CN110154468A - 建筑表层复合膜结构、制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了建筑表层复合膜结构、制备方法和应用，属于建筑用材技术领域，该复合膜结构包括至少三个膜层及导流组件：第一膜层，安装于所述建筑表层；第二膜层，与所述第一膜层密封连接，形成密封空间；第三膜层，与所述第二膜层密封连接，形成导流空间；所述密封空间设置在相对于所述导流空间靠近所述建筑表层的位置；所述导流组件设置在所述导流空间内，对所述导流空间内的气体疏导。通过设计三个膜层形成两个密闭空间，可以增加复合膜结构的张力，且在两个密闭空间通过导流组件进行气流导向，气体交换流通，可以减少灰尘的沉积，同时两个密闭空间可增加复合膜结构的保温隔音的功能。

Description

建筑表层复合膜结构、制备方法和应用
技术领域
本发明涉及建筑用材技术领域，特别涉及建筑表层复合膜结构、制备方法和应用。
背景技术
建筑表层通常是指人们通过视觉直接感受到的建筑表层，主要具有包括保温、隔热、通风、采光、遮阳以及隔音等功能。随着人们审美理念及生活质量要求的不断提升，对建筑材料的要求也逐步增高。目前，常用的材料主要包括聚四氟乙烯膜材、聚氯乙烯膜材以及乙烯-四氟乙烯共聚物膜材等，其中聚四氟乙烯膜材和乙烯-四氟乙烯共聚物膜材因性能优异而备受青睐。
现有技术中虽多使用乙烯-四氟乙烯共聚物膜材与其他材料结合以提高以张力拉伸的性能，进而使其适应更大跨度的应用。但其在作为屋顶材料时优势相对较为明显，但作为外墙，其导流能力收受到了极大的限制，当强风来袭时，常会受到忽强忽弱，忽上忽下的感觉，由于建筑物阻挡了风速的流动，造成不同部位的风压差，平面建筑面积越大的，晃动的幅度越小，反之，平面总建筑面积越小的，晃动的幅度会随之变大。另外，当现有的膜材料其密封结构被破坏，无法在其内部形成导流，填充结构充气需求，则其在拉伸性能以及跨度方面的优势则会大大降低。
发明内容
（一）发明目的
本发明的目的是提供一种建筑表层复合膜结构，通过设计三个膜层形成两个密闭空间，可以增加复合膜结构的张力，且在两个密闭空间通过导流组件进行气流导向，气体交换流通，可以减少灰尘的沉积，同时两个密闭空间可增加复合膜结构的保温隔音的功能。
（二）技术方案
为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种建筑表层复合膜结构，包括至少三个膜层及导流组件：
第一膜层，安装于建筑表层；第二膜层，与第一膜层密封连接，形成密封空间；第三膜层，与第二膜层密封连接，形成导流空间；密封空间设置在相对于导流空间靠近建筑表层的位置；导流组件设置在导流空间内，对导流空间内的气体疏导。
进一步的，第三膜层与第二膜层还形成点状连接，形成多个伞形空间连接贯通而成的导流空间。
进一步的，复合膜结构还包括分流部件，成凸起状结构设置在第三膜层表面的点状连接处。
进一步的，每两个伞形空间连接处向第二膜层靠近形成槽；槽从一个凸起状结构延伸至另一凸起状结构
进一步的，导流组件包括导流管，其一端延伸至密封空间，对密封空间充气或排气。
进一步的，导流组件还包括风扇，设置于导流管的另一端；风扇正向旋转为密封空间充气；风扇逆向旋转为密封空间排气。
进一步的，第一膜层包括以织物为基材的膜材；第二膜层包括隔离层薄膜；第三膜层包括无织物基材的膜材。
进一步的，织物为基材的膜材为聚氯乙烯（PVC）薄膜；隔离层薄膜为聚乙烯（PE）薄膜；无织物基材的膜材为乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）薄膜。
进一步的，第一膜层的外表面依次涂覆至少2层聚偏二氟乙烯；聚偏二氟乙烯含有纳米二氧化钛；第三膜层的外表面涂覆阻燃剂。
根据本发明的另一方面，提供了本发明涉及的上述种建筑表层复合膜结构的制备方法，包括：将第一膜层与第二膜层通过铝挤型压板接合，形成密封空间；将导流组件排布于第二膜层和第三膜层之间；将第三膜层通过铝挤型压板接合于第二膜层，并形成导流空间，得到建筑表层复合膜结构。
