CN114106442A - 一种含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及柔性装饰材料技术领域，公开了一种含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，包括以下步骤：S1）将聚乙烯粉末和石蜡混合，制得相变复合材料；S2）将偶联剂加入到无机粉料中，得到活化改性的无机粉料；S3）制成流动性的浆料；S4）将所述浆料注入压机模具中压制，固化成型，即制得所述柔性墙面装饰材料。本发明将石蜡包裹在聚乙烯体系中，可解决石蜡在相变过程中发生泄露的问题。本发明还提出了使用所述含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法制得的柔性墙面装饰材料，具有较好的柔韧性和抗老化性能，并且耐酸耐碱性良好。

Description

一种含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及柔性装饰材料技术领域，尤其涉及一种含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料及其制备方法。
背景技术
物质转变物理性质的过程称为相变过程，相变材料在其物质状态改变过程中能吸收或释放大量的潜热。
相变储能建筑材料兼备普通建材和相变材料两者的优点，能够吸收和释放适量的热能，能够和其他传统建筑材料同时使用，不需要特殊的知识和技能来安装使用蓄热建筑材料，能够用标准生产设备生产，因此，在经济效益上具有较好的竞争性。
近年来，将相变储能材料与建筑材料相结合，制备具有储能保温功能的新型环保建筑材料获得了市场的认可。
但现有的相变储能建筑材料，存在储能材料易泄露，生产工艺复杂，成本高的问题。
发明内容
基于以上的现有的技术缺陷，本发明提出了一种含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，可以解决储能材料泄漏的问题，并且制备工艺简单，成本低。
本发明的另一目的在于提出一种制备方法获得的该压制成型的柔性墙面装饰材料，满足市场的需求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，包括以下步骤：
S1）将聚乙烯粉末和石蜡混合，加热搅拌均匀，冷却至室温，粉碎，制得相变复合材料；
S2）将偶联剂加入到无机粉料中，边油浴加热边搅拌，混合均匀，得到活化改性的无机粉料；
S3）常温下，按照重量份数称取乳液、增强纤维、水、所述活化改性的无机粉料和所述相变复合材料，混合搅拌均匀，制成流动性的浆料；
S4）将所述浆料注入压机模具中压制，然后置于110-180℃的温度下固化成型，即制得所述柔性墙面装饰砖。
具体的，步骤S1）中，聚乙烯粉料和石蜡的混合重量份数比为1：1，加热搅拌的温度为90-150℃，搅拌时间为0.5-4h。
具体的，步骤S2）中，所述偶联剂的添加量为所述无机粉料的5-10wt%，油浴加热的温度为80-180℃，搅拌时间为100-120min。
具体的，步骤S3）中,按照重量份数称取的乳液为5-50份、增强纤维为1-20份、水为5-50份、所述活化改性的无机粉料为20-80份和所述相变复合材料5-65份。
具体的，步骤S4）中，压制成型的压力为15-40MPa，固化的时间为90-180min。
具体的，步骤S1）中，所述聚乙烯粉料包括低密度聚乙烯和/或高密度聚乙烯，所述石蜡的熔点为47-64℃，所述石蜡为固体石蜡或固体石蜡与液体石蜡的混合物。
优选的，步骤S2）中，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或多种，所述无机粉料包括废瓷粉、废砖粉和尾矿渣中的一种或多种。
优选的，步骤S3）中，所述增强纤维包括玻璃纤维、PP和PE的高分子纤维和/或碳纤维中的一种或多种。
优选的，步骤S3）中，所述乳液包括硅丙乳液、纯丙乳液、苯丙乳液和乳胶粉的一种或多种。
进一步的，本发明还提出了以上所述的含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法制得的柔性墙面装饰材料。
本发明的技术方案的有益效果为：所述含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，所采用的聚乙烯粉末经过与石蜡共混制成相变复合材料，将石蜡包裹在聚乙烯体系中，可解决石蜡在相变过程中发生泄露的问题；通过偶联剂对无机粉料的活化改性，使无机粉料与配方物料具有良好的相容性；将各种材料混合制成浆料后，再在常温下压制并加热固化成型，制备过程对生产设备的要求较低，能耗低。
