CN1406306A - 层压板状屋顶防雨板材料 - Google Patents
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Abstract
公开一种易弯、韧性板状屋顶防雨板。该屋顶防雨板具有一层压结构，该层压结构含一复合层和铺在该复合层一侧或两侧的薄板。该复合层包括支撑材料及一种或几种非结构成分。非结构成分的至少一种包括密度高于3.5g/ml的重金属化合物。
Description
技术领域
本发明涉及一种易弯、韧性的层压结构的板状屋顶防雨板，该层压制品包括一复合层和铺在该复合层的一个侧面或两个侧面上的金属薄板。
背景技术
呈板式构件或裙状件的防雨板材料用于制造在穿透屋顶表面的建筑结构之间的密封连接，例如装在屋顶的窗户的主框架与周围屋顶材料之间的密封连接，特别是作为该主框架下水平构件处的裙状防雨板。
这样的材料传统上是厚约1mm的铅板。铅作为防雨板材料有许多优点，因为它塑性变形十分容易，弹性很有限，就是说，该铅板基本上保持其最初弯成的形状而没有任何弹性回弹。当铅裙板作为已固定的防雨板的一部分直接形成在例如一个波纹形屋顶表面上的，铅的这一固有特性是个很大优点，在这种情况中，为了弥补可能出现的弹性回弹，该裙板不能过度弯曲。
虽然大多数应用场合铅几乎没有弹性，但还是有极小的回弹，但是因为铅是很重的材料，重力本身就会使铅裙板发生弹性弯曲，与屋顶表面紧密接触。此外，铅的高密度及相应的高重量也能在暴风雨天气期间防止该裙板反向弯曲。
确实，铅也有一些众所周知的缺点，因为它有害于环境，由于重量之故运费和装卸费贵，在有些方面难于使用，例如将不同的铅构件连接在一起时。此外，铅会氧化，从而在该周围屋顶表面上留下条纹状沉积物。
为了避免传统上使用铅作防雨板材料所带来的经济和环境问题，建议防雨板做成夹层结构，其中有代表性的是将抑制和稳定应力的韧性材料的中心层一个侧面整个地覆盖一层薄板。典型的中心层用聚合材料或沥青制品做成，该薄板材是薄的金属薄板，最好是铝薄板。作为一种产品级别的沥青通常在环境温度下有粘性，这样可确保粘附金属薄板并使其稳固，但当采用无粘性的中心层材料时，必需在此中心层材料上涂一层压敏粘合层涂装。这样的防雨板材料公开在例如丹麦专利说明书148064及145509号，和德国专利说明书DE-A-4032058上。
为了应用在有很深波谷的波浪形瓦片的屋顶表面上，上述波纹形夹层结构已进一步发展成波纹形和打褶的结构，以便获得足够的人工可变形性和拉伸性，从而在防雨板和屋面之间能配合良好。
但既使用了这些改进的结构，要想在防雨板和屋面之间获得紧密而持久的配合也是困难的。
因而业已提出夹层型的防雨板，在其中心层上嵌入或增加另一层或另一种结构，例如像GB-A-2184685或WO95/31620中公开的嵌入的金属纤维网或格网，DE-U-29804503中的嵌入的聚合物格网结构、或WO99/13180中的附加金属薄板。但这些结构大大提高制造成本，还带来问题，即当金属纤维网的金属纤维材料在安装过程中揉碎了并在随后穿透其所嵌入的材料及该覆盖的金属薄板，这使得水进入屋内。
GB-A-1095393公开了一种粘性的层压材料，可用于例如提供建筑物连接的防水防尘密封。该层压材料包括涂到柔性保护层上的自粘性沥青成分。沥青成分可含填充材料，最好包括纤维状和粉末状的填充剂。所提出的该粉末状填充材料是磨碎的用硬脂酸作表面处理的硅石灰石和碳酸钙。
现有技术中提出的无铅防雨板材料，作为铅质防雨板的有竞争力和同等水平的备选物在市场上难以获得立足之地。代替努力通过采用打褶的或折叠的结构来改进传统的铅质防雨板，其中铅层厚度已减薄，而努力通过涂漆或喷漆提供铅质防雨板的耐气候性。
