WO2013139214A1

WO2013139214A1 - 轻型屋面系统

Info

Publication number: WO2013139214A1
Application number: PCT/CN2013/072450
Authority: WO
Inventors: 王�忠
Original assignee: 海南红杉科创实业有限公司
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2013-09-26
Also published as: CN102587591A; US20150064443A1; CN102587591B; US9556616B2

Abstract

一种轻型屋面系统，由基材层和防水面层组成，防水面层包括由功能性涂料制成的功能性涂料层以及由防水涂料制成的防水层，功能性涂料包括基料以及功能材料，功能材料包括无机薄片状材料、无机高硬度耐磨材料、韧性好的聚合物粉末，无机薄片状材料的加入量占功能性涂料总重量的1%〜8%；无机高硬度耐磨材料的加入量占功能性涂料总重量的2%〜15%；韧性好的聚合物粉末的加入量占功能性涂料总重量的1%〜8%。

Description

轻型屋面系统

本申请要求 2012 年 03 月 19 日提交中国专利局、申请号为 201210073416.7、发明名称为"轻型屋面系统"的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及屋面结构技术领域，尤其涉及一种结构筒单的轻型屋面系统。

背景技术

近年来，能源危机在全球愈演愈烈，已成为国家和社会可持续发展的一个重大主题。建筑能耗占发达国家全国总能耗的 30%左右，在节能减排的大形势下，对工程施工的节能需求不断提高。

如图 1所示，现有的建筑屋面系统，如《中南地区建筑标准设计建筑图集》中的上人屋面，其由基材层 1、找坡层 2、找平层 3、防水层 4、隔热保温层 5、隔离层 6、保护层 7、装饰层 8等多层次、多重材料搭配而成，虽然能实现建筑屋面防水、隔热、保温等功能，但由于其为多层结构，所以还不可避免地存在以下明显的缺陷：

1、由于由多种材料的多层结构组成，施工工艺复杂繁瑣，材料消耗大，工期长，且需要专业的施工人员，成本高；

2、由于用材多为砂浆、防水卷材、防水涂料、保温材料等建筑材料，房屋承重结构负担大，钢筋材料消耗和施工过程中的能源、建材消耗大；

3、采用不同材料多层叠加的结构，由于各层材料的膨胀系数不一致，容易导致屋面开裂，出现漏水现象；

4、由于为多层叠加结构，最外层的保护层多为水泥砂浆等刚性材料。一旦屋面结构出现人为或自然破损，则难以排查检测，只能整体掀掉，重新铺设，资源消耗大，维护成本高；

5、现有屋面系统在施工、维护时需消耗大量不可回收的材料，产生建筑垃圾多，不仅消耗过度的资源，还对环境造成破坏； 6、现有屋面系统用材中，大多含有易燃材料，特别是防水和保温材料，燃烧时甚至会产生毒烟，存在较大的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轻型屋面系统，能以筒单的结构实现防水、隔热等功能，降低施工难度及维护难度。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种轻型屋面系统，由基材层和防水面层组成，所述防水面层包括由功能性涂料制成的功能性涂料层以及由防水涂料制成的防水层，所述功能性涂料包括基料以及功能材料，所述功能材料包括无机薄片状材料、无机高硬度耐磨材料、韧性好的聚合物粉末，所述无机薄片状材料的加入量占功能性涂料总重量的 1%~8%；无机高硬度耐磨材料的加入量占功能性涂料总重量的 2%~15%；韧性好的聚合物粉末的加入量占功能性涂料总重量的 1%~8%。本技术方案中，基料可选用现有技术中任一种水性反射隔热涂料，此处不再赘述；本技术方案在基料中添加对太阳紫外线辐射隔绝效果好的材料一占涂料总重量的 1%~8%的无机薄片状材料，隔绝紫外线辐射，保护涂料膜基材免收紫外线老化作用；添加耐磨性高的填料一占涂料总重量的 2%~15%的无机高硬度耐磨材料，增强涂料膜表面的耐磨耗性；添加有机高分子粉末——占涂料总重量的 1%~8%的韧性好的聚合物粉末，增强涂料膜表面的填料粒子的韧性，减少刚性填料的磨损与基体树脂的磨耗。

