CN109083334A - 高耐火性复合彩钢瓦 - Google Patents

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Abstract

本发明属于彩钢瓦技术领域，具体涉及一种高耐火性复合彩钢瓦，包括彩钢瓦本体及设置在彩钢瓦本体两侧的导热层，所述的导热层的外侧设置有耐火层，耐火层的外侧设置有面漆层；所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土42～75份、刚玉粉2～7份、氧化铝粉1～5份、硅石粉8～20份、黄糊精10～35份、水95～130份；本发明提供的复合彩钢瓦，通过在彩钢瓦本体的两侧设置导热层，在导热层的外侧设置有耐火层，在使用时，若发生火灾，所述的耐火层具有较好的耐火隔热效果，并且，所述的导热层能够将传递到彩钢瓦本体上的热量散发开来，避免受热过于集中而产生的变形问题。

Description

高耐火性复合彩钢瓦
技术领域
本发明属于彩钢瓦技术领域，具体涉及一种高耐火性复合彩钢瓦。
背景技术
彩钢瓦，又称为彩色压型瓦，是采用彩色涂层钢板，经辊压冷弯成各种波型的压型板。用于制造彩钢瓦的彩色涂层钢板通常为冷轧钢板或镀锌钢板，是一种通过在钢板进行表面化学处理后辊涂涂覆或复合PVC等有机薄膜，经烘烤固化后而制成的钢板产品。彩色涂层钢板既具有钢铁材料机械强度高，易成型的性能，又兼有涂层材料良好的装饰性和耐腐蚀性。它适用于工业和民用建筑、仓库、特种建筑、大跨度钢结构房屋的屋面、墙面以及内外墙装饰等，具有质轻、高强、色泽丰富、施工方便快捷、抗震、防火、防雨、寿命长、免维护等特点，现已被广泛推广应用。
但是，彩钢瓦建筑同样有着其致命的缺点，由于彩钢瓦非常的薄，耐高温性能很差，受热之后极易发生形变从而导致建筑物坍塌等情况。对此，申请号为“CN201711210549.3”的中国专利公开了一种提高彩钢瓦耐火性的方法，对彩钢瓦表面进行处理，并涂刷一层隔热防火材料，从而增强其防火性能，防止火灾发生时高温对于彩钢瓦性能的破坏。
基于本案申请人对于彩钢瓦耐热性能的研究，彩钢瓦在受热时，由于过多的热量传递到彩钢瓦本体即钢板上，导致钢板出现变形；因此，简单的在彩钢瓦上进行涂刷以形成一层隔热防火层并不能有效的解决在火灾发生过程中，彩钢瓦长时间受到高温烘烤发生的变形问题。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种高耐火性复合彩钢瓦，该彩钢瓦能适应长时间的高温烘烤而不至于发生热变形，确保在火灾过程中彩钢瓦能保持其性能，避免引发建筑物的坍塌问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种高耐火性复合彩钢瓦，包括彩钢瓦本体及设置在彩钢瓦本体两侧的导热层，所述的导热层的外侧设置有耐火层，耐火层的外侧设置有面漆层；
所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土42～75份、刚玉粉2～7份、氧化铝粉1～5份、硅石粉8～20份、黄糊精10～35份、水95～130份。
在进一步的技术方案中，所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土50～60份、刚玉粉3～5份、氧化铝粉2～4份、硅石粉13～18份、黄糊精15～25份、水100～120份。
在进一步的技术方案中，所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土55份、刚玉粉4份、氧化铝粉3份、硅石粉15份、黄糊精20份、水110份。
在进一步的技术方案中，所述粘土、硅石粉的粒度均在3mm以下；
所述刚玉粉、氧化铝粉的粒度均在2mm以下。
在进一步的技术方案中，所述的导热层包括掺杂有氧化石墨烯粉、氧化铝粉的耐高温胶黏剂。