所以，注意到上面所述，本发明的目的是提供一种改进的防雨板材料，它有铅防雨板上述优良特性之一或更多，即容易弯曲，同时具有非常有限的弹性变形，具有高密度，此外制造容易且廉价。
本发明的公开
因此，本发明与易弯、韧性板状屋顶防雨板的材料有关，它有层压结构，该层压制件包括一复合层和铺在该复合层一个或二个侧面上的金属薄板，其中该复合层包括一支撑材料和一种或几种非结构成分，所述非结构成份中至少一种包括高于3.5g/l密度的重金属化合物。
这种具有由支撑材料和至少一种附加的非结构成分组成的复合层的屋顶防雨板具有和上述的铅相似特性的一部分或更多。
就术语“非结构”而言，它是指本身不构成刚性薄板或板状结构的一种成分，正如上述纤维网或网格结构的情况那样。该非结构成分而不作为单独主体分散在支撑材料中。就“重金属化合物”而言，它是指密度大于3.5g/ml且包括由重金属组成的化合物。该重金属化合物的密度最好在4.5g/ml以上，一种重金属是周期表中的元素，其密度高于3g/ml。
在本发明的第一方面，该复合层包括一种或几种非结构成分，该非结构成分由高于3.5mg/l密度的重金属化合物构成，使复合层材料密度高于支撑材料的密度，然而和支撑材料一样可发生塑性变形。就“支撑材料”而言，它是指一种复合材料，其需要小于该支撑材料的络定的定形所需力的5倍，最好小于该力的2倍。
包括重金属化合物的非结构成分通常作为分散的固体颗粒存在于支撑基体中。固体颗粒的形状变化很大，但该颗粒的平均直径通常小于该复合层厚度的2倍，最好小于5倍。由重金属化合物组成的颗粒最好均布在支撑基体中，以便使整个防雨板性能相同。为了获得该非结构成分的高密度，最好采用由纯金属或其合金组成的金属颗粒。但有些重金属，像铁，暴露在正常天气条件下时，如果重金属层在支撑基体内未经充分保护则容易氧化。因此最好采用非结构成分，其中该重金属化合物束缚在一种化合物中。此外，束缚在一种化合物中，如无机盐中的重金属一般比纯重金属或其合金价格便宜。
该非结构成分通常以一种矿物的、陶瓷的、金属的或者聚合物的类别的有机或者无机材料为基出，包括一种作为金属颗粒或者作为束缚在化合物中的金属的重金属。合适的重金属实例有钡、铁、银、钼和铜。重金属化合物最好是无机盐或上述重金属的氧化物。合适的盐类实例有上述金属的氯化物、硫酸盐、硫化物、或硝酸盐。优选的重金属化合物是硫酸钡，因为它便于检修且价格低廉。一般地讲，耐用的非结构成分比容易降解的更可取。如果保护膜受损，则非结构成分不因气候，如酸雨而降解是至关重要的。硫酸钡满足这个要求，而不适合作为重金属化合物的碳酸钙将被含酸的雨溶解。
其它的不含重金属的化合物也可用作颗粒材料。作为一个例子，将碳黑包括在复合组成成分中是有利的。
在本发明第二方面，复合层包括一种或几种非结构成分，它们所形成的复合层材料的弹性比支撑材料的低，可是其塑性变形与支撑材料大体相同。就复合层材料而言，它指一种复合材料，该复合材料需要小于给定变形所需的力的5倍，最好小于该力的2倍。
术语“弹性”涉及到产生塑性变形前可能发生的相对伸长，在此意义上，低弹性意味着出现塑性变形前只能产生小的相对伸长/变形。
上述塑性变形能力的获得是通过将另外的由纤维状材料组成的非结构成分包括在复合层材料中。
在一优选实施例中，附加成分基于有机或无机的非刚性网状薄片，或非结构纤维状材料，它最好由纤维、细纤维、粗纱等组成，它们是基于矿物的、陶瓷的、金属的或聚合的组分或成分或其化合物。纤维状材料合适的例子是石棉，岩棉，纤闪石纤维。优选实施例的细纤维长度小于10cm，较好小于5cm，最好小于1cm。最好将细纤维排列在主方向，以获良好的方向稳定性。
