CN110331594A - 一种eva膜建筑材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种EVA膜建筑材料，为层状结构，依次由1层涤纶纤维基布、至少2层EVA与阻燃剂的混合物和1层特氟龙构成。制备步骤是：将EVA乳液与DMMP混合均匀并喷涂在涤纶纤维基布表面，塑化后形成第1层EVA‑DMMP混合物层，在该混合物层表面上重复上述喷涂和塑化过程1次以上，形成至少2层混合物层；氯仿‑甲醇有机溶解剂除污，烘干，将特氟龙粉末静电喷涂于上述混合物层表面，55～65℃下固相反应形成所述EVA膜建筑材料。本发明的EVA膜建筑材料具有优异的抗拉强度、抗撕裂强度，适用温度范围广，自洁性和耐候性好，易于加工，可用于各类膜结构建筑。并且制备方法简单，节能环保。

Description

一种EVA膜建筑材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种EVA膜建筑材料及其制备方法。
背景技术
20世纪70年代以后，高强、防水、透光且表面光洁、易清洗、抗老化的建筑膜材料的出现，加之当代电子、机械和化工技术的飞速发展，膜结构大量用于滨海旅游、博览会、文艺、体育等大空间的公共建筑上。膜结构具有易建、易拆、易搬迁、易更新、充分利用阳光和空气以及自然环境融合等特点。而建筑膜结构使用的膜材料，主要包括涂层织物类膜材和热塑化合物类膜材两大类。其中，最常用的涂层织物类膜材按照基材分为G类(玻璃纤维基布)膜材和P类(涤纶纤维基布)膜材，其中P类膜材主要是PVC膜材，G类膜材主要是PTFE膜材。涤纶纤维基布上涂覆PVC的PVC膜材价格便宜，柔韧性好，易于加工，应用广泛，但是抗紫外线能力较差，在太阳光的长期照射下容易老化且自洁性差，因此一般用于临时建筑。在玻璃纤维基布上涂覆特氟龙的PTFE膜材具有良好的耐久性，在大气环境中不易发黄和霉变，具有良好的自洁性，难燃，寿命长，适用于永久性建筑。但其价格昂贵，而且刚度较大，施工性较差，且需要在设计和剪裁过程中进行精确计算。
而在涤纶基布两面涂覆特氟龙的涤纶-特氟龙膜建筑材料相比于玻璃纤维基布上涂覆特氟龙的PTFE膜材具有更好的柔韧性和施工性，同时比涤纶纤维基布上涂覆PVC的PVC膜材具有更好的耐候性和阻燃性，但是适用温度范围较窄(-40℃～40℃)，并且抗拉强度和抗撕裂强度不够高。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的之一是提供一种EVA膜建筑材料。
为达到上述目的，采用具体技术方案如下：
一种EVA膜建筑材料，所述EVA膜建筑材料为层状结构，依次由1层涤纶纤维基布、至少2层乙烯-乙酸乙烯共聚物与阻燃剂的混合物和1层特氟龙构成。
优选地，所述涤纶纤维基布层的厚度为0.1～0.3mm，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物与阻燃剂的混合物层每层的厚度为0.4～0.6mm，所述特氟龙层的厚度为0.1～0.3mm。
优选地，所述阻燃剂是甲基磷酸二甲酯(DMMP)。
优选地，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物与阻燃剂的混合物，按质量比为乙烯-乙酸乙烯共聚物:阻燃剂＝(3～5.5):1。
本发明的目的之二是提供一种上述EVA膜建筑材料的制备方法。具体技术方案如下：
一种上述EVA膜建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将乙烯-乙酸乙烯共聚物乳液与甲基磷酸二甲酯按照质量比3～5.5:1在常温下搅拌混合均匀形成浆料；将所述浆料均匀喷涂在涤纶纤维基布表面形成0.4～0.6mm厚度的喷涂层，之后将所得材料在55～65℃的温度下塑化0.5～1.5h，形成第1层乙烯-乙酸乙烯共聚物与甲基磷酸二甲酯的混合物层；在所述乙烯-乙酸乙烯共聚物与甲基磷酸二甲酯的混合物层上重复上述喷涂和塑化过程1次以上，形成第2层及以上乙烯-乙酸乙烯共聚物与甲基磷酸二甲酯的混合物层；
(2)将步骤(1)所得材料采用氯仿-甲醇有机溶解剂除去表面油脂等污物；