优选地，所述防水层以防水涂料涂覆在基材层上形成。

优选地，所述防水面层还包括罩面漆层，位于防水面层的最外侧。优选地，无机薄片状材料为絹云母、玻璃鳞片、云母氧化铁中的任意一种或两种以上的混合物。选用絹云母粉、玻璃鳞片、云母氧化铁作为无机薄片状材料。这类薄片状的粉末，粒子的长径比一般在 1:10~1 :50, 在涂料施工的外压力作用下，这些粒子沿着外力垂直方向平行排列。如果涂料中这类薄片状的材料加入量足够，这些粒子间就会重叠起来，在涂膜中许多层这样排列的粒子层，形成一道紫外线的天然屏障。选用絹云母、玻璃鳞片之类的无机材料，是因为紫外线对这类材料的破环作用小，隔绝紫外线的时间长。同时这类无机的隔绝紫外线材料较有机的紫外线吸收剂的有效使用寿命长得多。而在常规的反射隔热涂料中，一般不加这类薄片状的无机材料，即使加入这类薄片状的材料，加入的量也很少；加入的目的不是阻隔紫外线，而是为了增加涂料中其他填料粒子的悬浮性、防止沉淀而力口入的。

优选地，无机薄片状材料的加入量占功能性涂料总重量的 3%~5%。优选地，无机高硬度耐磨材料为石英砂、重晶石、氧化锆中的任意一种或两种以上的混合物。硬度高的无机材料在耐磨性与抗刮伤性方面性能优异，在屋面涂料中选用是合适的。在常规的反射隔热涂料中加入的填料，大部分是高岭土、滑石粉、碳酸 4弓、钛白粉等粉体，这些粉体是软质的粉体，硬度都很低，粉体耐磨性性差，用这类材料制备的涂料膜耐磨性、耐刮伤性差。本技术方案中采用加入高硬度的填料，增加涂膜的硬度，提高耐磨性。选用石英砂、重晶石、氧化锆作为无机高硬度耐磨材料，这些高硬度的粒子在涂料成膜时被包嵌在高分子成膜物质基料中，当涂膜表面受到外界的摩擦时，高硬度的粒子承担了大部分的摩擦力，减轻了涂料膜表面的磨耗作用，同时也保护了基料，使之免受刮伤。

优选地，无机高硬度耐磨材料的加入量占功能性涂料总重量的 8%~12%。

优选地，韧性好的聚合物粉末为尼龙粉末、聚四氟乙烯粉末、聚酯树脂粉末中的任意一种或两种以上的混合物。尼龙粉末、聚四氟乙烯粉末、聚酯树脂粉末的特点是籾性好，在受到外力的摩擦作用时，表现出很低的摩擦系数，能够大大提高材料的耐磨性。这类粉末树脂材料是有机材料，与基料的材料结构相似，结合力好；这类粉体表面经过处理后，与基料的相容性更好，高分子粉末粒子与基材的结合力更强，高分子粉末粒子在摩擦过程中与基料分离的可能性比无机粉体从基材中分离的小的多。特别是在沖击力的作用下，韧性的粒子受到沖击力作用时产生形变，这种形变吸收大部分沖击力而不会产生韧性粒子破坏。

优选地，聚合物粉末的加入量占功能性涂料总重量的 2%~6%。

本发明还提供一种轻型屋面系统，由防水基材层和面层组成，所述防水基材层由自防水材料形成，所述面层包括由功能性涂料制成的功能性材料层，所述功能性涂料包括基料以及功能材料，所述功能材料包括无机薄片状材料、无机高硬度耐磨材料、韧性好的聚合物粉末，所述无机薄片状材料的加入量占功能性涂料总重量的 1%~8%；无机高硬度耐磨材料的加入量占功能性涂料总重量的 2%~15%；韧性好的聚合物粉末的加入量占功能性涂料总重量的 1%~8%。

