CN204059766U - 增强合成树脂瓦及其生产设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种增强合成树脂瓦，其包括从上到下依次排列且通过多层共挤而热合为一体的四层，这四层分别是：耐候树脂构成的表面层；热塑性树脂构成的上骨架层；高强度有机纤维织布构成的增强层；和热塑性树脂构成的下骨架层；其中，构成增强层的高强度有机纤维织布与上骨架层和下骨架层共融结合。还公开了生产这种增强合成树脂瓦的生产设备。本实用新型的增强合成树脂瓦在结构强度和使用寿命上得到改进。

Description

增强合成树脂瓦及其生产设备

技术领域

本实用新型涉及一种新型屋面防水材料，尤其是一种增强合成树脂瓦。本实用新型还涉及用于生产所述增强合成树脂瓦的专用生产设备。

背景技术

目前，公知的合成树脂瓦为三层结构，其中，以热塑性塑料(例如高分子PVC材料)做骨架层，表面辅以耐候材料(例如丙烯酸酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物)，在底面复合一层玻璃纤维网格布的复合制品。由于PVC材料固有的热胀冷缩特性以及自身机械强度的限制，大面积合成树脂瓦的屋面防水，在炎热的天候中极易塌腰变形、裂缝漏水，而在寒冷的天候中当遇到外力冲击时(如颗粒较大的冰雹、砂石等)，即使底面复合一层玻纤布，仍然无助于表面受冲击时的破裂。特别在合成树脂瓦使用年久后，上述缺陷更会进一步显露。

因此，现有的合成树脂瓦的结构存在结构强度低、使用寿命短等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种增强合成树脂瓦，其能克服现有三层结构的合成树脂瓦的结构强度低、使用寿命短等缺陷。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种增强合成树脂瓦，其包括从上到下依次排列且通过多层共挤而热合为一体的四层，这四层分别是：

耐候树脂构成的表面层；

热塑性树脂构成的上骨架层；

高强度有机纤维织布构成的增强层；和

热塑性树脂构成的下骨架层；

其中，构成增强层的高强度有机纤维织布与上骨架层和下骨架层共融结合。

根据一种可行实施方式，所述增强层以预应力状态夹置于上骨架层和下骨架层之间。

根据一种可行实施方式，构成增强层的高强度有机纤维织布中的每股纤维都以均衡预应力状态夹置于上骨架层和下骨架层之间。

根据一种可行实施方式，构成所述表面层的耐候树脂为ASA树脂，且所述表面层的厚度为0.15-0.20mm。

根据一种可行实施方式，构成所述上骨架层和下骨架层的热塑性树脂为PVC树脂，且所述上骨架层和下骨架层的厚度分别为2-3mm。

根据一种可行实施方式，所述增强合成树脂瓦的瓦形为波形、竹节形、梯形或平板形。

根据一种可行实施方式，所述增强合成树脂瓦设计为具有提供至少1750N承载力的结构和尺寸。

根据一种可行实施方式，所述增强合成树脂瓦具有自身形成的纵向延伸的加强结构。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种用于生产上述增强合成树脂瓦的生产设备，其包括：

表面层单螺杆挤出机；

上骨架层双螺杆挤出机；

分配器，其输入端连接着表面层单螺杆挤出机和上骨架层双螺杆挤出机的输出端；

第一平口模，其输入端连接着分配器的输出端；

下骨架层双螺杆挤出机；

第二平口模，其输入端连接着下骨架层双螺杆挤出机的输出端；

增强层张紧-延展-调正装置；

对所述增强合成树脂瓦的各层材料进行均匀热合操作的三辊压延装置，其布置在第一平口模、第二平口模和增强层张紧-延展-调正装置的下游；以及

瓦形定型装置，其布置在三辊压延装置的下游。

根据一种可行实施方式，所述增强层张紧-延展-调正装置具有使得构成增强层的高强度有机纤维织布在三辊压延装置中在预应力状态下热合定型的结构。

根据本实用新型，通过多层共挤提供的增强合成树脂瓦产品除了在保持合成树脂瓦抗老化、耐腐蚀、难燃烧等优良特性外，还使产品的抗冲击性能、承载性能以及受热尺寸变形率等特性均得到有效提高。本实用新型的增强合成树脂瓦在结构强度和使用寿命得到改进，为现代大跨度、大屋面建筑防水提供了一种新型材料。

