CN111997275B - 一种金属屋面隔热防水系统及其施工工艺 - Google Patents

一种金属屋面隔热防水系统及其施工工艺 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种金属屋面隔热防水系统及其施工工艺，其包括金属面层，所述金属面层从下至上依次包括防锈底漆层、密封胶层、隔热防水层、保护涂料层、空气气囊层、加强层、防水聚氨脂层、卷材高弹性层、二氧化硅凝胶层和反光层。本申请还提供了金属屋面隔热防水系统的施工工艺，本申请具有提升金属屋面的隔热防水性能的效果，且施工工艺简单，易于操作。

Description

一种金属屋面隔热防水系统及其施工工艺
技术领域
本申请涉及建筑隔热防水的技术领域，尤其是涉及一种金属屋面隔热防水系统及其施工工艺。
背景技术
屋面材料从古代砖、瓦、木结构到土瓦，后来出现的石棉板(瓦)、水泥板(瓦)，包括现在广泛应用的金属板材如不锈钢板、彩钢板或镀锌板等。众所周知，石棉板(瓦)，已明令禁止不许使用，因为石棉对人体是有害物质，长期使用可能致癌。水泥板(瓦)在八九十年代的时候广泛应用于厂房，不过后来大家发现，由于本身是水泥制品，不可避免的热胀冷缩导致易裂，使用寿命短。而现在广泛使用的金属板材如不锈钢板、彩钢板或镀锌板等，其一是隔热性能较差，如彩钢板的导热系数为52w/m.k，不锈钢板导热系数为17w/m.k，镀锌板的导热系数为112w/m.k；到了夏天整个屋顶可以达到50度以上的温度，尤其是大型厂房和集市，也不能使用空调降温，室内工作环境使人感到十分不适。
发明内容
为了提升金属屋面的隔热防水性能，本申请提供一种金属屋面隔热防水系统及其施工工艺。
第一方面，本申请提供的一种金属屋面隔热防水系统，采用如下的技术方案：
一种金属屋面隔热防水系统，包括金属面层，所述金属面层从下至上依次包括防锈底漆层、密封胶层、隔热防水层、保护涂料层、空气气囊层、加强层、防水聚氨酯层、卷材高弹性层、二氧化硅凝胶层和反光层。
通过采用上述技术方案，在金属面层上喷涂一层防锈底漆层，进而减少金属面层发生锈蚀的可能，防锈底漆层可增强隔热防水系统整体的附着力，同时弥补金属面层的缺陷，使得隔热防水系统获得较为平整均匀的底层，并具有防水作用；密封胶层在防锈底漆层与隔热防水层之间起到粘接层的作用，使得隔热防水层稳定的固定在防锈底漆层上，同时还可起到一定的密封防水作用，进一步提升金属面层的平整度；隔热防水层在整个隔热防水系统中起到主要的隔热防水作用，进而提升金属屋面的隔热防水性能；保护涂料层能够对隔热防水层起到一定防护作用，减少外部环境因素对隔热防水层的侵蚀，延长隔热防水系统的整体使用寿命；充气气囊层内具有空气，空气封闭状态下,空气的导热系数为0.023W/m•k，具有的导热系数低，从而有效的提高了整体的隔热效果；加强层可整体提升隔热防水系统的整体强度，增强耐用性；聚氨酯材料具有较佳的隔温和防水性能，进而使得防水聚氨酯层能在加强层的表面形成致密防水层，从而起到较强的防水性能；卷材高弹性层事先用模具压制成型，在铺设时，直接铺设于防水聚氨酯层上并粘合即可，施工简单、方便，而且表面不会起泡，不会影响上面结构层的作用；二氧化硅凝胶层是一种三维空间网络结构固体材料，具有低密度、低热导率、高光透过率、高孔隙率以及高比表面积等特性，时还兼有防火、防水等优良性能，是一种的轻质、环保、功能材料，二氧化硅凝胶层与隔热防水层相互配合，可起到双层隔温效果；反光层能够反射太阳光中，从而大大减少太阳光中的热量穿过反光层进入到金属面层内，从而提升金属面层的隔热性能。