根据本发明的又一方面，提供了一种建筑表层复合膜结构的应用，将上述任一项阐述的复合膜结构或上述阐述的制备方法制备的复合膜结构，应用于建筑外表层。
根据本发明的再一方面，用于上述建筑物玻璃的一种涂层，该涂层是一种隔热抗紫外线透明复合膜，包括基层、夹层、次表层和外表层，其中基层为高透明薄膜或玻璃基材，夹层为纳米透明隔热功能光固化涂料层或纳米透明隔热功能感压胶涂层，次表层为高透明薄膜或玻璃基材，其中所述的纳米透明隔热功能光固化涂料层或纳米透明隔热功能感压胶涂层的组份及重量百分比为：
感压胶：45.0-48.0；
纳米粉体：12.0-13.0；
填充剂：2.0-3.0；
稀释剂：32.0-34.0；
缓冲剂：4.0-11.0；重量百分比之和为100%。
其中外表层为聚氯乙烯（PVC）薄膜、聚乙烯（PE）薄膜、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）薄膜依次叠合而成，三者厚度均等；在三者层状材料中间填充有阻燃剂。
其中所述的感压胶为感压固化丙烯酸胶或感压固化聚酯胶。
纳米粉体为四角氧化锌与高温陶瓷氧化锆的混合物，二者的质量比是1:1；纳米粉体粒径范围为1～90nm。
所述的缓冲剂为聚羧酸钠盐；填充剂为全氟烷基乙基磺酸基盐；稀释剂为醋酸乙酯或无水乙醇。
所述的高透明薄膜为透明PVC、PVB、PC、PE、OPP或PET塑料薄膜中的一种，所述的隔热复合膜由一层透明薄膜基片和一层光固化涂料层组成或由两层透明薄膜基片和一层透明隔热感压胶层 组成，其中基片表面隔热涂层厚度为1～8μm。
（三）有益效果
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
通过设计三个膜层形成两个密闭空间即密封空间和导流空间，两个密闭空间在充气量达到均衡的状态下可以增加复合膜结构的张力；且在两个密闭空间通过导流组件进行气流导向，一方面可以控制密闭空间和导流空间气体交换流通，另一方面可以减少灰尘的沉积，还可以通过导流组件控制密闭空间内部气体量的增加和减少，以便于适于不同的建筑或建筑的不同部位。此外，两个密闭空间可增加复合膜结构的保温隔音的功能。
另外，本发明的涂层，即隔热抗紫外线透明复合膜采用了压敏胶使涂层具有了耐磨擦性大幅提高、透视率好、膜层间附着力好，再加上采用网纹辊转印涂布的技术在透明薄膜或玻璃表面涂布，使得涂布原 料节省、成膜均匀及速度大幅提高。在可见光区具有良好的透 光率。参照有关国家标准，对本发明透明隔热薄膜的基本性能进行测定，结果证明本发明所 述透明隔热薄膜其可见光透过率均在77％以上，同时具有65％以上的近红外屏蔽率，99％以上的紫外光屏蔽率。因此本发明透明隔热膜具有透明、屏蔽紫外线、屏蔽红外线、耐磨 擦、防静电及防眩目等特性，其综合性能优良。
附图说明
图1是本发明一实施例建筑表层复合膜结构剖面结构示意图；
图2是本发明一实施例建筑表层复合膜结构第三膜层平面结构示意图；
图3是本发明一实施方式建筑表层复合膜结构制备方法流程图。
附图标记：
1：第一膜层；2：第二膜层；3：第三膜层；4：导流组件；41：导流管；42：风扇；5：导流空间；6：密封空间；7：分流部件；8：保温层；9：柔性太阳能组件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在附图中示出了根据本发明实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。
显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
请参阅图1，图1是本发明一实施例建筑表层复合膜结构剖面结构示意图。
本发明的一个实施方式，如图1所示，提供了一种建筑表层复合膜结构，包括至少三个膜层及导流组件4：第一膜层1，安装于建筑表层；第二膜层2，与第一膜层1密封连接，形成密封空间6；第三膜层3，与第二膜层2密封连接，形成导流空间5；密封空间6设置在相对于导流空间5靠近建筑表层的位置；导流组件4设置在导流空间5内，对导流空间5内的气体疏导。