附图说明

图1是根据本实用新型的增强合成树脂瓦的层面结构示意图；

图2-4是根据本实用新型的增强合成树脂瓦的各种可行形状的外观图；

图5是根据本实用新型的增强合成树脂瓦生产设备的示意图。

具体实施方式

下面参照附图描述本实用新型的可行实施方式。

图1示意性地示出了根据本实用新型的一个实施方式的具有通过多层共挤形成的四层结构的增强合成树脂瓦100，包括最上方的表面层L1，位于表面层L1下面的上骨架层L2，位于上骨架层L2下面的增强层L3，以及位于增强层L3下面的下骨架层L4。这四个层彼此层压且融合在一起，构成一体的层合结构。

根据一种可行实施方式，本实用新型的增强合成树脂瓦100采用四层复合共挤(共融)成型技术，使多层材料有机的结合为一个坚固的整体。

根据一种可行实施方式，所述表面层L1为共挤的耐候树脂层，例如ASA树脂层，其厚度为0.15-0.20mm，以保证本实用新型的增强合成树脂瓦100在自然天候环境中的耐侯性。上骨架层L2和下骨架层L4均为共挤的热塑性树脂层，例如PVC树脂层，厚度均为2-3mm，以保证本实用新型的增强合成树脂瓦100的机械性能和难燃烧、耐腐蚀等特性。增强层L3是本实用新型的增强合成树脂瓦100中的关键层，是在上骨架层L2和下骨架层L4之间共挤夹置的一层有机材料的高强纤维织布。由于高强纤维织布具有机械强度高，遇冷、热尺寸变化率小等特点，且优选在预应力状态下共挤定型，从而使本实用新型的增强合成树脂瓦100的抗冲击性、承载性以及受热尺寸变形率等性能都得到有效提高。尤其是在使用年久之后，本实用新型的增强合成树脂瓦100的各项性能仍然会保持良好。

作为增强层L3的构成增强材料的纤维织布，其各股纤维可以通过热压嵌入上骨架层L2和下骨架层L4的材料中，并且增强层L3与上骨架层L2和下骨架层L4的材料共融结合(即实现分子间结合)。这样，整个增强合成树脂瓦100的结构强度可以提高。

纤维织布的每股纤维可以都在均衡预应力状态下成型(类似于预应力钢筋混凝土制件效果)，使得增强合成树脂瓦100中的每种材料的机械性能都能有效发挥，进而，使本实用新型的增强合成树脂瓦100的整体物理机械性能得以有效的提高。

本领域技术人员能够理解本实用新型的四层结构的增强合成树脂瓦100与现有技术的三层结构的增强合成树脂瓦之间的实质性区别。现有的三层结构的增强合成树脂瓦包括上面的耐候材料、中间的骨架层以及下面的玻璃纤维网格布。由于玻璃纤维网格布结合在骨架层的下表面上，并且暴露于外界，因此，无法对玻璃纤维网格布施加预应力，也就无法对骨架层施加大的约束力，因而对骨架层的增强作用有限。甚至在长时间使用后，玻璃纤维网格布有局部受损或从骨架层分离的可能，这会导致增强合成树脂瓦的性能退化。

与此不同，在本实用新型的四层结构的增强合成树脂瓦100中，有机材料的增强层L3被夹置于上骨架层L2和下骨架层L4之间并且与它们共融结合，这是对增强层L3施加预应力的关键条件，也是现有技术中的玻璃纤维网格布无法实现的(玻璃纤维为无机材料，无法实现与骨架层的树脂之间的分子间结合)。

增强层L3优选处在预应力状态，甚至每股纤维都处在均衡预应力状态，因此增强层L3可对上骨架层L2和下骨架层L4提供非常高的增强效果，进一步使得本实用新型的增强合成树脂瓦100具有高强度。

此外，增强层L3被夹置于上骨架层L2和下骨架层L4之间，而非暴露于外界，因此，其不容易局部受损或从骨架层分离，因而能够持久地保持增强合成树脂瓦100的性能。

图1中所示的增强合成树脂瓦100呈平板状，但根据本实用新型的各种可行实施方式，增强合成树脂瓦100可以具有其它瓦形。

例如，根据图2所示的实施方式，增强合成树脂瓦100具有波纹形结构，即增强合成树脂瓦100具有纵向延伸的圆弧形隆起部100a和圆弧形底部100b。通过这种波纹结构，可以进一步提高增强合成树脂瓦100的强度。

根据图3所示的实施方式，增强合成树脂瓦100具有竹节形结构，即增强合成树脂瓦100具有纵向延伸的圆弧形隆起部100a和大致平坦的底部100b。此外，增强合成树脂瓦100在纵向上分为多段100c，每段100c的纵向延伸方向相对于增强合成树脂瓦100的纵向成一定的角度(例如5至15度)，使得各段100c之间错落衔接。通过这种竹节形结构，可以进一步提高增强合成树脂瓦100的强度，并且能够获得传统屋顶瓦的美感。