优选的，所述防锈底漆层为乙烯基酯树脂形成的防锈底漆层。
通过采用上述技术方案，乙烯基酯树脂不仅具有环氧树脂优越的物理性，而且兼具不饱和聚酯的快速硬化、加工成型简易便捷的性能、耐化学性能，在大部分酸碱溶剂环境下，均能展现出优越的耐蚀性，从而延长隔热防水系统的整体使用寿命。
优选的，所述密封胶层为镍铬铝钇耐热合金喷涂粉末喷涂而成的密封胶层。
通过采用上述技术方案，镍铬铝钇耐热合金喷涂粉末喷涂而成的密封胶层十分致密，韧性好，附着牢固，熔点高，高温化学稳定性好，具有优异的抗高温氧化性能和抗热震性能，使得隔热防水层能够稳定的固定在金属面层上。
优选的，所述隔热防水层为隔热陶瓷粉末喷涂而成的隔热防水层，其中隔热陶瓷粉末为氧化铝-稀土锆酸盐复合陶瓷粉末。
通过采用上述技术方案，利用添加的氧化铝与稀土锆酸盐主体陶瓷材料之间的热膨胀不匹配产生的微裂纹及其弱界面对裂纹产生的偏转、分叉和桥联，最终实现增加裂纹扩展路径、消耗主裂纹扩展能量、减缓裂纹扩展速度，从而有效提高隔热防水层的断裂韧性与应变容限，改善隔热防水层的微观力学参数，延长了隔热防水层的实际抗热冲击性能与防水服役性能。
优选的，保护涂料层由乙烯基酯树脂、耐磨填料、溶剂、助剂组成。
通过采用上述技术方案，乙烯基酯树脂不仅具有环氧树脂优越的物理性，而且兼具不饱和聚酯的快速硬化、加工成型简易便捷的性能、耐化学性能，在大部分酸碱溶剂环境下，均能展现出优越的耐蚀性，提高了隔热防水系统的韧性和抗拉强度，提高了耐久性。
优选的，所述空气气囊层中的充气气囊的竖截面为S形设置，且相邻的两个充气气囊之间的首尾相交放置，使得一个充气气囊的波谷与另一充气气囊的波峰相互叠设。
通过采用上述技术方案，能够减少相邻的两个充气气囊之间的间距，进而使得充气气囊能够最大限度的填充满整个空气气囊层，从而提升整体的隔热性能。
优选的，位于所述空气气囊层边侧的所述充气气囊的波峰的下侧或波峰的上侧垫设有支撑气囊，所述支撑气囊的截面为椭圆形设置以适配充气气囊的波峰或波谷的截面。
通过采用上述技术方案，进一步填充满位于空气气囊层边侧的充气气囊的波峰或波谷，从而使得空气气囊层整体的孔隙率更小，提升空气气囊层的隔热效果。
优选的，所述充气气囊内均匀排布有若干支撑柱，所述支撑柱与充气气囊的波峰或波谷垂直设置。
通过采用上述技术方案，使得支撑柱能够对充气气囊形成稳定的支撑，进而提升空气气囊层的整体强度，能够对空气气囊层上侧的结构层形成稳定的支撑，延长隔热防水系统的整体使用寿命。
优选的，所述加强层为玻璃纤维织物形成的加强层，且在所述加强层的相对两侧设置有牵引布线绳。
通过采用上述技术方案，玻璃纤维织物具备高强度、高韧性，同时具有良好的聚氨脂均匀渗透性，用于加强隔热防水系统的抗拉性能，以及防潮防霉，加快隔热防水系统的水蒸气散发，提高耐水性；同时牵引布线绳可快速的将加强层布设在空气气囊层上，同时方便工作人员对加强层固定在金属屋面上，提升施工效率。
第二方面，本申请提供一种金属屋面隔热防水系统的施工工艺，采用如下的技术方案：
一种金属屋面隔热防水系统的施工工艺，包括以下步骤：
S1、初步处理，对金属面层表面进行清理、打磨，并使得金属面层保持干燥；
