CN112079615A - 一种无机发泡材料及其制备成铝合金无机发泡墙面板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无机发泡材料及其制备成铝合金无机发泡墙面板的方法，其无机发泡材料，包含重量为W（kg）的氧化镁、75%W由MgSO4配成28~30°Bé的溶液、1~1.5%W的复合改性剂、3W~8W（L）发泡剂调制成的泡沫、700cm3/kgMgO的20~50目玻化微珠、0.2~0.3%W的玄武岩短纤维、0.5~1%W的可再分散性乳胶粉、1~1.5%W的丙稀酸钙促凝剂。本发明的无机发泡材料，一次注入在铝合金墙面板背面发泡固化成形，不需要借助其它粘结剂即可与铝合金墙面板紧密结合，附着力极好，使得铝合金墙面板的整体刚度得到提升，同时具有良好的隔热、保温、防火、防霉、抗菌、质轻、不怕水等特性。

Description

一种无机发泡材料及其制备成铝合金无机发泡墙面板的方法

技术领域

本发明涉及建筑装饰材料领域，是一种与目前广泛应用于公共建筑内外装饰领域的铝合金墙面板直接紧密结合的具有良好隔热、保温、防火、防霉、抗菌、质轻特性的无机发泡材料及其制备成铝合金无机发泡墙面板的方法。

背景技术

装饰材料市场日新月异的快速发展，井喷式地涌现出各种各样形形色色的材料新品。这些材料除了满足建筑外观装饰的需求外，还需不断地满足在功能上对材料的需要。

随着国家对建筑装饰材料在节能和环保上要求的不断提高，对材料的隔热、保温、防火、防霉、抗菌、质轻类综合性能的需求也越来越明确。

由于国内装饰材料市场多年来在行业上的发展基本都是靠引进、模仿、沿用传统技术等方式，这样的模式局限了铝合金墙板、铝合金天花板材料应用的发展步伐，使得铝合金装饰材料在市场应用上长期以来都存在各种各样的问题，具体如下：

（一）、现有铝合金墙面板的应用状况：

铝单板：最广泛的基本上就是2.0mm、2.5mm、3.0mm厚度的铝板直接使用，由于其质轻防火、机械加工特性好而大量地应用在建筑的内外墙面及吊顶装饰上。

铝蜂窝板：通过将正反两面铝单板加中间的铝蜂窝粘接复合制成铝蜂窝板，但工艺复杂、工序繁多、板面转运次数多、面板易变形，为降低成本基本上都是使用低温胶粘合，特殊要求时可以使用成本高的高温胶。铝蜂窝板最常用的厚度规格基本上是10mm、12mm、15mm、20mm、25mm、30mm及以上等规格，可任意选择。由于蜂窝的存在极大地提高了板面整体的刚度，特别适用于对墙面、顶面要求平整度高，抗风压强度高的地方。

铝瓦楞板：主要是通过铝瓦楞板贴在铝单板背面增加铝单板表面的平整度。

铝合金墙面板（石膏板、硅酸钙板、埃特板等）: 主要是提高板面的刚度和增加铝板的保温节能效果，减少被碰撞时板面发出空响。此类板常使用双组份聚氨酯胶粘剂，在常温下将其粘附在铝板的背面。该胶水的挥发性强燃点低，大量的使用时需要有良好的通风环境和防火要求。而且双组份胶水在调和时人为因素太重，调出的胶水稳定性难以一致，与铝板之间的贴合度也不可能达到100%；加之人工涂覆的时候厚薄难以统一均匀，所以即使使用重物压过也是无法评估实际粘合效果的，具有很大的不确定性。

石膏板和硅酸钙板的表面抗剥离强度低，胶水浸入后如果遇到一定的外力易剥离，但由于这两种材料的密度相对于埃特板要小些，成本也相对要低些而被大量采用。

埃特板的抗剥离强度要高很多，板的整体刚度也高，但由于其密度大而重量会增加很多，造成板面整体载荷增加，给安装挂码、安装角码增加很大的应力，对这些安装码处的螺钉、铆钉的受力影响也比较大，给产品使用带来诸多不利因素。所以除非对整体刚性要求特别高的项目，基本上都会很少选用埃特板做背板。