在本实施例中，第二膜层2与第三膜层3的连接层上还设置有一通气口，该通气口与导流组件4连接，在密封空间6需要充气或排气的时候，通气口处于关闭状态，实现密封空间6和导流空间5的密封，在密封空间6需要充气或排气时，则通气口处于打开的状态，使密封空间6与导流组件4连通，进行充气或排气。
三个膜层形成两个密闭空间即密封空间6和导流空间5，两个密闭空间在充气量达到均衡的状态下可以增加复合膜结构的张力；且在两个密闭空间通过导流组件4进行气流导向，一方面可以控制密闭空间和导流空间5气体交换流通，另一方面可以减少灰尘的沉积，还可以通过导流组件4控制密闭空间内部气体量的增加和减少，以便于适于不同的建筑或建筑的不同部位。此外，两个密闭空间可增加复合膜结构的保温隔音的功能。
在一可选实施例中如图1所示，第三膜层3与第二膜层2还形成点状连接，形成多个伞形空间连接贯通而成的导流空间5。
本实施例复合膜结构朝向外侧的第三膜层3设置为多个伞形空间有利于风速与第三膜层3接触时，使气流通过膜层表层的弧形结构分散气流，减弱了气流对墙体的冲击。另外，本发明中的第三膜层的形状也为建筑提供了装饰、美化的作用，提高了功能性。
在一可选实施例中，如图1所示，复合膜结构还包括分流部件7，成凸起状结构设置在第三膜层3表面的点状连接处。
本实施例复合膜结构在第三膜层3表面的每个点状连接处分别设置分流部件7，因其为凸起状结构，当风正面吹向复合膜结构的外表面时，风接触到分流部件7时，使风力通过分流部件7的弧形面把气流向两侧分散，同样的减小了风力对建筑表面的冲击。
请参阅图1和2，图2是本发明一实施例建筑表层复合膜结构第三膜层平面结构示意图。
在一可选实施例中，如图1和2所示每两个伞形空间连接处向第二膜层2靠近形成槽9；槽9从一个凸起状结构延伸至另一凸起状结构。
在本实施例中，建筑表层复合膜结构具有风力导向功能，通过槽9的设置，使得当正面与侧面吹向建筑表层复合膜结构时，风通过第三膜层3与其上分布的分流部件7起的分流作用，将气流分散到分流部件7周围的槽9内，使气流四散，通过不同的开口消减风力对建筑面的冲击。
在一可选实施例中，如图1所示，导流组件4包括导流管41，其一端延伸至密封空间6，对密封空间6充气或排气。
在本实施例中，第二膜层2与第三膜层3的连接层上还设置有一通气口，该通气口与导流管41连接，在密封空间6需要充气或排气的时候，通气口处于关闭状态，实现密封空间6和导流空间5的密封，在密封空间6需要充气或排气时，则通气口处于打开的状态，使密封空间6与导流管41连通，进行充气或排气。导流管41可以为软管例如为带状软管，也可以为硬质管例如钢管，但不限于上述列举。
在一可选实施例中，如图1所示，导流组件4还包括风扇42，设置于导流管41的另一端；风扇42正向旋转为密封空间6充气；风扇42逆向旋转为密封空间6排气。
在一可选实施例中，第一膜层1包括以织物为基材的膜材；第二膜层2包括隔离层薄膜；第三膜层3包括无织物基材的膜材。
其中，第三膜层3还可以包括防水层，通过压合、热熔连接或者粘接的方式连接在点磨蹭的内表面，以提高复合膜结构的防水性能，提高其实用性。防水薄膜的内表面和/或第三膜层3的外表面可以涂覆至少一层阻燃剂，以增加复合膜结构的功能性和安全指数。第三膜层3还可以包括保温层8，一方面可以增加复合膜结构的保温性能，另一方面可以除杂降噪的作用。第二膜层2的朝向第三膜层3的表面还可以包括柔性太阳能组件9，对射入的太阳光进行吸收，将光能转化为电能，以为动力部件提供电能。在柔性太阳能组件9的周围还可以设置一圈吸附层，以吸附进行交流的气体中的灰尘。第二膜层2朝向密封空间6的一侧，还可以设置有一吸附层，以吸附密封空间6内进行交流的气体中的灰尘。保温层8具体可以为聚合物泡沫层，优选为透明聚氨酯泡沫层。
在一可选实施例中，织物为基材的膜材为聚氯乙烯（PVC）薄膜；隔离层薄膜为聚乙烯（PE）薄膜；无织物基材的膜材为乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）薄膜。
在本实施例中，优选的可以在乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）薄膜的外表面涂覆至少一层防紫外线涂层和抗氧化剂。减缓老化速度。