本发明还提出了使用所述含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法制得的柔性墙面装饰材料，具有较好的柔韧性和抗老化性能，并且耐酸耐碱性良好。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的实物照片；
图2为本发明的实施例4的相变复合材料的实物照片。
具体实施方式
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
下面结合具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。
一种含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，包括以下步骤：
S1）将聚乙烯粉末和石蜡混合，加热搅拌均匀，冷却至室温，粉碎，制得相变复合材料；
S2）将偶联剂加入到无机粉料中，边油浴加热边搅拌，混合均匀，得到活化改性的无机粉料；
S3）常温下，按照重量份数称取乳液、增强纤维、水、所述活化改性的无机粉料和所述相变复合材料，混合搅拌均匀，制成流动性的浆料；
S4）将所述浆料注入压机模具中压制，然后置于110-180℃的温度下固化成型，即制得所述柔性墙面装饰材料。
本发明的所述含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，所采用的聚乙烯粉末经过与石蜡共混制成相变复合材料，将石蜡包裹在聚乙烯体系中，可解决石蜡在相变过程中发生泄露的问题；通过偶联剂对无机粉料的活化改性，使无机粉料与配方物料具有良好的相容性；将各种材料混合制成浆料后，再在常温下压制并加热固化成型，制备过程对生产设备的要求较低，能耗低。
通过活化改性后的无机粉料和乳液中的高分子材料的化学键接反应，从而提高所制得的材料的强度；同时，利用高分子链的延展性，赋予材料一定的柔韧性。
在110-180℃固化，可促进高分子材料的反应及固化成型。
具体的，步骤S1）中，聚乙烯粉料和石蜡的混合重量份数比为1：1，加热搅拌的温度为90-150℃，搅拌时间为0.5-4h。
90-150℃搅拌混合，在此范围内，石蜡溶解为液体状态；同时，聚乙烯粉末受热软化熔融成流动相，与石蜡具有较好的相容性，可有效包裹石蜡。石蜡的混合占比超过1:1容易出现渗透外溢的现象。
具体的，步骤S2）中，所述偶联剂的添加量为所述无机粉料的5-10wt%，油浴加热的温度为80-180℃，搅拌时间为100-120min。
通过偶联剂的改性使配方中乳液和无机粉料的相容性得到提高，增强了制品的强度，还可减少防老剂的用量，提高了制品的耐磨性能和抗老化能力。
具体的，步骤S3）中,按照重量份数称取的乳液为5-50份、增强纤维为1-20份、水为5-50份、所述活化改性的无机粉料为20-80份和所述相变复合材料5-65份。
配方中的乳液为粘合剂，增强纤维为增加制品强度的填料，使制品具有较好的成型性能，制得的制品具有较好的柔韧性、耐水性和抗回粘性。
具体的，步骤S4）中，压制成型的压力为15-40MPa，固化的时间为90-180min。
与传统的模具浇注成型相比，本发明的所述含有相变复合材料的柔性墙面装饰砖的制备方法的压制固化时间短，压力小，耗能低，通过增强纤维和压制成型可以极大的提高制品的韧性，即可以承受一定的弯曲度而不开裂，且耐酸性和耐碱性较好，具有良好的应用前景。
具体的，步骤S1）中，所述聚乙烯粉料包括低密度聚乙烯和/或高密度聚乙烯，所述石蜡的熔点为47-64℃，所述石蜡为固体石蜡或固体石蜡与液体石蜡的混合物。
聚乙烯粉末可采用低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)或两者的混合物。
本发明可采用熔点在47-64℃范围的石蜡，选择范围宽，现有市售的产品都能使用。
具体的，步骤S2）中，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或多种，所述无机粉料包括废瓷粉、废砖粉和尾矿渣中的一种或多种。
偶联剂与无机粉料的结合，通过偶联剂和无机粉料表面的羟基等活性基团发生偶合反应，使偶联剂的有机官能团与无机粉料表面的活性基团形成牢固的结合，经过改性后的无机粉料具有一定的疏水性，从而可提高无机粉料与配方中的乳液的相容性。添加包括废瓷粉、废砖粉和尾矿渣的无机物料，可提高制得的柔性墙面装饰砖的强度和抗老化能力，可提高废料的利用率，更有利于环保。