(3)将步骤(2)所得材料在80-120℃烘干20-30min，然后将粒径为5～15μm的特氟龙粉末静电喷涂于上述乙烯-乙酸乙烯共聚物与甲基磷酸二甲酯的混合物层表面形成0.1～0.3mm厚度的特氟龙喷涂层，之后将所得材料在55～65℃下固相反应5～15min，形成所述EVA膜建筑材料。
优选地，步骤(1)所述涤纶纤维基布的厚度为0.1～0.3mm，经纬密度为350～450根/10cm。
优选地，步骤(1)所述乙烯-乙酸乙烯共聚物乳液的固含量不低于55wt％，粘度为2500-3700cP，pH值为4.5～6.5。
优选地，步骤(2)所述氯仿-甲醇有机溶解剂中，氯仿含量为70wt％，甲醇含量为30wt％。
优选地，步骤(3)所述静电喷涂的工艺参数为：静电电压70kV，静电电流15μA，粉末流速压力0.4Mpa，喷枪口至工件的距离为200mm，输送链速度为5m/min。
本发明的目的之三是提供所述EVA膜建筑材料的应用。具体技术方案如下：
上述EVA膜建筑材料应用于建筑物的膜结构。
优选地，所述膜结构为骨架式膜结构、张拉式膜结构或充气式膜结构。
本发明的有益效果：
本发明提供的EVA膜建筑材料具有优异的抗拉强度、抗撕裂强度，适用温度范围广，自洁性和耐候性好，易于加工，可用于各类膜结构建筑。并且，制备方法简单，节能环保。
附图说明
图1是实施例1～3所得EVA膜建筑材料示意图，图中1为涤纶纤维基布，2和3为乙烯-乙酸乙烯共聚物与甲基磷酸二甲酯的混合物(EVA-DMMP)层，4为特氟龙层；
图2是对比例1～3所得涤纶-特氟龙膜建筑材料示意图，图中1为涤纶纤维基布，2和3为特氟龙层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下列举实施例并结合附图，对本发明进行进一步的详细说明。本领域技术人员应当理解，所述的实施例仅仅用于帮助理解本发明，并不用于限定本发明。
实验原料
乙烯-乙酸乙烯酯共聚物乳液(EVA乳液)：采用大连化工DA-102型号EVA乳液，固含量≥55wt％，粘度为2500-3700cP，pH值为4.5～6.5。
氯仿-甲醇有机溶解剂：氯仿含量70wt％，甲醇含量30wt％，密度约1.27g/mL。
实施例1
(1)准备0.2mm的单层、经纬密度为350根/10cm的涤纶纤维基布，基布尺寸1m×3m，质量约650g；将EVA乳液和阻燃剂甲基磷酸二甲酯(DMMP)在常温下以质量3:1的比例采用桨式搅拌器以2.0m/s的圆周速度搅拌均匀形成浆料，再将所述浆料喷涂在涤纶纤维基布1表面，喷涂厚度为0.5mm，然后将所得材料在60℃的环境中进行塑化1h，形成第1层0.5mm厚的乙烯-乙酸乙烯共聚物与甲基磷酸二甲酯的混合物层2(EVA-DMMP层)；在所述第1层EVA-DMMP层2上重复一次上述喷涂和塑化过程，形成第2层0.5mm厚的EVA-DMMP层3；
(2)将步骤(1)所得材料采用氯仿-甲醇有机溶解剂除去表面油脂等污物；
(3)将步骤(2)所得材料放入烘箱进行硫化处理，温度控制在80℃，时间控制在30min，然后将粒径10μm的特氟龙粉采用静电粉末喷枪以静电高压70kV、静电电流15μA、流速压力0.4Mpa、喷枪口至工件的距离200mm、输送链速度5m/min的参数，喷涂于最外层EVA-DMMP层表面形成厚度为0.2mm的特氟龙层4，并将所得材料在60℃温度下固相反应10min，形成EVA膜建筑材料(如图1所示)。
实施例2
(1)准备0.2mm的单层涤纶纤维基布(经纬密度为400根/10cm，尺寸1m×3m，质量约700g)，将乙烯-乙酸乙烯共聚物乳液与甲基磷酸二甲酯按照质量比5.5:1.5在常温下搅拌(桨式搅拌器，2m/s的圆周速度)混合均匀形成浆料；将所述浆料均匀喷涂在涤纶纤维基布1表面形成0.5mm左右厚度的喷涂层，将所得材料在60℃的温度下塑化1h，形成第1层0.5mm厚的乙烯-乙酸乙烯共聚物与甲基磷酸二甲酯的混合物(EVA-DMMP)层2；在所述EVA-DMMP层上重复上述喷涂和塑化过程1次，形成第2层0.5mm厚的EVA-DMMP层3；
(2)将步骤(1)所得材料采用氯仿-甲醇有机溶解剂除去表面油脂等污物；