在进一步的技术方案中，所述的导热层包括以下重量份的原料制备得到：耐高温胶黏剂55～80份、氧化石墨烯粉3～8份、氧化铝粉1～5份。
在进一步的技术方案中，所述的导热层的厚度为2～5mm；
所述耐火层的厚度为2～7mm；
所述面漆层的厚度为0.5～1mm。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明提供的复合彩钢瓦，通过在彩钢瓦本体的两侧设置导热层，在导热层的外侧设置有耐火层，在使用时，若发生火灾，所述的耐火层具有较好的耐火隔热效果，并且，所述的导热层能够将传递到彩钢瓦本体上的热量散发开来，避免受热过于集中而产生的变形问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
附图说明
图1为本发明提供的一种高耐火性复合彩钢瓦的示意图；
图中标号说明：10-彩钢瓦本体，20-导热层，30-耐火层，40-面漆层。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图及实施例，进一步阐明本发明。
结合图1所示，本发明提供了一种高耐火性复合彩钢瓦，包括彩钢瓦本体10，及设置在彩钢瓦本体10两侧的导热层20，所述的导热层20的外侧设置有耐火层30，耐火层30的外侧设置有面漆层40。
所述耐火层30包括以下重量份的原料制备得到：粘土42～75份、刚玉粉2～7份、氧化铝粉1～5份、硅石粉8～20份、黄糊精10～35份、水95～130份。
本发明中，通过在彩钢瓦本体10的两侧设置导热层20以及在导热层20的外侧设置有耐火层30，在使用时，若发生火灾，所述的耐火层30具有较好的耐火隔热效果，并且，所述的导热层20能够将传递到彩钢瓦本体10上的热量及时的散发开来，避免彩钢瓦本体10受到长时间的高温烘烤引起彩钢瓦变形的问题。
本发明所述的耐火层配方中，所述的粘土是颗粒非常小的(小于2μm)可塑的硅铝酸盐，除了铝外，粘土还包含有少量镁、铁、钠、钾和钙；所述的刚玉粉和氧化铝均是具有优异耐火性能的材料；所述的硅石粉的主要成分是SiO2，并且随着SiO2的含量增加，其耐火度也越高，本发明中所述的硅石粉中，SiO2含量≥96％，Na2O+K2O≤0.2％～0.4％。所述的黄糊精用于对上述原料的初期定型，黄糊精在溶于水后具有很强的粘性，从而将上述原料均匀混合后黏结成型。该耐火层配方中各原料之间相互配合，确保形成的耐火层具有较好的耐火能力，在高温烘烤中具有较好的抗变形能力，从而防止彩钢瓦在受到高温烘烤时变形引发建筑物坍塌的问题发生。
根据本发明，优选条件下，所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土50～60份、刚玉粉3～5份、氧化铝粉2～4份、硅石粉13～18份、黄糊精15～25份、水100～120份。
更为优选的，所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土55份、刚玉粉4份、氧化铝粉3份、硅石粉15份、黄糊精20份、水110份。
进一步的，所述粘土、硅石粉的粒度均在3mm以下；
所述刚玉粉、氧化铝粉的粒度均在2mm以下。
进一步的，根据本发明，所述的导热层包括掺杂有氧化石墨烯粉、氧化铝粉的耐高温胶黏剂。石墨烯具有优异的热传导性能，本发明中，通过将氧化石墨烯和氧化铝粉分散到耐高温胶黏剂中，并涂覆在彩钢瓦本体上，提高彩钢瓦本体的热传导性能，从而避免彩钢瓦本体在局部受热后出现变形的趋势。
所述的耐高温胶黏剂具有优异的耐高温性能，在高温下也可以保持较好的胶黏性能；具体的，可以举出聚厉牌胶黏剂，例如型号为JL-6810的耐高温金属粘合剂、JL-6103耐高温单组分环氧树脂胶、JL-528耐高温金属胶水、JL-510透明耐高温AB胶。