支撑基体中非结构成分的含量可因防雨板的预定用途而异。已经出现该复合层材料中非结构材料含量高达95％的重量百分比。为使复合层材料有足够重量，该复合层材料的50％以上最好由非结构材料构成。如果复合层材料有75％以上的重量是由非结构成分构成，便可获得较好的易弯、韧性防雨板。复合层的优选密度为2g/ml以上，2.5g/ml以上更好。通常屋顶防雨板复合层的厚度为0.5-5mm，厚度为0.7-2mm最好。
在优选实施例中，使用的非结构成分与支撑材料的结构互相作用并使其隔断，结果所获得的复合层材料弹性比支撑材料低，而塑性变形基本相同。
目前，优选的支撑材料是聚合材料，如PVC、或丁基橡胶(丁苯径向嵌段共聚物)，及沥青制品。优选的沥青是本发明的一些方面，因为它在环境温度下有足够的粘性，可与金属薄板粘合。当环境问题成为重要考虑因素时，通常优先选用丁基橡胶。但丁基橡胶(及PVC)的粘度对于生产有金属薄板的耐用层压制品而言通常是不够的。因此将粘合剂用于层压是必要的也是合乎要求的。
如上所述，本发明的复合心层材料可用于具有二层或多层，即层压制品或夹层结构的防雨板。根据本发明，用例如矿物的、陶瓷的、金属的或聚合类的薄板覆盖在复合材料的一侧或两侧。相应地，薄板是金属薄板，最好是铝薄板。该薄板可以打褶。此外，薄板覆盖一供装饰用的或可增加屋顶防雨板的使用寿命的清漆。
薄板的厚度范围为0.1-0.5mm比较有利。
当该复合层仅在一侧覆盖薄板时，另一侧可覆盖一层释放防护膜。膜在防雨板使用前撕掉。如果复合层是粘性的或者复合层上涂了粘合剂，则该屋顶防雨板即可粘到建筑物结构上，获得紧密结合。
用于使无粘性复合层或粘性不足的复合层固定到薄板或释放膜上的粘合剂，可以是能提供足够强度的粘性的任何合适品种。在本发明的一些方面，最好用双面胶带作为复合层与薄板或与防护膜之间的另一层。
在复合层与薄板的接触面上应用减摩剂是有利的。减摩剂的合适的例子是石墨及硫化钼。
为了改进整体伸缩能力，例如为了使该屋顶表面做成波谷很深的波纹瓦面，该防雨板可在一个或二个方向加工成波纹状。
本发明的屋顶防雨板可遵照常规的层压技术制作。作为本发明屋顶防雨板一个合适的生产工艺的例子，下述工艺可作指导。
先制备含支撑材料及非结构成分的液态复合材料。可以应用的支撑材料在正常环境温度下通常是固体。因此，该支撑材料至少要加热到融解的支撑材料的粘性低到可以搅拌它为止。然后将非结构成分加到液体支撑材料中并通过搅拌使非结构成分分散在支撑材料中。搅拌最好连续进行直到非结构成分已均布在支撑材料中为止。
含该分散的非结构成分的液体的复合材料按要求厚度涂到薄板，通常是铝薄板上。有时可将第二张薄板贴到复合层的自由面，从而得到三层的层压制品。接着，该复合层材料通过冷却到适当温度被硬化。
本工艺的替代办法是单独制作复合层并随后在其一侧和两侧层压薄板。如果该复合层材料在常温下或略高些的温度下是粘性的，则可用浇铸液体复合材料的办法制备一张或一条复合层并随后通过降温而硬化。用单独工艺将有粘着力的复合层层压到薄板上。当复合层只在一个侧面覆盖薄板时其另一侧面可覆盖释放膜。释放膜在屋顶防水板使用前撕掉。
如果组合材料是非粘性的则采用另一工艺，该工艺适合于在复合层和薄板之间涂上粘合剂。
制作层压制品时用适当的减摩剂处理在该薄板与该复合层之间是需要的，以便确保在屋顶防雨板成品上施加应力时结构不会分层。适用的减摩剂的实例有MoS2及石墨。
附图详细说明
现在参看附图详细说明本发明，附图中：
图1示出屋顶防雨板的透视图。
实例：层压结构的屋顶防雨板的制备
制备一条组合材料带。先融解14kg的丁基橡胶(丁苯径向嵌段共聚物)。在搅拌该融解的聚合物时，加入1kg碳黑和85kg颗粒状硫酸钡。当碳黑和硫酸钡已均布在液态丁基橡胶中时，浇铸一条带。这条带冷却到环境温度便固化，所获组合材料密度为2.7g/ml，粘附性高。