根据图4所示的实施方式，增强合成树脂瓦100具有梯形结构，即增强合成树脂瓦100具有纵向延伸的梯形隆起部100a和大致平坦的底部100b。底部100b的横向宽度大于隆起部100a的横向宽度，并且底部100b上形成有纵向延伸的加强肋100d。通过这种梯形结构，可以进一步提高增强合成树脂瓦100的强度。

其它有助于提高增强合成树脂瓦100强度和/或美感的结构也可以采用。

本实用新型在其另一方面提供了用于通过多层共挤生产所述增强合成树脂瓦100的专用生产设备。下面描述增强合成树脂瓦100的生产设备及生产工艺。

本实用新型的生产设备主要包括：表面层单螺杆挤出机1，用于输送表面层树脂；上骨架层双螺杆挤出机10，用于输送上骨架层树脂；分配器2，其输入端连接着表面层单螺杆挤出机1和上骨架层双螺杆挤出机10的输出端，用于接收并均匀分配所述输送的表面层树脂和上骨架层树脂；第一平口模4，其输入端连接着分配器2的输出端，以便接收表面层树脂和上骨架层树脂并且共同挤出表面层树脂与上骨架层树脂的复合带料5；下骨架层双螺杆挤出机6，用于输送下骨架层树脂；第二平口模7，其输入端连接着下骨架层双螺杆挤出机6的输出端，用于接收下骨架层树脂并挤出下骨架带料8；增强层张紧-延展-调正装置9，用于输出增强纤维织料3；三辊压延装置11，其布置在第一平口模4、第二平口模7和增强层张紧-延展-调正装置9的下游，用于接收复合带料5、增强纤维织料3和下骨架带料8(其中增强纤维织料3位于复合带料5中的上骨架层树脂与下骨架带料8之间)，并将它们热合成平形板材12；瓦形定型装置13，其布置在三辊压延装置11的下游，用于接收平形板材12并将其定型。

在生产增强合成树脂瓦100时，通过单螺杆挤出机1将表面层树脂(例如ASA树脂)挤入分配器2，通过双螺杆挤出机10将上骨架层树脂(例如PVC)混合料挤入分配器2，分配器2将表面层树脂、上骨架层树脂混合料均匀分配并通过第一平口模4共同挤出，实现产品表面层树脂与上骨架层树脂的复合带料5。同时，通过双螺杆挤出机6将下骨架层树脂混合料通过第二平口模7挤出，实现产品的下骨架带料8；通过张紧-延展-调正装置9，将增强纤维织料3在预应力状态下送入表面层树脂与上骨架层树脂的复合带料5与下骨架带料8之间。

接下来，通过三辊压延机11，将表面层在预应力状态下与上骨架的复合带料5、增强纤维织料3以及下骨架带料8进行热合、延展、整形，实现增强合成树脂瓦的平形板材12。

接下来，平形板材12通过瓦形定型装置13，定型为竹节形、梯形、波纹形等屋面瓦形状的增强合成树脂瓦100。

在瓦形定型装置13下游，可以设置切断装置(未示出)，以将增强合成树脂瓦100切割成预定长度。

本领域技术人员能够理解，根据本实用新型的生产设备，在上骨架层双螺杆挤出机10和下骨架层双螺杆挤出机6之间设置了增强层张紧-延展-调正装置9，并通过下游的三辊压延装置11使多层材料均匀热合，从而能够获得坚固的整体式增强合成树脂瓦100。

为说明上述增强合成树脂瓦性能指标的提高情况，本实用新型通过以下方法进行对比实验。

首先，试样制备。本实验将试样分为“实验”和“对照”2组，用同一试验设备和在同一试验条件下进行。实验组为本实用新型的增强合成树脂瓦，对照组为现有技术的合成树脂瓦。两组产品试样的波形、厚度、尺寸以及生产日期等相同。

接下来，进行低温落锤冲击试验。试验依据：JG/T346-2011标准(合成树脂装饰瓦)，试验方法：GB/T8814-2004标准，试验设备：低温落锤冲击试验机。标准试验：对照组与实验组全部合格；破坏试验：将试验落锤高度在标准高度的基础上提高35％，对照组结果是试样破裂，实验组结果是试样完好。因此，可以得出，同现有技术的合成树脂瓦相比，本实用新型的增强合成树脂瓦的抗冲击能力得到大幅提高。