在一可选实施例中，第一膜层1的外表面依次涂覆至少2层聚偏二氟乙烯；聚偏二氟乙烯含有纳米二氧化钛；第三膜层3的外表面涂覆阻燃剂。第一膜层1其朝向密封空间6的一侧可以贴合设置有保温层8，一方面可以增加复合膜结构的保温性能，另一方面可以除杂降噪的作用。保温层8具体可以为聚合物泡沫层，优选为透明聚氨酯泡沫层。
在一可选实施例中，如图1所示，复合膜结构，其中，还包括两个保温层8，分别设置于密封空间6内和导流空间5内。
在一可选实施例中，如图1所示，复合膜结构还包括柔性太阳能组件9，设置于导流空间5，为导流组件4及外部用电设备提供电能。在导流空间5内还可以设置有储能电池，用于将太阳能转化的电能进行存储，以备供电使用。
本发明的三个膜层，优选的通过铝挤压型压板接合形成两个密闭空间结构。本申请可以在三层膜的接合处形成有与导流管41连通的孔，当需要与外界进行气体交换时，该孔打开，当两个密闭空间处于密封状态时，则关闭。还可以在该孔处设置有滤网，以对外界气流进行过滤，防止灰尘进入。或者，在接合处分别设置进风管和出风管，当需要与外界进行气体交换时，两个管打开，当两个密闭空间处于密封状态时，则关闭；在进风口处还可以设置有滤网，以对外界进入导流空间5的气体进行过滤，防止灰尘进入。
请参阅图3，图3是本发明一实施方式建筑表层复合膜结构制备方法流程图。
根据本发明的另一具体实施方式，如图3所示，提供了一种建筑表层复合膜结构的制备方法，包括：
S100：将第一膜层与第二膜层通过铝挤型压板接合，形成密封空间。
S200：将导流组件排布于第二膜层和第三膜层之间；
S300：将第三膜层通过铝挤型压板接合于第二膜层，并形成导流空间，得到建筑表层复合膜结构。
在本实施例中，S100、S200、S300并非为对本制备方法执行步骤顺序的限制，例如，本发明可以通过将这三个膜层依次叠放好，同时将导流部件按照预定的形状、位置或任意形状、位置放置在第二膜层和第三膜层之间，放置好后，一次性通过铝挤型压板进行接合。另一种方式中，可以先对第一膜层和第二膜层通过铝挤型压板进行接合，之后将导流组件排布于第二膜层和第三膜层之间，再将第三膜层通过铝挤型压板接合在已完成接合的第二膜层上即可。还有一种方式，可以先将导流组件排布于第二膜层和第三膜层之间，对第三膜层和第二膜层通过铝挤型压板进行接合，再将第一膜层通过铝挤型压板接合在已完成接合的第二膜层上即可。但不限于上述列举。
根据本发明的又一具体实施方式，提供了一种建筑表层复合膜结构的应用，将上述任一项阐述的复合膜结构或上述阐述的制备方法制备的复合膜结构，应用于建筑外表层。具体可以应用于建筑的墙壁，也可以应用于建筑屋顶，但不限于此。
本发明旨在保护建筑表层复合膜结构及其制备方法和应用。该复合膜结构通过设计三个膜层形成两个密闭空间即密封空间6和导流空间5，两个密闭空间在充气量达到均衡的状态下可以增加复合膜结构的张力；且在两个密闭空间通过导流组件4进行气流导向，一方面可以控制密闭空间和导流空间5气体交换流通，另一方面可以减少灰尘的沉积，还可以通过导流组件4控制密闭空间内部气体量的增加和减少，以便于适于不同的建筑或建筑的不同部位。此外，两个密闭空间可增加复合膜结构的保温隔音的功能。
根据本发明的又一具体实施方式，用于建筑物玻璃的一种涂层，该涂层是一种隔热抗紫外线透明复合膜，包括基层、夹层、次表层和外表层，其中基层为高透明薄膜或玻璃基材，夹层为纳米透明隔热功能光固化涂料层或纳米透明隔热功能感压胶涂层，次表层为高透明薄膜或玻璃基材，其中所述的纳米透明隔热功能光固化涂料层或纳米透明隔热功能感压胶涂层的组份及重量百分比优选为：
感压胶：45.0-48.0；
纳米粉体：12.0-13.0；
填充剂：2.0-3.0；
稀释剂：32.0-34.0；
缓冲剂：4.0-11.0；
上述组分重量百分比之和为100%；
进一步优选为：
感压胶：47.0；
纳米粉体：13.0；
填充剂：2.0；
稀释剂：34.0；
缓冲剂：4.0；
亦可进一步优选为：
感压胶：45.0；
纳米粉体：10.0；
填充剂：2.0；