铝合金墙面板加（石棉、岩棉、玻璃纤维等）: 主要是提高铝板的防火保温节能的功能，这类产品最大的弊端就是生产加工的时候对人员、对环境影响大，皮肤发痒难受，生产废料不易处理不环保。为了避免这类材料在后续使用中不到处挥发飘落，在使用上要么用背板将其封在里面，要么用锡箔纸类的粘接一些固定塑料钉压住，在周边用封口胶带密封，使得工序繁琐。

铝合金墙面板加（聚氨酯泡沫板、聚苯泡沫板等）: 主要是提高铝板的保温隔热功能，这类材料都是通过黏胶（胶水）黏在铝板的背后，这类填充料的比重小重量轻，但由于这类材料为有机材料而熔点低，防火性能差。

（二）、铝合金墙面板加（石膏板、硅酸钙板、埃特板等）材料在应用上的问题：

1、石膏板、硅酸钙板、埃特板等都是先通过专用的生产工艺和生产设备制成成品，这些板材均是按统一标准规格生产，市场上最常用的规格是4*8尺，通常厚度则为6~20mm不等。

2、在应用石膏板、硅酸钙板、埃特板与铝合金墙面板结合时，都是按要求厚度购入4*8尺的板材，然后根据铝板的不同规格尺寸以及不同形状进行裁剪，再使用胶水粘接剂同铝合金墙面板粘接在一起。

此过程首先是根据铝合金墙面板的规格尺寸缩小剪裁这类板，需要根据现场的使用要求来确定尺寸，不同工程之间没有通用的常用规格，因此在裁剪板材时会造成大量边角料的浪费。这些边角料难以回收或再生，大大地增加了材料成本和垃圾处理成本。

3、剪裁出这些形状各异、规格繁多的板需要占用大量的人力物力和场地，还需要对每一件剪裁板都与铝合金墙面板对应编号，以避免后续错乱，致使工序实施更繁琐，增加了很大的人力成本和时间成本。

4、在这些板材剪裁完成后进入粘接工序，先在铝合金墙面板的背面涂抹胶水，此类胶水为双组份的，在使用前需要人工搅拌调和，在搅拌调和时常造成外溅浪费。另外，由于此工序只能是人工操作，难以控制胶水涂抹的均匀度，常常发生胶水厚薄不均的现象。所以，人工涂覆胶水的成本是难以按理论计算控制的，常造成成本的不稳定。

5、现场常采取使用重物压在这些背板上的方法来确保粘接后的可靠性，，由于板型不一，常需要使用很多的重物来压，极大的降低生产效率。而在静放数小时后再一层一层、一件一件的把压重物取下，再摆放装箱发货。

6、由于这类背板都是用常温胶水粘接在铝板背面的，因此在遇到火灾时火势第一时间就会使胶水老化，致使这些背板易与铝板剥离，不能很好地支持铝板抵抗火势。

7、纸面石膏板和硅酸钙板材料含有纸的成分，致使石膏板和硅酸钙板的强度受到影响而易粉碎塌陷。

综上所述，上述的产品都是各自具有一部分特性，也就造成这类材料在功能应用方面难以相互兼顾。致使国内市场多年来都没有出现具有综合功能特性的产品，所以在工程应用上基本都是选用上述几种方式，常常造成性能单一顾此失彼。而有的材料具有隔热保温的特性但其防火性差，如聚胺脂，聚苯泡沫。而有的材料同时具有这些性能却不环保，如石棉，岩棉；有的材料刚度好但太重或成本高；有的重量减少了但刚度和强度不够。另外在将这些材料填充到铝单板背后的工艺上大都是采用粘接胶进行粘接，这些常温胶在遇到火灾的时候首先就会使胶老化失效。上述产品基本上都不具备主动防潮、防霉、抗菌的功能。

显然，市场急需要一种能与铝板材料紧密结合的具有隔热、保温、防火、防霉、抗菌、质轻的材料，且这种材料能直接与装饰铝单板板材相结合构成一种全新的无机发泡铝合金墙面板，而不需要借助其它粘接材料（胶水）来实现，本发明就是在此背景下应运而生。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种能直接与装饰工程用铝合金墙面板紧密结合，在不需要借助其它粘结剂即可与铝合金墙面板紧密结合，一次注入在铝合金墙面板背面发泡固化成形的附着力极好的无机发泡材料。

