一种相变保温柔性饰面材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种相变保温柔性饰面材料及其制备方法。具体实施方案：本发明提供一种相变保温柔性饰面材料主要以泥粉、相变微胶囊、胶黏剂、交联剂为主要原料，涂覆在模板上通过梯度温度烘烤成型制成，原料成分及质量份数如下：泥粉30-50%；相变微胶囊5-10%；胶黏剂15-30%；有机膨润土3-6%；乳化剂0.5-1%；助剂1-5%；交联剂1-5%；水10-20%。本发明具有以下有益效果：本发明与现有柔性饰面材料的技术相比具有如下优点：在不损失现有柔性高分子饰面材料优点的前提下，将保温、装饰功能融为一体，简化了施工工艺，拓宽了产品的使用范围，具有广阔的市场前景；本发明不需要高温烧结，有利于节能减排，并且生产使用中没有有毒气体释放，对环境和人体健康没有危害。
【专利说明】一种相变保温柔性饰面材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑保温装饰材料领域，特别是一种相变保温柔性饰面材料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 随着城市发展速度的加快，高楼大厦越来越多，而且随着设计理念的改变，建筑的 形态也日新月异，更加独特。
[0003] 传统外墙面砖由于比重大，不可形变，透气性差等自身因素，已经越来越不能适应 现代建筑外墙面砖的要求。外墙涂料虽然颜色丰富，装饰性比较强，但单一的功能及耐久性 问题难以符合装饰要求。而应运而生的柔性饰面砖(软瓷)，由于有着独特的柔韧性，较低的 比重，优异的防火，防水，透气性及极强的表现力已经在外墙面砖中崭露头角。
[0004] 目前建筑保温手段多集中于刷涂隔热涂料、粘贴复合保温板等，这些方式都是被 动式隔热，不能对热能进行充分利用，并且涂料隔热效果不明显、耐久耐污性差，保温板生 产成本高、施工复杂。近年来兴起的相变微胶囊材料(MicroPCMs)以其能够自动控温、主动 储能等特点，在生活食品运输、保温服等领域有着广泛应用，在建筑领域也尝试将其添加到 建筑砂浆中以期获得保温效果，但由于其会严重影响砂浆强度而没能得到真正推广。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于提供一种相变保温柔性饰面材料及其制备方法。该饰面材料综合 了柔性饰面砖轻质、装饰性强以及MicroPCMs高效储热保温的特点，并且生产过程绿色环 保，施工简便易行，是一种理想的建筑装饰保温材料。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明提供一种相变保温柔性饰 面材料主要以泥粉、MicroPCMs、胶黏剂、交联剂为主要原料，涂覆在模板上通过梯度温度烘 烤成型制成，原料成分及质量份数如下： 泥粉 30-50% 相变微胶囊（MicroPCMs) 5-10% 胶黏剂 15-30% 有机膨润土 3-6% 乳化剂 0. 5-1% 助剂 1-5% 交联剂 1-5% 水 10-20%。
[0007] 进一步地，所述泥粉为凹土、砂土、高岭土、蒙脱石土、伊利石土中的至少一种，平 均粒径为100?300目。
[0008] 进一步地，所述的相变微胶囊（MicroPCMs)为自制的丙烯酸酯/相变石錯微胶囊。
[0009] 进一步地，所述丙烯酸酯壳材为丙烯酸甲酯、丙烯酸共聚物；芯材为35-55的相变 石蜡。
[0010] 进一步地，所述的胶黏剂主要成分为常温自交联核壳丙烯酸酯类共聚物、有机硅 改性丙烯酸酯乳液中的至少一种，其玻璃化温度在-20?35°C范围内，固含量为40?55%。
[0011] 进一步地，所述的有机膨润土为十六烷基三甲基溴化铵（CTAB)改性的钠基膨润 土、CTAB改性的锂基膨润土中的至少一种。
[0012] 进一步地，所述乳化剂为烷基铵盐或季铵盐中的至少一种。
[0013] 进一步地，所述助剂包括分散剂、消泡剂、交联剂、润湿剂、增稠剂和本领域公知的 其他助剂。
[0014] 进一步地，所述交联剂为丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸、季戊四醇三丙烯酸酯中的 至少一种。
[0015] 进一步地，它制备方法如下： 1、 天然泥土经淘洗、沉淀、过滤、烘干、粉碎、过100?300目筛后得到天然泥粉； 2、 将所述配方量的胶黏剂、水、乳化剂、消泡剂、助剂、交联剂加入到分散机中以 1600?2000r/min高速混合，然后缓慢加入所述有机膨润土，当所述有机膨润土充分分散 后，降低转速至600?800r/min，缓慢加入相变微胶囊（MicroPCMs)，搅拌15?20min，最后 加入泥粉； 3、 将所述步骤（2)得到的混合料披挂在模具上，披挂厚度为3?10_，然后放入烘箱低 温养护至表面没有明显水分，养护时间为4?10h，养护温度为50?70°C ; 4、 养护完成后，将模具从材料表面剥离，然后放入高温烘箱中烘烤，烘烤时间1?3h， 温度100?120°C，烘烤结束后，将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。