S2、喷涂防锈底漆层，采用大气等离子喷涂工艺在步骤S1初步处理后的金属面层上喷涂一层防锈底漆层；
S3、涂覆密封胶层，在步骤S2中的防锈底漆层干燥后，将密封胶层涂覆在防锈底漆层上；
S4、一次隔热处理，采有大气等离子喷涂工艺将氧化铝-稀土锆酸盐复合陶瓷材料涂覆在步骤S3的密封胶层上得到隔热防水层；
S5、保护处理，通过图案模板-空气喷涂工艺将保护涂料涂覆在步骤S4干燥后的隔热防水层上，经过干燥后，得到保护涂料层；
S6、空气气囊层成型，在保护涂层未完全干燥时，将充气气囊均匀平铺在保护涂层上形成空气气囊层；
S7、空气气囊层加强处理，通过牵引布线绳快速的将加强层覆盖在空气气囊层上，对空气气囊层内的充气气囊进行加固稳定；
S8、空气气囊层间隙处理，通过涂覆刷将水性聚氨酯刷到空气气囊层和加强层上，使得水性聚氨酯对空气气囊层的间隙进行填充，并通过压辊进行压实，在加强层上侧形成防水聚氨酯层；
S9、布设卷材高弹性层，将事先用模具压制成型的卷材高弹性层直接在铺设时，直接铺设于为干燥的防水聚氨酯层上并粘合即可形成卷材高弹性层；
S10、二次隔热处理，通过涂覆刷将二氧化硅凝胶层涂覆在卷材高弹性层上；
S11、涂覆反光层，通过涂覆刷将反光层涂覆在二氧化硅凝胶层上。
通过采用上述技术方案，施工的过程中能有效的保证隔热防水用的各个结构层的设置位置以及效果，保证后期的使用效果以及使用寿命，提高整体隔热防水系统的隔热防水效果。
综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
1.通过布设本隔热防水性能，使得金属屋面具有较佳的隔热防水性能；
2.整体的连接稳定，后期使用寿命长；
3.施工工艺简单，易于操作。
附图说明
图1是本申请隔热防水系统的整体结构示意图。
图2是本申请施工工艺流程结构示意图。
图中，1、金属面层；2、防锈底漆层；3、密封胶层；4、隔热防水层；5、保护涂料层；6、空气气囊层；61、充气气囊；611、支撑柱；62、支撑气囊；7、加强层；8、防水聚氨酯层；9、卷材高弹性层；10、二氧化硅凝胶层；11、反光层。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种金属屋面隔热防水系统。参照图1，一种金属屋面隔热防水系统，包括金属面层1，所述金属面层1从下至上依次包括防锈底漆层2、密封胶层3、隔热防水层4、保护涂料层5、空气气囊层6、加强层7、防水聚氨酯层8、卷材高弹性层9、二氧化硅凝胶层10和反光层11。
参照图1，防锈底漆层2为乙烯基酯树脂形成的防锈底漆层2；乙烯基酯树脂不仅具有环氧树脂优越的物理性，而且兼具不饱和聚酯的快速硬化、加工成型简易便捷的性能、耐化学性能，在大部分酸碱溶剂环境下，均能展现出优越的耐蚀性，从而延长隔热防水系统的整体使用寿命。密封胶层3为镍铬铝钇耐热合金喷涂粉末喷涂而成的密封胶层3；镍铬铝钇耐热合金喷涂粉末喷涂而成的密封胶层3十分致密，韧性好，附着牢固，熔点高，高温化学稳定性好，具有优异的抗高温氧化性能和抗热震性能，使得隔热防水层4能够稳定的固定在金属面层1上。