本发明的又一目的在于提供一种具有隔热、保温、防火、防霉、抗菌、质轻等综合特性的无机发泡材料制备成铝合金无机发泡墙面板。

本发明采用的技术方案为：一种无机发泡材料，包含重量为W（kg）的氧化镁、75%W由MgSO4配成28~30°Bé的溶液、 1~1.5%W的复合改性剂、3W~8W（L）发泡剂调制成的泡沫、700cm3/kgMgO的20~50目玻化微珠、 0.2~0.3%W的玄武岩短纤维、 0.5~1%W的可再分散性乳胶粉、 1~1.5%W的丙稀酸钙促凝剂。

所述氧化镁为MgO含量不低于85%的轻烧氧化镁，其中活性MgO不低于60%。

所述复合改性剂由68%的水、12%的磷酸、2%的磷酸三钠、5%的柠檬酸、2%的甲基纤维素、8%的明胶、3%的三乙醇胺混合配制而成。

一种无机发泡材料制备成铝合金无机发泡墙面板的方法，其包括以下步骤：

步骤一、按重量为W（Kg）的氧化镁、 0.2~0.3%W的玄武岩短纤维的配比计量称好加入主搅拌器中搅拌均匀，形成母材；

步骤二、按75%W由MgSO4配成28~30°Bé的溶液、1~1.5%W的丙稀酸钙促凝剂，引发剂2.5W%、促进剂0.5%W、交联剂10% W、1~1.5%W复合改性剂的配比计量称好加入副搅拌器中搅拌均匀，然后加入步骤一的主搅拌器中继续搅拌3分钟；

步骤三、如步骤二的主搅拌器搅拌3分钟后加入经发泡剂调制好的泡沫，边加泡沫边搅拌达到所需要的体积，停止加泡沫继续搅拌3分钟；

步骤四、如步骤三中的主搅拌器在停止加泡沫并搅拌3分钟后，按700cm3/kgMgO的配比将20~50目玻化微珠加入到主搅拌器中，并继续搅拌3分钟；

步骤五、如步骤四中的在主搅拌器加入玻化微珠续搅拌3分钟后，加入0.5~1%W的可再分散性乳胶粉继续搅拌5分钟；

步骤六、将步骤五中搅拌好的浆料倒入已准备好的铝合金墙面板框中，轻微震动令浆料趋于平整形成发泡材料，并就地养护24小时，待发泡材料完全硬化后按板型码放在一起，继续养护七天即可使用。

本发明的有益效果为：本发明的无机发泡材料，一次注入在铝合金墙面板背面发泡固化成形，不需要借助其它粘结剂即可与铝合金墙面板紧密结合，附着力极好，使得铝合金墙面板的整体刚度得到提升，同时具有良好的隔热、保温、防火、防霉、抗菌、质轻、不怕水等特性。

由于无机发泡材料的容重低，使得无机发泡铝合金墙面板的整体重量减少，为施工维护带来便利，减少施工载荷。

而由于无机发泡材料与铝合金墙面板的紧密结合，使得板面在受到敲击时完全没有那种单纯的金属板材的声音，为使用环境带来极佳的体验。

本发明的无机发泡材料制备成铝合金无机发泡墙面板具有隔热、保温、防火、防霉、抗菌、质轻等综合功能特性，突破铝合金墙面板的使用瓶颈，解决建筑装饰市场应用对节能保温隔热要求的实际问题，全面提升铝合金墙面板的使用功能特性。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

现对本发明提供一种无机发泡材料进行说明，包含重量为W（kg）的氧化镁、75%W由MgSO4配成28~30°Bé的溶液、 1~1.5%W的复合改性剂、3W~8W（L）发泡剂调制成的泡沫、700cm3/kgMgO的20~50目玻化微珠、 0.2~0.3%W的玄武岩短纤维、 0.5~1%W的可再分散性乳胶粉、 1~1.5%W的丙稀酸钙促凝剂。