本发明中所述的氧化石墨烯为采用改进的Hummers法制备得到的氧化石墨烯。包括：将鳞片石墨，K2S2O8、P2O5和浓硫酸混合反应，得到预氧化石墨，然后将预氧化石墨与NaNO3加入到预冷的浓硫酸中，再缓慢加入KMnO4并在冰浴条件下反应，然后转移到常温的水浴下进行反应，再缓慢添加去离子水并转移至98℃水浴进行反应；再次添加去离子水，冷却后加入30％H2O2，得到氧化石墨。用盐酸溶液对所述氧化石墨洗涤至无SO4 2-检出(用BaCl2检测)；随后超声、离心，离不下来的悬液即为剥离得到的氧化石墨烯，沉淀物弃去；将GO溶液装在透析袋里透析，即得到最终清洗后的氧化石墨烯。经过氧化处理后，氧化石墨仍保持石墨的层状结构，但在每一层的石墨烯单片上引入了许多氧基功能团，从而提高了该氧化石墨烯与耐高温胶黏剂的结合能力。
进一步的，本发明中，导热层中各物料的含量可以在较宽的范围内选择，为了确保形成的导热层具有较优异的导热能力。所述的导热层包括以下重量份的原料制备得到：耐高温胶黏剂55～80份、氧化石墨烯粉3～8份、氧化铝粉1～5份。
本发明中，设置在彩钢瓦本体10两侧的各层的厚度影响各自的性能，作为优选的，所述的导热层的厚度为2～5mm；
所述耐火层的厚度为2～7mm；
所述面漆层的厚度为0.5～1mm。
本发明中，所述面漆层的主要作用是提供防护，和呈现出彩钢瓦的颜色。为了进一步的提高本发明中所述彩钢瓦的耐火性能，所述的面漆层包括有丙烯酸合成乳液、金红石型钛白粉、SiO2填料和颜料；其中，所述的丙烯酸合成乳液的固含量≥65％；所述金红石型钛白粉为粒径为0.2～0.4μm；所述SiO2填料的粒径为1～3μm；
金红石型钛白粉分散填充在面漆层中，对高温热辐射具有一定的反射效果，从而降低出现火灾时高温烘烤对彩钢瓦温升的整体影响；
所述的SiO2填料分散填充在面漆层中，部分凸起出面漆层，形成粗糙的哑光效果，对高温热辐射进行散射，进一步降低出现火灾时高温烘烤对彩钢瓦温升的影响。
所述的颜料可以选择如本领域技术人员在制备彩钢瓦时所常选择使用的颜料，本发明在此不做赘述。
进一步的，所述的面漆层包括以下重量份的原料制备得到：丙烯酸合成乳液50～70份、金红石型钛白粉0.5～1份、SiO2填料1.5～3份、颜料5～10份。
本发明所述的高耐火性复合彩钢瓦的制备方法包括以下步骤：
(1)对彩钢瓦本体，即冷轧钢板或镀锌钢板进行初步处理，包括去除油污、灰尘和杂物；
(2)配制导热层涂料：按配方称取原料，将氧化石墨烯粉、氧化铝粉分散到耐高温胶黏剂中，搅拌均匀后喷涂到步骤(1)的彩钢瓦本体上，经烘干后形成导热层，分别对彩钢瓦本体的两侧处理得到两面均设置有导热层的半成品A；
在上述半成品A上开设贯穿孔，所述贯穿孔的孔径为0.8～1.5cm；贯穿孔的间距为2～5cm；然后采用成型机在半成品A上成型出波纹；
(3)配制耐火层涂料：按配方称取原料，将粘土分散到水中，在搅拌的条件下加入刚玉粉、氧化铝粉和硅石粉，接着超声分散处理30～40min，然后加黄糊精，搅拌均匀；
将上述配制好的耐火层涂料涂覆到步骤(2)中开设有贯穿孔并成型出波纹结构的半成品A上，得到半成品B；
(4)配制面漆层涂料，按配方称取原料，将金红石型钛白粉、SiO2填料预混合后，与颜料一同加入到丙烯酸合成乳液中，搅拌均匀后喷涂到半成品B上，经烘干处理后得到所述的高耐火性复合彩钢瓦。
本发明提供的高耐火性复合彩钢瓦的制备方法，通过在设置了导热层的彩钢瓦本体上设置贯穿孔，耐火层涂料在涂覆时，两侧相互连系，从而进一步的耐火层提高了对彩钢瓦本体的固定效果，防止彩钢瓦本体在受到高温烘烤时容易出现变形的弊端。
以下通过具体的实施例对本发明提供的高耐火性复合彩钢瓦做出进一步的说明。
实施例1
一种复合彩钢瓦，包括彩钢瓦本体及设置在彩钢瓦本体两侧的导热层，所述的导热层的外侧设置有耐火层，耐火层的外侧设置有面漆层；
所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土55份、刚玉粉4份、氧化铝粉3份、硅石粉15份、黄糊精20份、水110份；；耐火层的厚度为5mm；
所述粘土、硅石粉的粒度均在3mm以下；
所述刚玉粉、氧化铝粉的粒度均在2mm以下；