稀释剂：32.0；
缓冲剂：11.0；
对于以上各具体实施方式，其中外表层为聚氯乙烯（PVC）薄膜、聚乙烯（PE）薄膜、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）薄膜依次叠合而成，三者厚度均等；在三者层状材料中间填充有阻燃剂；其中所述的感压胶为感压固化丙烯酸胶或感压固化聚酯胶；纳米粉体为四角氧化锌与高温陶瓷氧化锆的混合物，二者的质量比是1:1；纳米粉体粒径范围为1～90nm；所述的缓冲剂为聚羧酸钠盐；填充剂为全氟烷基乙基磺酸基盐；稀释剂为醋酸乙酯或无水乙醇；所述的高透明薄膜为透明PVC、PVB、PC、PE、OPP或PET塑料薄膜中的一种，所述的隔热复合膜由一层透明薄膜基片和一层光固化涂料层组成或由两层透明薄膜基片和一层透明隔热感压胶层 组成，其中基片表面隔热涂层厚度为1～8μm。
根据本发明的又一具体实施方式，由透明薄膜基片和纳米透明隔热功能光固化涂层组成，涂层的厚度为8μm。先将以上原料通过真空搅拌器消泡搅拌后经砂磨机砂磨分散后备用，再通过专用光学薄 膜涂布机将PET薄膜放卷张紧、除尘、除静电并电晕处理后，经网纹辊转移涂布将透明隔热 涂料涂布在PET基片表面经分段烘箱100℃预热1min，再经紫外线固化装置固化1-30s即构成PET基材的纳米透明隔热功能光固化薄膜，这种隔热膜具有良好的隔热性能和可见光透过率，经过相关测试和计算其透光率达90％，红屏蔽率达65％，抗紫外线达99％。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种建筑表层复合膜结构，其特征在于，包括至少三个膜层及导流组件（4）：
第一膜层（1），安装于所述建筑表层；
第二膜层（2），与所述第一膜层（1）密封连接，形成密封空间（6）；
第三膜层（3），与所述第二膜层（2）密封连接，形成导流空间（5）；
所述密封空间（6）设置在相对于所述导流空间（5）靠近所述建筑表层的位置；
所述导流组件（4）设置在所述导流空间（5）内，对所述导流空间（5）内的气体疏导。
2.根据权利要求1所述的复合膜结构，其中，所述第三膜层（3）与所述第二膜层（2）还形成点状连接，形成多个伞形空间连接贯通而成的导流空间（5）。
3.根据权利要求2所述的复合膜结构，其中，还包括分流部件（7），成凸起状结构设置在所述第三膜层（3）表面的点状连接处。
4.根据权利要求3所述的复合膜结构，其中，每两个所述伞形空间连接处向所述第二膜层（2）靠近形成槽（9）；所述槽（9）从一个凸起状结构延伸至另一凸起状结构。
5.根据权利要求1所述的复合膜结构，其中，所述导流组件4包括导流管（41），其一端延伸至所述密封空间（6），对所述密封空间（6）充气或排气。
6.根据权利要求5所述的复合膜结构，其中，所述导流组件（4）还包括风扇（42），设置于所述导流管（41）的另一端；
所述风扇（42）正向旋转为所述密封空间（6）充气；所述风扇（42）逆向旋转为所述密封空间（6）排气。
7.根据权利要求1-6任一项所述的复合膜结构，其中，
所述第一膜层（1）包括以织物为基材的膜材；
所述第二膜层（2）包括隔离层薄膜；
所述第三膜层（3）包括无织物基材的膜材。
8.根据权利要求7所述的复合膜结构，其中，
所述织物为基材的膜材为聚氯乙烯（PVC）薄膜；
所述隔离层薄膜为聚乙烯（PE）薄膜；
所述无织物基材的膜材为乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）薄膜。
9.一种建筑表层复合膜结构的制备方法，其特征在于，包括：
将第一膜层与第二膜层通过铝挤型压板接合，形成密封空间；
将导流组件排布于所述第二膜层和第三膜层之间；
将所述第三膜层通过铝挤型压板接合于所述第二膜层，并形成导流空间，得到建筑表层复合膜结构。
10.一种建筑表层复合膜结构的应用，将权利要求1-8任一项所述的复合膜结构或权利要求9所述的制备方法制备的复合膜结构，其特征在于，应用于建筑外表层。
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