进一步，所述氧化镁为MgO含量不低于85%的轻烧氧化镁，其中活性MgO不低于60%。

所述复合改性剂由68%的水、12%的磷酸、2%的磷酸三钠、5%的柠檬酸、2%的甲基纤维素、8%的明胶、3%的三乙醇胺混合配制而成。

所述用发泡剂调制出泡沫加入到混合材料中对母材进行发泡，泡沫的加入量根据需要来灵活调整，需要板密度小就多加，需要板密度大就少加，满足各种使用要求。

所述玄武岩短纤维：耐高温、耐腐蚀、耐久性好、化学性稳定，改善发泡板的抗折性，防止板面开裂。

所述可再分散性乳胶粉：增强发泡材料与铝合金基材的附着力，增加发泡材料的柔性。

所述丙稀酸钙促凝剂：缩短发泡材料的初凝时间，在加入一定量助剂（引发剂、促进剂、交联剂）的作用，提高改善发泡材料的力学特性，有效改善耐水性和体积稳定性。

一种无机发泡材料制备成铝合金无机发泡墙面板的方法，其包括以下步骤：

步骤一、按重量为W（Kg）的氧化镁、 0.2~0.3%W的玄武岩短纤维的配比计量称好加入主搅拌器中搅拌均匀，形成母材。

步骤二、按75%W由MgSO4配成28~30°Bé的溶液、1~1.5%W的丙稀酸钙促凝剂，引发剂2.5W%、促进剂0.5%W、交联剂10% W、1~1.5%W复合改性剂的配比计量称好加入副搅拌器中搅拌均匀，然后加入步骤一的主搅拌器中继续搅拌3分钟。

步骤三、如步骤二的主搅拌器搅拌3分钟后加入经发泡剂调制好的泡沫，边加泡沫边搅拌达到所需要的体积，停止加泡沫继续搅拌3分钟。

步骤四、如步骤三中的主搅拌器在停止加泡沫并搅拌3分钟后，按700cm3/kgMgO的配比将20~50目玻化微珠加入到主搅拌器中，并继续搅拌3分钟。

步骤五、如步骤四中的在主搅拌器加入玻化微珠续搅拌3分钟后，加入0.5~1%W的可再分散性乳胶粉继续搅拌5分钟。

步骤六、将步骤五中搅拌好的浆料倒入已准备好的铝合金墙面板框中，轻微震动令浆料趋于平整形成发泡材料，并就地养护24小时，待发泡材料完全硬化后按板型码放在一起，继续养护七天即可使用。

本发明的无机发泡材料制备成铝合金无机发泡墙面板具有隔热、保温、防火、防霉、抗菌、质轻等综合功能特性，突破铝合金墙面板的使用瓶颈，解决建筑装饰市场应用对节能保温隔热要求的实际问题，全面提升铝合金墙面板的使用功能特性。

本发明根据制备方法工艺要求，可以系统地开发专业的工艺生产设备和生产线，实现规模化生产，提高产量和生产效率。相对于那些需要采用石膏板或硅酸钙板的工程，使用本发明的工艺技术，可以极大地简化生产工艺，减少生产人员，改善产品品质，提高使用效果。在生产加工工艺上完全摒弃了那种繁琐的工序，避免了各种板材的切割加工、排序编号、黏贴压重物、边角余料浪费等问题。

本发明的无机发泡铝合金墙面板具有不需要剪裁尺寸、不需要编号、不需要胶水粘接、不需要重物压、没有边角料、工序简单、厚度可任意调整，所需实施人员少等优点；

采用本发明的无机发泡材料制成的铝合金无机发泡墙面板可以完全按照原有贴硅酸钙板要求的铝板加工要求，不改变铝板的任何结构和配件，不需要重新对成熟的钣金加工工艺做任何的调整。

本发明的重要点是能直接与装饰工程用铝合金墙面板紧密结合的常温无机发泡材料，一次注入在铝合金墙面板背面发泡固化成形，不需要借助其它粘结剂即可与铝合金墙面板紧密结合，附着力极好，使得铝合金墙面板的整体刚度得到提升，但由于无机发泡材料的容重低，使得无机发泡铝合金墙面板的整体重量减少，为施工维护带来便利，而由于无机发泡材料与铝合金墙面板的紧密结合，使得板面在受到敲击时完全没有那种单纯的金属板材的声音，为使用环境带来极佳的体验。

根据无机发泡铝合金墙面板的各项功能特性，此类材料特别适合应用在地铁、高铁、场馆、办公楼、医院、学校、商场等公共建筑的装饰上。即具有铝合金墙面板的特性，又具有无机材料的特性，使两者结合后的综合功能特性得到完美的发挥，给应用市场带来一份全新的体验。

无机发泡铝合金墙面板充分利用了铝合金材料表面形成的氧化膜，使其对无机材料的耐腐蚀性更优越，使得无机发泡材料对铝合金墙面板既不产生金属腐蚀又能紧密结合；

无机发泡材料自身呈碱性，调和剂为无机盐，形成防霉、防菌、防虫和防白蚁的功能，具有防霉抗菌特性，不发霉不滋生细菌，不滋生白蚁类的害虫，符合欧美国家建材防霉标准。通过改性剂克服了发泡材料稳定性差、容易返卤的缺点，对环境干湿度的变化具有呼吸特性而更具有适用性；