所述的导热层包括以下重量份的原料制备得到：耐高温胶黏剂60份、氧化石墨烯粉5份、氧化铝粉3份；导热层的厚度为4mm；
所述的面漆层包括以下重量份的原料制备得到：丙烯酸合成乳液60份、金红石型钛白粉0.8份、SiO2填料2.6份、颜料8份；面漆层的厚度为0.8mm；
上述复合彩钢瓦的制备方法包括以下步骤：
(1)对彩钢瓦本体，即冷轧钢板或镀锌钢板进行初步处理，包括去除油污、灰尘和杂物；
(2)配制导热层涂料：按配方称取原料，将氧化石墨烯粉、氧化铝粉分散到耐高温胶黏剂中，搅拌均匀后喷涂到步骤(1)的彩钢瓦本体上，经烘干后形成导热层，分别对彩钢瓦本体的两侧处理得到两面均设置有导热层的半成品A；
在上述半成品A上开设贯穿孔，所述贯穿孔的孔径为1.2cm；贯穿孔的间距为4cm；然后采用成型机在半成品A上成型出波纹；
(3)配制耐火层涂料：按配方称取原料，将粘土分散到水中，在搅拌的条件下加入刚玉粉、氧化铝粉和硅石粉，接着超声分散处理30min，然后加黄糊精，搅拌均匀；
将上述配制好的耐火层涂料涂覆到步骤(2)中开设有贯穿孔并成型出波纹结构的半成品A上，得到半成品B；
(4)配制面漆层涂料，按配方称取原料，将金红石型钛白粉、SiO2填料预混合后，与颜料一同加入到丙烯酸合成乳液中，搅拌均匀后喷涂到半成品B上，经烘干处理后得到所述的高耐火性复合彩钢瓦。
实施例2
本实施例按实施例1的复合彩钢瓦的制备方法，不同的是：
所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土50份、刚玉粉3份、氧化铝粉2份、硅石粉13份、黄糊精15份、水100份；其余不变，得到复合彩钢瓦。
实施例3
本实施例按实施例1的复合彩钢瓦的制备方法，不同的是：
所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土60份、刚玉粉5份、氧化铝粉4份、硅石粉18份、黄糊精25份、水120份；其余不变，得到复合彩钢瓦。
实施例4
本实施例按实施例1的复合彩钢瓦的制备方法，不同的是：
所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土42份、刚玉粉2份、氧化铝粉1份、硅石粉8份、黄糊精10份、水95份；
所述的导热层包括以下重量份的原料制备得到：耐高温胶黏剂55份、氧化石墨烯粉3份、氧化铝粉1份；
所述的面漆层包括以下重量份的原料制备得到：丙烯酸合成乳液50份、金红石型钛白粉0.5份、SiO2填料1.5份、颜料5份；
其余不变，得到复合彩钢瓦。
实施例5
本实施例按实施例1的复合彩钢瓦的制备方法，不同的是：
所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土75份、刚玉粉7份、氧化铝粉5份、硅石粉20份、黄糊精35份、水130份；
所述的导热层包括以下重量份的原料制备得到：耐高温胶黏剂80份、氧化石墨烯粉8份、氧化铝粉5份；
所述的面漆层包括以下重量份的原料制备得到：丙烯酸合成乳液70份、金红石型钛白粉1份、SiO2填料3份、颜料10份；
其余不变，得到复合彩钢瓦。
实施例6
本实施例按实施例1的复合彩钢瓦的制备方法，不同的是：
所述的导热层的厚度为3mm；
所述耐火层的厚度为6mm；
所述面漆层的厚度为0.7mm；其余不变，得到复合彩钢瓦。
实施例7
本实施例按实施例1的复合彩钢瓦的制备方法，不同的是：
所述的导热层的厚度为2mm；
所述耐火层的厚度为2mm；
所述面漆层的厚度为0.5mm；其余不变，得到复合彩钢瓦。
实施例8
本实施例按实施例1的复合彩钢瓦的制备方法，不同的是：
所述的导热层的厚度为5mm；
所述耐火层的厚度为7mm；
所述面漆层的厚度为1mm；其余不变，得到复合彩钢瓦。
实施例9
本实施例按实施例1的复合彩钢瓦的制备方法，不同的是，在所述复合彩钢瓦的制备方法中，所述的步骤(2)中，贯穿孔的孔径为0.8cm，贯穿孔的间距为4cm；其余不变，得到复合彩钢瓦。
实施例10
