外吸收剂组0.2-1份；

抗老化剂0.5-1份；

储能保温组1-10份；

所述紫外吸收剂组由光稳定剂和焠灭剂组成，所述光稳定剂采用二茂铁、六甲基磷酰三胺、2-（2’-羟基-3’，5’-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑中的至少一种，焠灭剂采用金属络合物；

所述储能保温组包括降冰片二烯和异构辅助剂。

2.根据权利要求1所述的一种隔热保温沥青瓦，其特征在于，所述沥青层（2）包括如下重量份数的组分：改性沥青68-75份；增强纤维组1-2份；紫外吸收剂组0.5-0.8份；抗老化剂0.5-1份；储能保温组3-5份。

3.根据权利要求1所述的一种隔热保温沥青瓦，其特征在于，所述异构辅助剂包括帮助降冰片二烯吸热异构为四环烷的敏化剂和帮助四环烷放热异构为降冰片二烯的催化剂。

4.根据权利要求3所述的一种隔热保温沥青瓦，其特征在于，所述敏化剂为三重态敏化剂、氧化锌、氧化锌和二氧化钛的复合物之中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的一种隔热保温沥青瓦，其特征在于，所述光稳定剂为二茂铁，焠灭剂为二价镍络合物。

6.根据权利要求1所述的一种隔热保温沥青瓦，其特征在于，所述增强纤维组包括碳纤维和石棉纤维。

7.根据权利要求6所述的一种隔热保温沥青瓦，其特征在于，所述沥青层（2）分别设置于所述胎体层（1）的正反二面上，所述矿物颗粒层（3）和所述防水隔离层（4）均涂覆于所述沥青层（2）上。

8.根据权利要求7所述的一种隔热保温沥青瓦，其特征在于，所述改性沥青中含有10#石油沥青、90#道路沥青、聚烯烃加工改性剂和阻燃剂。

9.根据权利要求1所述的一种隔热保温沥青瓦，其特征在于，所述矿物颗粒层（3）包括空心陶瓷微珠和彩砂。

10.一种如权利要求8所述的隔热保温沥青瓦的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1,将10#石油沥青、90#道路沥青分别加热至160℃-180℃；

S2，将聚烯烃加工改性剂、阻燃剂、增强纤维组、紫外吸收剂组、抗老化剂、储能保温组混合搅拌均匀，得到混合添加物；

S3，在150℃的条件下，将混合添加物加入S1中的10#石油沥青和90#道路沥青的混合物中，并充分混合并研磨，在模具中冷却成型，得到隔热保温沥青瓦。