参照图1，隔热防水层4为隔热陶瓷粉末喷涂而成的隔热防水层4，其中隔热陶瓷粉末为氧化铝-稀土锆酸盐复合陶瓷粉末；利用添加的氧化铝与稀土锆酸盐主体陶瓷材料之间的热膨胀不匹配产生的微裂纹及其弱界面对裂纹产生的偏转、分叉和桥联，最终实现增加裂纹扩展路径、消耗主裂纹扩展能量、减缓裂纹扩展速度，从而有效提高隔热防水层4的断裂韧性与应变容限，改善隔热防水层4的微观力学参数，延长了隔热防水层4的实际抗热冲击性能与防水服役性能。保护涂料层5由乙烯基酯树脂、耐磨填料、溶剂、助剂组成；乙烯基酯树脂不仅具有环氧树脂优越的物理性，而且兼具不饱和聚酯的快速硬化、加工成型简易便捷的性能、耐化学性能，在大部分酸碱溶剂环境下，均能展现出优越的耐蚀性，提高了隔热防水系统的韧性和抗拉强度，提高了耐久性。
参照图1，空气气囊层6中填充有若干相互叠设的充气气囊61，充气气囊61的竖截面为S形设置，且相邻的两个充气气囊61之间的首尾相交放置，使得一个充气气囊61的波谷与另一充气气囊61的波峰相互叠设，用以减少相邻的两个充气气囊61之间的间距，进而使得充气气囊61能够最大限度的填充满整个空气气囊层6，从而提升整体的隔热性能；充气气囊61内均匀排布有若干支撑柱611，支撑柱611与充气气囊61的波峰或波谷垂直设置，支撑柱611能够对充气气囊61形成稳定的支撑，进而提升空气气囊层6的整体强度，能够对空气气囊层6上侧的结构层形成稳定的支撑，延长隔热防水系统的整体使用寿命；且位于空气气囊层6边侧的所述充气气囊61的波峰的下侧或波峰的上侧垫设有支撑气囊62，所述支撑气囊62的截面为椭圆形设置以适配充气气囊61的波峰或波谷的截面，进而进一步填充满位于空气气囊层6边侧的充气气囊61的波峰或波谷，从而使得空气气囊层6整体的孔隙率更小，提升空气气囊层6的隔热效果。
参照图1，加强层7为玻璃纤维织物形成的加强层7，且在所述加强层7的相对两侧设置有牵引布线绳（图中未画出），玻璃纤维织物具备高强度、高韧性，同时具有良好的聚氨脂均匀渗透性，用于加强隔热防水系统的的抗拉性能，以及防潮防霉，加快隔热防水系统的水蒸气散发，提高耐水性；同时牵引布线绳可快速的将加强层7布设在空气气囊层6上，同时方便工作人员对加强层7固定在金属屋面上，提升施工效率。
参照图1，卷材高弹性层9事先用模具压制成型，在铺设时，直接铺设于防水聚氨酯层8上并粘合即可，施工简单、方便，而且表面不会起泡，不会影响上面结构层的作用；二氧化硅凝胶层10是一种三维空间网络结构固体材料，具有低密度、低热导率、高光透过率、高孔隙率以及高比表面积等特性，时还兼有防火、防水等优良性能，是一种的轻质、环保、功能材料，二氧化硅凝胶层10与隔热防水层4相互配合，可起到双层隔温效果；本实施例中的反光层11中使用银胶、钛白粉和纳米氧化铜粒子作为主要的光反射填料，纳米氧化铜粒子对近红外光具有高反射率，可减少金属面层1对太阳光能量的吸收，实现金属面层1对太阳光的反射隔热；钛白粉折射率高，不透明度高、遮盖力高，当光照在钛白粉层时大部分光会被反射，避免光直接照射在金属面层1上，使金属面层1温度升高，同时银胶层具有较好的抗紫外线能力，能减少大部分紫外线穿过墙体涂层进入室内；反光层11能够大大减少太阳光中的热量穿过反光层11进入到金属面层1内，从而提升金属面层1的隔热性能。
第二方面，本申请提供一种金属屋面隔热防水系统的施工工艺，采用如下的技术方案：
参照图2，一种金属屋面隔热防水系统的施工工艺，包括以下步骤：
S1、初步处理，对金属面层1表面进行清理、打磨，并使得金属面层1保持干燥；
S2、喷涂防锈底漆层2，采用大气等离子喷涂工艺在步骤S1初步处理后的金属面层1上喷涂一层防锈底漆层2；