[0016] 本发明具有以下有益效果：本发明将柔性饰面砖制备技术与MicroPCMs技术有机 结合制备相变保温柔性饰面材料，它结合了柔性饰面砖装饰性强、安全性高的优点，同时利 用柔性面砖中的有机相组分将MicroPCMs紧密包裹，利用MicroPCMs储能特性，减小柔性饰 面材料表面中的昼夜温差，阻隔热量传导，达到建筑外饰面装饰保温一体化的效果。
[0017] 本发明与现有柔性饰面材料的技术相比具有如下优点：在不损失现有柔性高分子 饰面材料优点的前提下，将保温、装饰功能融为一体，简化了施工工艺，拓宽了产品的使用 范围，具有广阔的市场前景；本发明不需要高温烧结，有利于节能减排，并且生产使用中没 有有毒气体释放，对环境和人体健康没有危害。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本发明保温性能测试装置示意图。
[0019] 图2为添加和未添加 MicroPCMs所制备柔性保温材料的升温曲线。
[0020] 附图标记说明：红外灯1、柔性饰面砖2、聚苯乙烯泡沫箱3、测温仪4、未添加 MicroPCMs柔性保温材料的升温曲线a、添加 MicroPCMs柔性保温材料的升温曲线b。
【具体实施方式】
[0021] 实施例1 :高岭土 40%、MicroPCMs 6%、自交联型丙烯酸酯乳液30%、丙烯酸3%、助 剂2. 5%、十六烷基三甲基溴化铵0. 5%、钠基有机膨润土 4%、水14 %按质量份配料。将自交 联型丙烯酸酯乳液、水、十六烷基三甲基溴化铵、助剂、丙烯酸加入到分散机中以2000r/min 高速混合，然后缓慢加入钠基膨润土，当膨润土充分分散后，降低转速至800r/min，缓慢加 入MicroPCMs，搅拌20min ;最后缓慢加入高岭土。将得到的混合料批刮在模具上，披挂厚度 为4mm，然后放入50°C烘箱养护时间为4h。将材料从模具剥离，放入100°C烘箱烘烤lh，取 出将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。
[0022] 实施例2 :凹土 30%、MicroPCMs 5%、自交联型丙烯酸酯乳液40%、丙烯酸2%、助剂 2. 5%、十六烷基三甲基溴化铵0. 5%、钠基有机膨润土 3%、水17 %按质量份配料。将自交联 型丙烯酸酯乳液、水、十六烷基三甲基溴化铵、助剂、丙烯酸加入到分散机中以2000r/min 高速混合，然后缓慢加入钠基膨润土，当膨润土充分分散后，降低转速至800r/min，缓慢加 入MicroPCMs，搅拌20min ;最后缓慢加入凹土。将得到的混合料批刮在模具上，披挂厚度为 5mm，然后放入60°C烘箱养护时间为4h。将材料从模具剥离，放入110°C烘箱烘烤lh，取出 将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。
[0023] 实施例3 :蒙脱土 40%、MicroPCMs 9%、自交联型丙烯酸酯乳液25%、甲基丙烯酸2%、 助剂2. 5%、十四烷基三甲基溴化铵0. 5%、锂基有机膨润土 3%、水18 %按质量份配料。将 自交联型丙烯酸酯乳液、水、十四烷基三甲基溴化铵、助剂、甲基丙烯酸加入到分散机中以 2000r/min高速混合，然后缓慢加入锂基膨润土，当膨润土充分分散后，降低转速至800r/ min，缓慢加入MicroPCMs，搅拌20min ;最后缓慢加入蒙脱土。将得到的混合料批刮在模具 上，披挂厚度为3mm，然后放入70°C烘箱养护时间为3h。将材料从模具剥离，放入11(TC烘 箱烘烤2h，取出将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。
[0024] 实施例4 :蒙脱土 30%、MicroPCMs 9%、有机硅改性丙烯酸酯乳液35%、甲基丙烯酸 2%、助剂2. 5%、十二烷基氯化铵0. 5%、锂基有机膨润土 3%、水18 %按质量份配料。将有机 硅改性丙烯酸酯乳液、水、十二烷基氯化铵、助剂、甲基丙烯酸加入到分散机中以2000r/min 高速混合，然后缓慢加入锂基膨润土，当膨润土充分分散后，降低转速至800r/min，缓慢加 入MicroPCMs，搅拌20min ;最后缓慢加入蒙脱土。将得到的混合料批刮在模具上，披挂厚度 为7mm，然后放入50°C烘箱养护时间为7h。将材料从模具剥离，放入120°C烘箱烘烤2h，取 出将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。
[0025] 实施例5 :伊利土 30%、MicroPCMs 10%、有机硅改性丙烯酸酯乳液30%、丙烯酸羟乙 酯5%、助剂4%、十二烷基氯化铵1%、锂基有机膨润土 4%、水16%按质量份配料。将有机硅 改性丙烯酸酯乳液、水、十二烷基氯化铵、助剂、丙烯酸羟乙酯加入到分散机中以2000r/min 高速混合，然后缓慢加入锂基膨润土，当膨润土充分分散后，降低转速至800r/min，缓慢加 入MicroPCMs，搅拌20min ;最后缓慢加入伊利土。将得到的混合料批刮在模具上，披挂厚度 为6mm，然后放入60°C烘箱养护时间为6h。将材料从模具剥离，放入100°C烘箱烘烤3h，取 出将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。