具体的，步骤S3）中，所述增强纤维包括玻璃纤维、PP和PE的高分子纤维和/或碳纤维中的一种或多种。
添加增强纤维的目的是增加柔性墙面装饰材料的柔韧性，并提高其强度。
优选的，步骤S3）中，所述乳液包括硅丙乳液、纯丙乳液、苯丙乳液和乳胶粉的一种或多种。
添加乳液目的是增强柔性墙面装饰材料的柔韧性、耐酸耐碱性和抗回粘性。
进一步的，本发明还提出了以上所述的含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法制得的柔性墙面装饰材料。
制得的柔性墙面装饰材料具有较好的柔韧性，并且抗老化和耐酸耐碱性能均良好。
实施例1-4和对比例1-6
1、按照表1所列的具体原料组成和工艺参数，并以如下的具体步骤制备各实施例和对比例的柔性墙面装饰材料：
S1）将聚乙烯粉末和石蜡混合，加热搅拌均匀，冷却至室温，粉碎，制得相变复合材料；
S2）将偶联剂加入到无机粉料中，边油浴加热边搅拌，混合均匀，得到活化改性的无机粉料；
S3）常温下，按照重量份数称取乳液、增强纤维、水、所述活化改性的无机粉料和所述相变复合材料，混合搅拌均匀，制成流动性的浆料；
S4）将所述浆料注入压机模具中压制，然后置于110-180℃的温度下固化成型，即制得所述柔性墙面装饰砖；
步骤S1）中，聚乙烯粉末和石蜡的混合重量份数比为1：1，加热搅拌的温度为90-150℃，搅拌时间为0.5-4h；所述聚乙烯粉料包括低密度聚乙烯(LDPE)和/或高密度聚乙烯(HDPE)，所述石蜡的熔点为47-64℃，所述石蜡为固体石蜡或固体石蜡与液体石蜡的混合物；
步骤S2）中，所述偶联剂的添加量为所述无机粉料5-10wt%，油浴加热的温度为80-180℃，搅拌时间为100-120min；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或多种，所述无机粉料包括废瓷粉、废砖粉和尾矿渣中的一种或多种；
步骤S3）中,按照重量份数称取的乳液为5-50份、增强纤维为1-20份、水为5-50份、所述活化改性的无机粉料为20-80份和所述相变复合材料5-65份；所述增强纤维包括玻璃纤维、PP和PE的高分子纤维和/或碳纤维中的一种或多种；所述乳液包括硅丙乳液、纯丙乳液、苯丙乳液和乳胶粉的一种或多种；
步骤S4）中，压制成型的压力为15-40MPa，固化的时间为90-180min。
2、将各实施例和对比例制得的柔性墙面装饰材料按照以下所列的测试项目和测试标准检测，测试结果见表1。
耐酸性测试：参照JC/T 2219-2014标准，观察试件表面是否出现开裂、分层与明显变色等异常现象。
耐碱性测试：参照JC/T 2219-2014标准，观察试件表面是否出现开裂、分层与明显变色等异常现象。
柔韧性测试：参照JC/T 2219-2014标准，观察试件表面弯曲处有无裂纹或断裂现象。
抗老化性能：按照GB/T 16259标准进行测试；试验条件为：暴露设备采用340氙灯，辐照度为0.51W/m2，黑板温度为(65±3)℃，光照时间为(102±0.5)min，淋水时间为(18±0.5)min，总试验时间为2000h，观察样品有无明显变色现象。
相变潜热测试：参照JC/T 2338-2015标准，测试得到材料的相变潜热。
3、按照PE：石蜡=1:（1-10）的不同比例，在130 ℃下混合搅拌2小时，之后置于70℃烘箱内烘烤1小时，观察制得的相变复合材料的表面的石蜡渗透现象，详见表2。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE004
根据以上表1和表2的有关数据和测试结果分析说明如下：
1、实施例1-3制得的柔性墙面装饰材料的耐酸性、耐碱性、柔韧性和抗老化性能均能满足上述测试的质量要求，说明本发明的技术方案是有效，制得的柔性墙面装饰材料具有较好的柔韧性和抗老化性能，并且耐酸耐碱性良好，制得的实施例2的实物照片如图1所示。
2、对比例1与实施例2的不同在于：不含增强纤维，导致对比例1制得的柔性墙面装饰材料的柔韧性不合格。
3、对比例2与实施例2的不同在于：添加的乳液的重量份数少于5-50份的下限，配方体系中的物料之间的粘合力不足，导致对比例2制得的柔性墙面装饰材料的耐酸性、耐碱性、柔韧性和抗老化性能均不合格。
4、实施例1-3制得的柔性墙面装饰材料均具有较好的相变潜热，表明所制备的材料具有较好储能保温功能。
5、分析表2的测试结果可知，对比例3、4、5和6的聚乙烯粉末与石蜡的重量份数比均小于1：1，对比例3、4、5和6制得的相变复合材料烘烤均出现了石蜡渗透现象，只有聚乙烯粉末与石蜡的重量份数比为1：1的实施例4的相变复合材料烘烤后无渗透现象，说明本发明的以聚乙烯粉末包裹石蜡的方法可以有效解决石蜡泄漏的问题，图2所示为实施例4的相变复合材料的实物照片。