S3、涂覆密封胶层3，在步骤S2中的防锈底漆层2干燥后，将密封胶层3涂覆在防锈底漆层2上；
S4、一次隔热处理，采有大气等离子喷涂工艺将氧化铝-稀土锆酸盐复合陶瓷材料涂覆在步骤S3的密封胶层3上得到隔热防水层4；
S5、保护处理，通过图案模板-空气喷涂工艺将保护涂料涂覆在步骤S4干燥后的隔热防水层4上，经过干燥后，得到保护涂料层5；
S6、空气气囊层6成型，在保护涂层未完全干燥时，将充气气囊61均匀平铺在保护涂层上形成空气气囊层6；
S7、空气气囊层6加强处理，通过牵引布线绳快速的将加强层7覆盖在空气气囊层6上，对空气气囊层6内的充气气囊61进行加固稳定；
S8、空气气囊层6间隙处理，通过涂覆刷将水性聚氨酯刷到空气气囊层6和加强层7上，使得水性聚氨酯对空气气囊层6的间隙进行填充，并通过压辊进行压实，在加强层7上侧形成防水聚氨酯层8；
S9、布设卷材高弹性层9，将事先用模具压制成型的卷材高弹性层9直接在铺设时，直接铺设于为干燥的防水聚氨酯层8上并粘合即可形成卷材高弹性层9；
S10、二次隔热处理，通过涂覆刷将二氧化硅凝胶层10涂覆在卷材高弹性层9上；
S11、涂覆反光层11，通过涂覆刷将反光层11涂覆在二氧化硅凝胶层10上。
一次隔热处理时通过喷涂的方式，将隔热防水层4能初步的粘附在金属面层1表面，提高中间连接介质的作用，从而防止直接连接较厚的密封胶层3后由于材料、温度、厚度、凝结时间等原因，连接不牢固而产生脱落；保护涂料层5能够使得空气气囊层6更加方便的沾附在隔热防水层4上，随后便于加强层7的铺设，随后通过防水聚氨酯层8填补充气气囊61之间的间隙，进入提升整体的隔热效果；卷材高弹性层9布设更加方便，可对卷材高弹性层9下侧已经铺设的结构层进行稳定的保护，提升了工作人员的工作效率和施工效果，最后涂覆二氧化硅凝胶层10和反光层11完成隔热防水系统的施工。
本申请实施例一种金属屋面隔热防水系统的施工工艺的实施原理为：在金属面层1上喷涂一层防锈底漆层2，进而减少金属面层1发生锈蚀的可能，防锈底漆层2可增强隔热防水系统整体的附着力，同时弥补金属面层1的缺陷，使得隔热防水系统获得较为平整均匀的底层，并具有防水作用；密封胶层3在防锈底漆层2与隔热防水层4之间起到粘接层的作用，使得隔热防水层4稳定的固定在防锈底漆层2上，同时还可起到一定的密封防水作用，进一步提升金属面层1的平整度；隔热防水层4在整个隔热防水系统中起到主要的隔热防水作用，进而提升金属屋面的隔热防水性能；保护涂料层5能够对隔热防水层4起到一定防护作用，减少外部环境因素对隔热防水层4的侵蚀，延长隔热防水系统的整体使用寿命；充气气囊61层内具有空气，空气封闭状态下,空气的导热系数为0.023W/m•k，具有的导热系数低，从而有效的提高了整体的隔热效果；加强层7可整体提升隔热防水系统的整体强度，增强耐用性；聚氨酯材料具有较佳的隔温和防水性能，进而使得防水聚氨酯层8能在加强层7的表面形成致密防水层，从而起到较强的防水性能；卷材高弹性层9事先用模具压制成型，在铺设时，直接铺设于防水聚氨酯层8上并粘合即可，施工简单、方便，而且表面不会起泡，不会影响上面结构层的作用；二氧化硅凝胶层10是一种三维空间网络结构固体材料，具有低密度、低热导率、高光透过率、高孔隙率以及高比表面积等特性，时还兼有防火、防水等优良性能，是一种的轻质、环保、功能材料，二氧化硅凝胶层10与隔热防水层4相互配合，可起到双层隔温效果；反光层11能够反射太阳光中，从而大大减少太阳光中的热量穿过反光层11进入到金属面层1内，从而提升金属面层1的隔热性能。