无机发泡材料结构为闭孔发泡，材料的导热系数小于0.10w/(m﹒k)，使得冷热温度均难以穿透，使无机发泡铝合金墙面板具有良好的隔热、保温效果；其发泡材料容重小于0.40g/cm3，使的材料的整体重量远低于石膏板和硅酸钙板，给安装使用带来便利；而无机发泡材料的容重可根据不同的使用环境和使用要求从0.30~1.0g/cm3之间可调。

无机发泡材料具有良好的防火特性，使用可再分散性乳胶粉增加发泡材料的柔性，增强发泡材料与铝合金基材的粘附力，使发泡材料与铝合金墙面板紧密结合，在遇到火灾时对铝合金墙面板给予良好的防火支持，即便铝板融化掉发泡板也不会崩塌，对防火隔热起到很好的作用，其不燃性达到A1级；由于无机发泡材料的不燃性，并且在生产过程不使用存在火灾隐患的胶水等而对加工环境不造成火灾隐患和污染。

本发明的实施例以及只是为了展示本发明的设计构思，本发明的保护范围不应当局限于这一实施例。

通过上面的叙述可以看出本发明的设计目的是可以有效实施的。实施例的部分展示了本发明的目的以及实施功能和结构主题，并且包括其他的等同替换。

因此，本发明的权利构成包括其他的等效实施，具体权利范围参考权利要求。

Claims (6)

1.一种无机发泡材料，其特征在于：包含重量为W（kg）的氧化镁、75%W由MgSO4配成28~30°Bé的溶液、 1~1.5%W的复合改性剂、3W~8W（L）发泡剂调制成的泡沫、700cm3/kgMgO的20~50目玻化微珠、 0.2~0.3%W的玄武岩短纤维、 0.5~1%W的可再分散性乳胶粉、 1~1.5%W的丙稀酸钙促凝剂。

2.如权利要求1所述的一种无机发泡材料，其特征在于，所述氧化镁为MgO含量不低于85%的轻烧氧化镁，其中活性MgO不低于60%。

3.如权利要求1所述的一种无机发泡材料，其特征在于，所述复合改性剂由68%的水、12%的磷酸、2%的磷酸三钠、5%的柠檬酸、2%的甲基纤维素、8%的明胶、3%的三乙醇胺混合配制而成。

4.一种无机发泡材料制备成铝合金无机发泡墙面板的方法，其包括以下步骤：

步骤一、按重量为W（Kg）的氧化镁、 0.2~0.3%W的玄武岩短纤维的配比计量称好加入主搅拌器中搅拌均匀，形成母材；

步骤二、按75%W由MgSO4配成28~30°Bé的溶液、1~1.5%W的丙稀酸钙促凝剂，引发剂2.5W%、促进剂0.5%W、交联剂10% W、1~1.5%W复合改性剂的配比计量称好加入副搅拌器中搅拌均匀，然后加入步骤一的主搅拌器中继续搅拌3分钟；

步骤三、如步骤二的主搅拌器搅拌3分钟后加入经发泡剂调制好的泡沫，边加泡沫边搅拌达到所需要的体积，停止加泡沫继续搅拌3分钟；

步骤四、如步骤三中的主搅拌器在停止加泡沫并搅拌3分钟后，按700cm3/kgMgO的配比将20~50目玻化微珠加入到主搅拌器中，并继续搅拌3分钟；

步骤五、如步骤四中的在主搅拌器加入玻化微珠续搅拌3分钟后，加入0.5~1%W的可再分散性乳胶粉继续搅拌5分钟；

步骤六、将步骤五中搅拌好的浆料倒入已准备好的铝合金墙面板框中，轻微震动令浆料趋于平整形成发泡材料，并就地养护24小时，待发泡材料完全硬化后按板型码放在一起，继续养护七天即可使用。

5.如权利要求4所述的一种无机发泡材料制备成铝合金无机发泡墙面板的方法，其特征在于，所述氧化镁为MgO含量不低于85%的轻烧氧化镁，其中活性MgO不低于60%。

6.如权利要求4所述的一种无机发泡材料制备成铝合金无机发泡墙面板的方法，其特征在于，所述复合改性剂由68%的水、12%的磷酸、2%的磷酸三钠、5%的柠檬酸、2%的甲基纤维素、8%的明胶、3%的三乙醇胺混合配制而成。