本实施例按实施例1的复合彩钢瓦的制备方法，不同的是，在所述复合彩钢瓦的制备方法中，所述的步骤(2)中，贯穿孔的孔径为1.5cm，贯穿孔的间距为4cm；其余不变，得到复合彩钢瓦。
对照例1
本实施例按实施例1的复合彩钢瓦的制备方法，不同的是：所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土30份、刚玉粉8份、氧化铝粉0.5份、硅石粉4份、黄糊精15份、水120份；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。
对照例2
本实施例按实施例1的复合彩钢瓦的制备方法，不同的是：所述的导热层包括以下重量份的原料制备得到：耐高温胶黏剂40份、氧化石墨烯粉5份、氧化铝粉2份；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。
对照例3
本实施例按实施例1的复合彩钢瓦的制备方法，不同的是：所述的面漆层包括以下重量份的原料制备得到：丙烯酸合成乳液60份、金红石型钛白粉0.8份、SiO2填料2份、颜料8份；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。
对照例4
本实施例按实施例1的复合彩钢瓦的制备方法，不同的是，在所述复合彩钢瓦的制备方法中，所述的步骤(2)中，不开设贯穿孔，而是直接采用成型剂在半成品A上成型处波纹结构；其余不变，得到复合彩钢瓦。
按以下测试方法测试上述实施例中制备得到的复合彩钢瓦的性能，并将测试数据汇总整理到表1中。
1、按照GB/T 7322-2007耐火材料耐火度试验方法测试实施例中得到的彩钢瓦的耐火度。
2、按照GB/T5073-1985耐火制品压蠕变试验方法测试实施例中得到的复合彩钢瓦的蠕变率。
3、按照GB/T5072-1985致密定形耐火制品常温耐压强度试验方法测试实施例中得到的复合彩钢瓦的耐压强度。
表1：
结合上述测试数据可以看出，本发明提供的复合彩钢瓦具有优异的耐火性能，在高温下处理蠕变率较小，避免了发生火灾时出现变形引起建筑物坍塌的问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种高耐火性复合彩钢瓦，其特征在于：包括彩钢瓦本体及设置在彩钢瓦本体两侧的导热层，所述的导热层的外侧设置有耐火层，耐火层的外侧设置有面漆层；
所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土42～75份、刚玉粉2～7份、氧化铝粉1～5份、硅石粉8～20份、黄糊精10～35份、水95～130份。
2.根据权利要求1所述的高耐火性复合彩钢瓦，其特征在于：所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土50～60份、刚玉粉3～5份、氧化铝粉2～4份、硅石粉13～18份、黄糊精15～25份、水100～120份。
3.根据权利要求1所述的高耐火性复合彩钢瓦，其特征在于：所述耐火层包括以下重量份的原料制备得到：粘土55份、刚玉粉4份、氧化铝粉3份、硅石粉15份、黄糊精20份、水110份。
4.根据权利要求1所述的高耐火性复合彩钢瓦，其特征在于：所述粘土、硅石粉的粒度均在3mm以下；
所述刚玉粉、氧化铝粉的粒度均在2mm以下。
5.根据权利要求1所述的高耐火性复合彩钢瓦，其特征在于：所述的导热层包括掺杂有氧化石墨烯粉、氧化铝粉的耐高温胶黏剂。
6.根据权利要求5所述的高耐火性复合彩钢瓦，其特征在于：所述的导热层包括以下重量份的原料制备得到：耐高温胶黏剂55～80份、氧化石墨烯粉3～8份、氧化铝粉1～5份。
7.根据权利要求1所述的高耐火性复合彩钢瓦，其特征在于：所述的导热层的厚度为2～5mm；
所述耐火层的厚度为2～7mm；
所述面漆层的厚度为0.5～1mm。
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