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种金属屋面隔热防水系统，包括金属面层(1)，其特征在于：所述金属面层(1)从下至上依次包括防锈底漆层(2)、密封胶层(3)、隔热防水层(4)、保护涂料层(5)、空气气囊层(6)、加强层(7)、防水聚氨酯层(8)、卷材高弹性层(9)、二氧化硅凝胶层(10)和反光层(11)；所述防锈底漆层(2)为乙烯基酯树脂形成的防锈底漆层(2)；所述密封胶层(3)为镍铬铝钇耐热合金喷涂粉末喷涂而成的密封胶层(3)；所述隔热防水层(4)为隔热陶瓷粉末喷涂而成的隔热防水层(4)，其中隔热陶瓷粉末为氧化铝-稀土锆酸盐复合陶瓷粉末；所述保护涂料层(5)由乙烯基酯树脂、耐磨填料、溶剂、助剂组成；所述空气气囊层(6)中的充气气囊(61)的竖截面为S形设置，且相邻的两个充气气囊(61)之间的首尾相交放置，使得一个充气气囊(61)的波谷与另一充气气囊(61)的波峰相互叠设；位于所述空气气囊层(6)边侧的所述充气气囊(61)的波峰的下侧或波峰的上侧垫设有支撑气囊(62)，所述支撑气囊(62)的截面为椭圆形设置以适配充气气囊(61)的波峰或波谷的截面；所述充气气囊(61)内均匀排布有若干支撑柱(611)，所述支撑柱(611)与充气气囊(61)的波峰或波谷垂直设置；所述加强层(7)为玻璃纤维织物形成的加强层(7)，且在所述加强层(7)的相对两侧设置有牵引布线绳。
2.如权利要求1所述的一种金属屋面隔热防水系统的施工工艺，其特征在于：包括以下步骤，S1、初步处理，对金属面层(1)表面进行清理、打磨，并使得金属面层(1)保持干燥；
S2、喷涂防锈底漆层(2)，采用大气等离子喷涂工艺在步骤S1初步处理后的金属面层(1)上喷涂一层防锈底漆层(2)；
S3、涂覆密封胶层(3)，在步骤S2中的防锈底漆层(2)干燥后，将密封胶层(3)涂覆在防锈底漆层(2)上；
S4、一次隔热处理，采有大气等离子喷涂工艺将氧化铝-稀土锆酸盐复合陶瓷材料涂覆在步骤S3的密封胶层(3)上得到隔热防水层(4)；
S5、保护处理，通过图案模板-空气喷涂工艺将保护涂料涂覆在步骤S4干燥后的隔热防水层(4)上，经过干燥后，得到保护涂料层(5)；
S6、空气气囊层(6)成型，在保护涂层未完全干燥时，将充气气囊(61)均匀平铺在保护涂层上形成空气气囊层(6)；
S7、空气气囊层(6)加强处理，通过牵引布线绳快速的将加强层(7)覆盖在空气气囊层(6)上，对空气气囊层(6)内的充气气囊(61)进行加固稳定；
S8、空气气囊层(6)间隙处理，通过涂覆刷将水性聚氨酯刷到空气气囊层(6)和加强层(7)上，使得水性聚氨酯对空气气囊层(6)的间隙进行填充，并通过压辊进行压实，在加强层(7)上侧形成防水聚氨酯层；
S9、布设卷材高弹性层(9)，将事先用模具压制成型的卷材高弹性层(9)直接在铺设时，直接铺设于为干燥的防水聚氨酯层上并粘合即可形成卷材高弹性层(9)；
S10、二次隔热处理，通过涂覆刷将二氧化硅凝胶层(10)涂覆在卷材高弹性层(9)上；
S11、涂覆反光层(11)，通过涂覆刷将反光层(11)涂覆在二氧化硅凝胶层(10)上。
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