[0026] 实施例6 :砂土 40%、MicroPCMs 10%、有机硅改性丙烯酸酯乳液20%、季戊四醇三丙 烯酸酯5%、助剂4%、十二烷基氯化铵1%、锂基有机膨润土 4%、水16%按质量份配料。将有机 硅改性丙烯酸酯乳液、水、十二烷基氯化铵、助剂、季戊四醇三丙烯酸酯加入到分散机中以 2000r/min高速混合，然后缓慢加入锂基膨润土，当膨润土充分分散后，降低转速至800r/ min,缓慢加入MicroPCMs,搅拌20min ;最后缓慢加入砂土。将得到的混合料批刮在模具上， 披挂厚度为l〇mm，然后放入50°C烘箱养护时间为10h。将材料从模具剥离，放入120°C烘箱 烘烤2h，取出将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。
[0027] 实施例7 :保温测试装置采用红外灯照射275W进行室外太阳模拟，用厚度为4cm 的聚苯乙烯泡沫XPS搭建房屋模型，顶部由柔性饰面砖覆盖，与红外灯的距离为35mm。在其 侧壁钻一小孔，方便探头的伸入，进行箱内温度测量，每隔15s记录箱内温度，直至达到平 衡后停止记录，所有样品在相同条件测试。装置示意图如附图1所示。由附图2测试结果 可见，添加 MicroPCMs后柔性饰面材料具有显著的热滞后效应，说明具备良好的储热保温 性能。
[0028] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通 技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案 的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1. 一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，它是以泥粉、相变微胶囊（MicroPCMs)、 胶黏剂、交联剂为主要原料，涂覆在模板上通过梯度温度烘烤成型，原料的成分及质量份数 如下： 泥粉 30-50% 相变微胶囊（MicroPCMs) 5-10% 胶黏剂 15-30% 有机膨润土 3-6% 乳化剂 0. 5-1% 助剂 1-5% 交联剂 1-5% 水 10-20%。
2. 根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述泥粉为凹土、 砂土、高岭土、蒙脱石土、伊利石土中的至少一种，平均粒径为100?300目。
3. 根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述的相变微胶 囊（MicroPCMs)为自制的丙烯酸酯/相变石蜡微胶囊。
4. 根据权利要求3所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述丙烯酸酯壳 材为丙烯酸甲酯、丙烯酸共聚物；芯材为35-55的相变石蜡。
5. 根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述的胶黏剂主 要成分为常温自交联核壳丙烯酸酯类共聚物、有机硅改性丙烯酸酯乳液中的至少一种，其 玻璃化温度在-20?35°C范围内，固含量为40?55%。
6. 根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述的有机膨润 土为十六烷基三甲基溴化铵（CTAB)改性的钠基膨润土、CTAB改性的锂基膨润土中的至少 一种。
7. 根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述乳化剂为烷 基铵盐或季铵盐中的至少一种。
8. 根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述助剂包括分 散剂、消泡剂、交联剂、润湿剂、增稠剂和本领域公知的其他助剂。
9. 根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料，其特征在于，所述交联剂为丙 烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种。
10. 根据权利要求1所述的一种相变保温柔性饰面材料的制备方法，其特征在于，其制 备方法如下： (1) 天然泥土经淘洗、沉淀、过滤、烘干、粉碎、过100?300目筛后得到天然泥粉； (2) 将所述配方量的胶黏剂、水、乳化剂、消泡剂、助剂、交联剂加入到分散机中以 1600?2000r/min高速混合，然后缓慢加入所述有机膨润土，当所述有机膨润土充分分散 后，降低转速至600?800r/min，缓慢加入相变微胶囊（MicroPCMs),搅拌15?20min，最后 加入泥粉； (3) 将所述步骤（2)得到的混合料披挂在模具上，披挂厚度为3?10mm，然后放入烘箱 低温养护至表面没有明显水分，养护时间为4?10h，养护温度为50?70°C ; (4) 养护完成后，将模具从材料表面剥离，然后放入高温烘箱中烘烤，烘烤时间1?3h， 温度100?120°c，烘烤结束后，将材料切边、打磨，得到相变保温柔性饰面材料。
【文档编号】C04B24/04GK104193227SQ201410435912
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月31日 优先权日:2014年8月31日
【发明者】陆洪彬, 唐伟, 王金鑫, 张秋香, 高扬之, 陆玉, 孟祥康 申请人:海安南京大学高新技术研究院