(3)将步骤(2)所得材料放入烘箱进行硫化处理，温度控制在100℃，时间控制在25min，然后将粒径为10μm的特氟龙粉末采用静电粉末喷枪以静电高压70kV、静电电流15μA、流速压力0.4Mpa、喷枪口至工件的距离200mm、输送链速度5m/min的参数，喷涂于最外层EVA-DMMP层表面形成厚度为0.2mm的特氟龙层4，并将所得材料在60℃温度下固相反应10min，形成所示EVA膜建筑材料(如图1所示)。
实施例3
(1)准备0.2mm的单层涤纶纤维基布(经纬密度为450根/10cm，尺寸1m×3m，质量约750g)，将乙烯-乙酸乙烯共聚物乳液与甲基磷酸二甲酯按照质量比5.5:1在常温下搅拌(桨式搅拌器，2m/s的圆周速度)混合均匀形成浆料；将所述浆料均匀喷涂在涤纶纤维基布1表面形成0.5mm左右厚度的喷涂层，将所得材料在60℃的温度下塑化1h，形成第1层0.5mm厚的乙烯-乙酸乙烯共聚物与甲基磷酸二甲酯的混合物(EVA-DMMP)层2；在所述EVA-DMMP层上重复上述喷涂和塑化过程1次，形成第2层0.5mm厚的EVA-DMMP层3；
(2)将步骤(1)所得材料采用氯仿-甲醇有机溶解剂除去表面油脂等污物；
(3)将步骤(2)所得材料放入烘箱进行硫化处理，温度控制在120℃，时间控制在20min，然后将粒径为10μm的特氟龙粉末采用静电粉末喷枪以静电高压70kV、静电电流15μA、流速压力0.4Mpa、喷枪口至工件的距离200mm、输送链速度5m/min的参数，喷涂于最外层EVA-DMMP层表面形成厚度为0.2mm的特氟龙层4，并将所得材料在60℃温度下固相反应10min，形成所示EVA膜建筑材料(如图1所示)。
对比例1：
(1)准备0.2mm的单层涤纶纤维基布(经纬密度为350根/10cm，尺寸为1m×3m，质量约650g)，将基布采用氯仿-甲醇有机溶解剂除去表面油脂等污物，然后放入烘箱进行硫化处理(温度控制在80℃，时间控制在30min)，得到干膜；
(2)将粒径10μm的特氟龙粉采用静电粉末喷枪(静电高压70kV，静电电流15μA，流速压力0.4Mpa，喷枪口至工件的距离200mm，输送链速度5m/min)喷涂于步骤(1)所得干膜表面，正反两面每面的喷涂厚度为0.2mm，并将所得材料在60℃温度下固相反应10min，形成涤纶-特氟龙膜建筑材料(如图2所示)。
对比例2：
(1)准备0.2mm的单层涤纶纤维基布(经纬密度为400根/10cm，尺寸为1m×3m，质量约700g)，将基布采用氯仿-甲醇有机溶解剂除去表面油脂等污物，然后放入烘箱进行硫化处理(温度控制在100℃，时间控制在25min)，得到干膜；
(2)将粒径10μm的特氟龙粉采用静电粉末喷枪(静电高压70kV，静电电流15μA，流速压力0.4Mpa，喷枪口至工件的距离200mm，输送链速度5m/min)喷涂于步骤(1)所得干膜表面，正反两面每面的喷涂厚度为0.2mm，并将所得材料在60℃温度下固相反应10min，形成涤纶-特氟龙膜建筑材料(如图2所示)。
对比例3：
(1)准备0.2mm的单层涤纶纤维基布(经纬密度为450根/10cm，尺寸为1m×3m，质量约750g)，将基布采用氯仿-甲醇有机溶解剂除去表面油脂等污物，然后放入烘箱进行硫化处理(温度控制在120℃，时间控制在20min)，得到干膜；
(2)将粒径10μm的特氟龙粉采用静电粉末喷枪(静电高压70kV，静电电流15μA，流速压力0.4Mpa，喷枪口至工件的距离200mm，输送链速度5m/min)喷涂于步骤(1)所得干膜表面，正反两面每面的喷涂厚度为0.2mm，并将所得材料在60℃温度下固相反应10min，形成涤纶-特氟龙膜建筑材料(如图2所示)。
图1为实施例1～3所得EVA膜建筑材料的示意图，其中1为0.2mm厚度的涤纶基布层，2和3分别为0.5mm厚度的乙烯-乙酸乙烯共聚物与甲基磷酸二甲酯的混合物(EVA-DMMP)层，4为0.2mm厚度的特氟龙层。
图2为对比例1～3所得涤纶-特氟龙膜建筑材料的示意图，其中1为0.2mm厚度的涤纶基布层，2和3分别为0.2mm厚度的特氟龙层。
以实施例1～3和对比例1～3得到的膜材为样品，分别测试了各样品的抗拉、抗撕裂强度评估耐候性。每项测试中置于不同温度下，各个样品分别采集10个实验样品，结果取其平均值。