取得一条宽度为复合带宽度二倍的铝薄板。在一台层压装置中该铝薄板环绕该复合带的一边弯曲并在铝薄板和复合带之间的接触面涂粘合剂，从而获得5层的屋顶防雨板。
在附图所示的实施例中，该屋顶防雨板包括一条导轨构件10和一裙构件20，该导轨构件沿该裙板一边缘固定到该裙板上，并在裙板和例如安装在一斜屋顶的窗户主框架之间起连接件的作用。导轨构件包括许多零件，如11、12、13、14、15，都用作窗户及/或屋顶连接件的作用。由于它们对了解本发明无多大关系，因而对其不作进一步说明。
该裙板20在图上示出的是局部剖视图，从中可见包括一个五层层压结构：上覆盖层21、顶面中间层22、中心层23、下面中间层24和下覆盖层25。
上、下覆盖层21、25都是铝薄板，已通过粘合层22、24固定到复合层23上。如果复合层本身有足够粘性，即在上下覆盖层之间有足够粘合力，因而并不认为中心层是必需的，则中间层可省却，尤其如果覆盖层是环绕中心层自由边26弯曲的单张薄板材时更可省却。
在所示的实施例中，裙板沿其自由边方向加工成波纹。
亦如本申请开头部分所指示，就确保窗孔构件与屋面之间正确配合，稳定而可靠的密封连接而言，裙板层是防雨板主构件。为了确保符合这些要求，保证裙板的装配程序简易性是理想的，它能确保裙板牢靠紧密地装在屋面并呆在此位置不动，不管时间多长，外界影响如何。为此，本发明的组合材料人工就容易弯曲，重量相对较重，弹性小。
Claims (18)
1.一种层压结构的易弯、韧性板状屋顶防雨板，该层压制品包括一复合层和铺在此复合层一侧或两侧上的薄板，其特征在于：复合层包括一支撑材料和一种或多种非结构成分，所述非结构成分的至少一种包括密度大于3.5g/l的重金属化合物。
2.根据权利要求1所述的屋顶防雨板，其特征在于，该重金属化合物的密度为4.5g/l或以上。
3.根据权利要求1或2所述的屋顶防雨板，其特征在于，该非结构成分包括作为金属颗粒的重金属化合物。
4.根据上述任一项权利要求所述的屋顶防雨板，其特征在于，该非结构成分包括作为约束在化合物中的金属的重金属化合物。
5.根据以上任一项权利要求所述的屋顶防雨板，其特征在于，该非结构化合物中的重金属选自钡、铁、银和铜。
6.根据权利要求4或5所述的屋顶防雨板，其特征在于，该非结构成分是硫酸钡。
7.根据以上任一项权利要求所述的屋顶防雨板，其特征在于，作为其它非结构成分存在的该复合层材料包括纤维状材料。
8.根据权利要求7所述的屋顶防雨板，其特征在于，该非结构材料的纤维长度小于10cm，小于5cm较好，小于1cm更好。
9.根据权利要求7或8所述的屋顶防雨板，其特征在于，该纤维排列在主方向。
10.根据以上任一项权利要求所述的屋顶防雨板，其特征在于，该非结构材料可构成复合层材料重量的95％。
11.根据以上任一项权利要求所述的屋顶防雨板，其特征在于，该非结构材料可构成复合层材料的重量的50％以上。
12.根据以上任一项权利要求所述的屋顶防雨板，其特征在于，该非结构材料可构成复合层材料的重量的75％以上。
13.根据以上任一项权利要求所述的屋顶防雨板，其特征在于，该薄板厚度范围在0.1-0.5mm的薄金属薄板。
14.根据权利要求13所述的屋顶防雨板，其特征在于，该金属薄板是铝制的。
15.根据以上任一项权利要求所述的屋顶防雨板，其特征在于，该复合层材料的密度为2.5g/l或以上。
16.根据以上任一项权利要求所述的屋顶防雨板，其特征在于，该导轨沿板状屋顶防雨板的一侧固定，该导轨适宜连接到建筑部件上。
17.根据以上任一项权利要求所述的屋顶防雨板，其特征在于，该板状屋顶防雨板是波浪形的。
18.根据以上任一项权利要求的屋顶防雨板，其特征在于，该薄板包括褶裥。
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