综上所述，所述含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，所采用的聚乙烯粉末经过与石蜡共混制成相变复合材料，将石蜡包裹在聚乙烯体系中，可解决石蜡在相变过程中发生泄露的问题；通过偶联剂对无机粉料的活化改性，使无机粉料与配方物料具有良好的相容性；将各种材料混合制成浆料后，再在常温下压制并加热固化成型，制备过程对生产设备的要求较低，能耗低。
进一步的，本发明还提出了使用所述含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法制得的柔性墙面装饰材料，具有较好的柔韧性和抗老化性能，并且耐酸耐碱性良好。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理；而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释；本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式；这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1）将聚乙烯粉末和石蜡混合，加热搅拌均匀，冷却至室温，粉碎，制得相变复合材料；
S2）将偶联剂加入到无机粉料中，边油浴加热边搅拌，混合均匀，得到活化改性的无机粉料；
S3）常温下，按照重量份数称取乳液、增强纤维、水、所述活化改性的无机粉料和所述相变复合材料，混合搅拌均匀，制成流动性的浆料；
S4）将所述浆料注入压机模具中压制，然后置于110-180℃的温度下固化成型，即制得所述柔性墙面装饰砖。
2.根据权利要求1所述的含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，其特征在于，步骤S1）中，聚乙烯粉末和石蜡的混合重量份数比为1：1，加热搅拌的温度为90-150℃，搅拌时间为0.5-4h。
3.根据权利要求1所述的含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，其特征在于，步骤S2）中，所述偶联剂的添加量为所述无机粉料的5-10wt%，油浴加热的温度为80-180℃，搅拌时间为100-120min。
4.根据权利要求1所述的含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，其特征在于，步骤S3）中,按照重量份数称取的乳液为5-50份、增强纤维为1-20份、水为5-50份、所述活化改性的无机粉料为20-80份和所述相变复合材料5-65份。
5.根据权利要求1所述的含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，其特征在于，步骤S4）中，压制成型的压力为15-40MPa，固化的时间为90-180min。
6.根据权利要求1所述的含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，其特征在于，步骤S1）中，所述聚乙烯粉料包括低密度聚乙烯和/或高密度聚乙烯，所述石蜡的熔点为47-64℃，所述石蜡为固体石蜡或固体石蜡与液体石蜡的混合物。
7.根据权利要求1所述的含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，其特征在于，步骤S2）中，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或多种，所述无机粉料包括废瓷粉、废砖粉和尾矿渣。
8.根据权利要求1所述的含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，其特征在于，步骤S3）中，所述增强纤维包括玻璃纤维、PP和PE的高分子纤维和/或碳纤维中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法，其特征在于，步骤S3）中，所述乳液包括硅丙乳液、纯丙乳液、苯丙乳液和乳胶粉的一种或多种。
10.一种利用权利要求1-9任一所述的含有相变复合材料的柔性墙面装饰材料的制备方法制得的柔性墙面装饰材料。
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