抗拉测试采用拉力试验机，将样品剪裁至相同大小(宽50mm，长度200mm)，分别置于试验机中测试，待试样完全拉断记录其最大抗拉强度。
抗撕裂强度采用梯形法，将样品剪裁至相同大小(宽50mm，长边200mm，短边150mm)，在短边剪一条一定长度(10mm)的切口作为撕裂起点，然后置于试验机上，待试样全部撕裂记录其最大撕裂强度。
最终实验数据如表1所示，从表1中可知，本发明的EVA膜建筑材料相比于不含EVA和阻燃剂DMMP的膜材，具有优异的耐寒和耐热性，在-70℃和70℃具有优异的力学性能，耐候性也得到大幅度提高。
表1实施例1～3及对照例1～3样品的力学性能和耐候性测试数据表
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的等效改变和变形，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种EVA膜建筑材料，其特征在于，所述EVA膜建筑材料为层状结构，依次由1层涤纶纤维基布、至少2层乙烯-乙酸乙烯共聚物与阻燃剂的混合物和1层特氟龙构成。
2.根据权利要求1所述的EVA膜建筑材料，其特征在于，所述涤纶纤维基布的层厚为0.1～0.3mm，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物与阻燃剂的混合物的层厚为0.4～0.6mm，所述特氟龙的层厚为0.1～0.3mm。
3.根据权利要求1所述的EVA膜建筑材料，其特征在于，所述阻燃剂是甲基磷酸二甲酯。
4.根据权利要求1所述的EVA膜建筑材料，其特征在于，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物与阻燃剂的混合物，按质量比为乙烯-乙酸乙烯共聚物:阻燃剂＝(3～5.5):1。
5.根据权利要求1～4任一项所述EVA膜建筑材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将乙烯-乙酸乙烯共聚物乳液与甲基磷酸二甲酯按照质量比3～5.5:1在常温下搅拌混合均匀形成浆料；将所述浆料均匀喷涂在涤纶纤维基布表面形成0.4～0.6mm厚度的喷涂层，之后将所得材料在55～65℃的温度下塑化0.5～1.5h，形成第1层乙烯-乙酸乙烯共聚物与甲基磷酸二甲酯的混合物层；在所述乙烯-乙酸乙烯共聚物与甲基磷酸二甲酯的混合物层上重复上述喷涂和塑化过程1次以上，形成第2层及以上乙烯-乙酸乙烯共聚物与甲基磷酸二甲酯的混合物层；
(2)将步骤(1)所得材料采用氯仿-甲醇有机溶解剂除去表面油脂等污物；
(3)将步骤(2)所得材料在80-120℃烘干20-30min，然后将粒径为5～15μm的特氟龙粉末静电喷涂于上述乙烯-乙酸乙烯共聚物与甲基磷酸二甲酯的混合物层表面形成0.1～0.3mm厚度的特氟龙喷涂层，之后将所得材料在55～65℃下固相反应5～15min，形成所述EVA膜建筑材料。
6.根据权利要求5所述EVA膜建筑材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述涤纶纤维基布的厚度为0.1～0.3mm，经纬密度为350～450根/10cm。
7.根据权利要求5所述EVA膜建筑材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述乙烯-乙酸乙烯共聚物乳液的固含量不低于55wt％，粘度为2500-3700cP，pH值为4.5～6.5。
8.根据权利要求5所述EVA膜建筑材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述氯仿-甲醇有机溶解剂中，氯仿含量为70wt％，甲醇含量为30wt％。
9.根据权利要求5所述EVA膜建筑材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述静电喷涂的工艺参数为：静电电压70kV，静电电流15μA，粉末流速压力0.4Mpa，喷枪口至工件的距离为200mm，输送链速度为5m/min。
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