接下来，进行承载性能试验。试验依据：JG/T346-2011标准(合成树脂装饰瓦)，试验方法：GB/T9341-2008标准，试验设备：承载性能试验机。试验结果：当两组挠度均为3％的标准值时，对照组承载力是1198N，实验组承载力是至少1750N。因此，可以得出，同现有技术的合成树脂瓦相比，本实用新型的增强合成树脂瓦的承载能力得到大幅提高。

接下来，进行加热后尺寸变化率测定。试验依据：JG/T346-2011标准(合成树脂装饰瓦)，试验方法：GB/8814-2004标准，试验设备：电热鼓风箱、温度计。试验结果：对照组加热后尺寸变化率为1.92％，试验组加热后尺寸变化率为1.37％。因此，可以得出，同现有技术的合成树脂瓦相比，本实用新型的增强合成树脂瓦的加热后尺寸稳定性得到大幅提高。

本实用新型的增强合成树脂瓦通过自主创新的工艺与设备，在现有合成树脂瓦的骨架层间复合共挤了一层高强纤维织布，使产品的抗冲击性、承载性以及受热尺寸变形率等性能比现有合成树脂瓦，分别提高了35％、46％、28％。有效地解决了合成树脂瓦受天候影响，遇冷抗冲击性能不足，遇热承载性能不足等缺陷。本实用新型的增强合成树脂瓦在结构强度和使用寿命方面都得到了改进，为现代化永久性、大跨度建筑的屋面防水、装饰，提供了一种新型建材。同时，增强合成树脂瓦连续生产设备的创新研制，还为增强合成树脂瓦规模化生产奠定了坚实的硬件基础。

虽然这里参考具体的实施方式描述了本实用新型，但是本实用新型的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。

Claims (10)

1.一种增强合成树脂瓦，其特征在于，包括从上到下依次排列且通过多层共挤而热合为一体的四层，这四层分别是：

耐候树脂构成的表面层(L1)；

热塑性树脂构成的上骨架层(L2)；

高强度有机纤维织布构成的增强层(L3)；和

热塑性树脂构成的下骨架层(L4)；

其中，构成增强层(L3)的高强度有机纤维织布与上骨架层(L2)和下骨架层(L4)共融结合。

2.如权利要求1所述的增强合成树脂瓦，其特征在于，所述增强层(L3)以预应力状态夹置于上骨架层(L2)和下骨架层(L4)之间。

3.如权利要求2所述的增强合成树脂瓦，其特征在于，构成增强层(L3)的高强度有机纤维织布中的每股纤维都以均衡预应力状态夹置于上骨架层(L2)和下骨架层(L4)之间。

4.如权利要求1所述的增强合成树脂瓦，其特征在于，构成所述表面层(L1)的耐候树脂为ASA树脂，且所述表面层(L1)的厚度为0.15-0.20mm。

5.如权利要求1所述的增强合成树脂瓦，其特征在于，构成所述上骨架层(L2)和下骨架层(L4)的热塑性树脂为PVC树脂，且所述上骨架层(L2)和下骨架层(L4)的厚度分别为2-3mm。

6.如权利要求1至5中任一项所述的增强合成树脂瓦，其特征在于，所述增强合成树脂瓦的瓦形为波形、竹节形、梯形或平板形。

7.如权利要求1至5中任一项所述的增强合成树脂瓦，其特征在于，所述增强合成树脂瓦设计为具有提供至少1750N承载力的结构和尺寸。

8.如权利要求1至5中任一项所述的增强合成树脂瓦，其特征在于，所述增强合成树脂瓦具有自身形成的纵向延伸的加强结构。

9.一种用于生产如权利要求1至8中任一项所述的增强合成树脂瓦的生产设备，其特征在于，包括：

表面层单螺杆挤出机(1)；

上骨架层双螺杆挤出机(10)；

分配器(2)，其输入端连接着表面层单螺杆挤出机(1)和上骨架层双螺杆挤出机(10)的输出端；

第一平口模(4)，其输入端连接着分配器(2)的输出端；

下骨架层双螺杆挤出机(6)；

第二平口模(7)，其输入端连接着下骨架层双螺杆挤出机(6)的输出端；

增强层张紧-延展-调正装置(9)；

对所述增强合成树脂瓦的各层材料进行均匀热合操作的三辊压延装置(11)，其布置在第一平口模(4)、第二平口模(7)和增强层张紧-延展-调正装置(9)的下游；以及

瓦形定型装置(13)，其布置在三辊压延装置(11)的下游。

10.如权利要求9所述的生产设备，其特征在于，所述增强层张紧-延展-调正装置(9)具有使得构成增强层(L3)的高强度有机纤维织布在三辊压延装置(11)中在预应力状态下热合定型的结构。