与现有技术相比，本发明的轻型屋面系统，由于仅包括基材层及防水面层，防水面层包括由功能性涂料形成的功能性涂料层，设置的防水面层取代现有技术多层结构的技术方案，施工筒便，节省了人力、物力和时间，降低成本，提高效率。在本发明中的功能性涂料，由于采用了无机、有机两种类型的粉末粒子，这两种粒子在基材的摩擦过程中起到协调效应，无机薄片状材料提高涂料的隔热性，无机高硬度耐磨材料承担外界的摩擦力与刮伤作用，减少了涂膜层的磨损；有机材料一籾性好的聚合物材料承担沖击负荷，同时，聚合物材料被磨耗后产生的聚合物微粒，分布在涂膜表面，填充了涂膜表面的微孔，使表面更光滑，这样就降低了涂膜表面的摩擦系数，减少了涂膜层的磨耗。

由于本发明除基材层外，选材全部使用涂料，重量轻，可有效减少承重机构负担，避免不必要的钢筋材料和施工过程中能源、建材的消耗。

由于本发明仅为两层结构，屋面结构筒单，使用材料膨胀系数接近，可有效避免屋面开裂导致的漏水现象。

由于本发明仅为两层结构，在破损、出现渗漏时，可从屋面外部直观进行排查，并有针对性的对破损部位进行维护，资源消耗少，可大幅降低维护成本。

由于本发明仅为两层结构，抛弃了现有技术大量材料，使用阻燃性好、无毒的涂料形成面层，解决了安全隐患问题。

附图说明

图 1为现有技术中屋面系统的结构示意图；

图 2为本发明轻型屋面系统实施例一的结构示意图；

图 3为本发明轻型屋面系统实施例二的结构示意图。具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面通过具体的实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例一

参见图 2,本实施例的轻型屋面系统包括基材层 1及防水面层 9,其中防水面层 9包括由防水涂料制成的防水涂料层以及由功能性涂料制成的功能性涂料层，防水涂料层由防水涂料直接涂覆在基材层 1上形成，功能性涂料层由功能性涂料涂覆在防水涂料层上形成。基材层 1可由混凝土或金属或高分子材料或木质或屋面瓦形成。本实施例由非自防水材料构成基材层，其施工方法如下：

对于由非自防水材料构成的基材层，可在基材层上涂布 2遍防水涂料，形成防水涂料层，再在防水涂料层之上涂布功能性涂料，均勾涂布 2遍，形成功能性涂料层，即得到本实施例的轻型屋面系统，该轻型屋面系统整体实现防水、隔热等效果。涂料功能越多、功能性越强、涂布越厚，屋面系统表现出的功能性效果越好。

前述的非自防水材料即普通的砼、砂浆；

本实施例的轻型屋面系统，屋面长期使用过后出现破损，可用肉眼直接观察查找破损部位，将其外表面进行清洁、平整后，按照前述的施工方法进行涂布，即可实现修复。为延长屋面使用寿命，亦可按此方法对屋面进行整体处理。

前述功能性涂料的生产方法与传统的外墙涂料生产方法相同，在涂料生产的制浆阶段加入功能材料，再按照常规涂料的方法生产，即可得到本发明所用的功能性涂料。本发明的屋面反射隔热涂料的施工方法与常规的方法相同。涂料施工时涂布 2遍，涂料膜厚度在 0.3mm~0.5mm即可满足隔热要求。本发明所用的功能性涂料的实施例一~六参见下表 1 , 表 1中同时给出了现有技术中反射隔热涂料配方作为比较例。 (质量％)

以上实施例中，选用云母氧化铁、絹云母粉作为无机薄片状材料，在其他实施例中，也可选用玻璃鳞片作为无机薄片状材料，也可选用这三者中的任意两种或三种的混合物作为无机薄片状材料。其他与前述三种材料性能接近的无机薄片状材料也可选用。

以上实施例中，选用氧化锆、石英粉作为无机高硬度耐磨材料，在其他实施例中，也可选用重晶石作为无机高硬度耐磨材料，或者选用这三者中的任意两种或三种的混合物作为无机高硬度耐磨材料。其他与前述三种材料性能接近的无机高硬度耐磨材料也可选用。

以上实施例中，选用聚四氟乙烯粉末、聚酯树脂粉末作为韧性好的聚合物粉末，在其他实施例中，也可选用尼龙粉末作为韧性好的聚合物粉末，或者选用这三者中的任意两种或三种的混合物作为作为无机高硬度耐磨材料。其他与前述三种材料性能接近的韧性好的聚合物粉末也可选用。将以上实施例及比较例制得的涂料用于屋面施工，而后进行性能比较, 结果如下表 2:

表 2 性能比较表

由表 2可知，采用本发明所用的功能性涂料制成的涂膜，各项物性均优于现有技术中涂料的物性。

实施例二

参见图 3 , 本实施例中的轻型屋面系统，由防水基材层 2及面层 10组成，面层 10由功能性涂料制成，防水基材层由自防水材料制成，功能性涂料的配方及性能与实施例一相同，此处不再赘述。

本实施例中的轻型屋面系统，其施工方法如下：

把防水基材层表面进行清洁、平整后，将功能性涂料在防水基材层表面均匀涂布 2遍，涂布厚度为 0.3 mm ~0.5mm。

为加强屋面的防水效果，可先在防水基材层上涂布 2遍防水涂料，再在防水基材层之上涂布功能性涂料，均匀涂布 2遍，即得到本实施例的轻型屋面系统，该轻型屋面系统整体实现防水、隔热等效果。涂料功能越多、功能性越强、涂布越厚，屋面系统表现出的功能性效果越好。

前述的自防水材料即防水砼、防水砂浆。在其他实施例中，可以在面层或防水面层中设置罩面漆层，即在功能性涂料层上增加一层多功能罩面漆作保护，起到增强屋面系统的耐玷污性、防水性和耐候性等作用。

在本发明所使用的功能性涂料中，可以根据实际需要，再添加其他物质，以实现相应的功能，形成的功能性涂料作为面层与基材层结合，形成一种功能更多的轻型屋面系统。

以上对本发明进行了详细介绍，文中应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

权利要求

1、一种轻型屋面系统，其特征在于，由基材层和防水面层组成，所述防水面层包括由功能性涂料制成的功能性涂料层以及由防水涂料制成的防水层，所述功能性涂料包括基料以及功能材料，所述功能材料包括无机薄片状材料、无机高硬度耐磨材料、韧性好的聚合物粉末，所述无机薄片状材料的加入量占功能性涂料总重量的 1%~8%；无机高硬度耐磨材料的加入量占功能性涂料总重量的 2%~15%；韧性好的聚合物粉末的加入量占功能性涂料总重量的 1%~8%。

2、根据权利要求 1所述的轻型屋面系统，其特征在于，所述防水层以防水涂料涂覆在基材层上形成。

3、根据权利要求 1所述的轻型屋面系统，其特征在于，所述防水面层还包括罩面漆层，位于防水面层的最外侧。

4、根据权利要求 1所述的轻型屋面系统，其特征在于，无机薄片状材料为絹云母、玻璃鳞片、云母氧化铁中的任意一种或两种以上的混合物。

5、根据权利要求 1所述的轻型屋面系统，其特征在于，无机薄片状材料的加入量占涂料总重量的 3%~5%。

6、根据权利要求 1所述的轻型屋面系统，其特征在于，无机高硬度耐磨材料为石英砂、重晶石、氧化锆中的任意一种或两种以上的混合物。

7、根据权利要求 1所述的轻型屋面系统，其特征在于，无机高硬度耐磨材料的加入量占功能性涂料总重量的 8%~12%。

8、根据权利要求 1所述的轻型屋面系统，其特征在于，韧性好的聚合物粉末为尼龙粉末、聚四氟乙烯粉末、聚酯树脂粉末中的任意一种或两种以上的混合物。

9、根据权利要求 1所述的轻型屋面系统，其特征在于，聚合物粉末的加入量占功能性涂料总重量的 2%~6%。

10、一种轻型屋面系统，其特征在于，由防水基材层和面层组成，所述防水基材层由自防水材料形成，所述面层包括由功能性涂料制成的功能性材料层，所述功能性涂料包括基料以及功能材料，所述功能材料包括无机薄片状材料、无机高硬度耐磨材料、韧性好的聚合物粉末，所述无机薄片状材料的加入量占功能性涂料总重量的 1%~8%；无机高硬度耐磨材料的加入量占功能性涂料总重量的 2%~15%；韧性好的聚合物粉末的加入量占功能性涂料总重量的 1%~8%。