一种耐候性硅砂挂板及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐候性内外墙硅砂挂板，包括高强度底层及透气防水面层，其特征在于，所述透气防水型面层由具有如下重量配比的原料制备而成：覆膜砂100份、防水剂1-5份、阻燃剂1-10份、耐候性复合粘结剂4-12份、相当于耐候性复合粘结剂质量0-2%的紫外线吸收剂。本发明提供的墙体挂板除了具有保暖、调节空气湿度等性能以外，还具有极佳的耐候性。这种耐候性的提升，减少了墙体材料因受外界气候变化所带来的耐久性的降低，从而可以延长建筑物的使用寿命。
【专利说明】一种耐候性硅砂挂板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料领域，提供一种用于内外墙的硅砂挂板及其制备方法。
【背景技术】
[0002]现有的内外墙挂板，作为建筑的装饰和保护层，主要有石材、水泥合成材料、陶瓷砖、涂料、油漆等。这些建筑材料具有抵御自然界(风、雨和雪等)的侵袭，同时还能够防止太阳辐射、噪声的干扰并具有防风、防水、保温、隔热等效果。但除石材之外，其他传统建筑材料的耐候性较差。
[0003]此外，现有技术也看了多种新型硅砂挂板，如:
[0004]中国专利ZL200810069423.3公开了一种用于建筑物外墙的保温隔热装饰板，其装饰面层由装饰砂浆层和抗裂砂浆层构成，装饰砂浆层由水泥、硅砂、无机颜料粉、水泥光亮粉、纳米硅灰和减水剂组成，装饰砂浆层的重量配比为水泥95~105:硅砂140~160:无机颜料粉2.5~3.5:水泥光亮粉0.8~1.2:纳米硅灰4.5~5.5:减水剂
0.8~1.2。装饰面层和保温材料层通过粘结剂和抗裂沙浆层粘结，中间设有抗碱玻纤网格布并延长于装饰板四周，便于施工时安装。装饰效果多样，制作成本更低，适合工业化大规模生产，而且能够适应不同的天气变化耐候性强。
[0005]中国专利ZL201010194596.5公开了一种墙体挂板，该墙体挂板包括吸湿性面层、防水性底层、挂板骨架和发光装置，所述发光装置至少嵌入所述吸湿性面层中并能够向外发射光线。该专利还进一步公开了一种墙体挂板的制备方法，其中:将吸湿性骨料和第一粘结剂置入模具中，以用于形`成吸湿性面层；将固定有发光装置的挂板骨架放置在所述所述模具中；将防水性骨料、保温性骨料和第二粘结剂置入所述模具中，以用于形成防水性底层；对所述模具进行加热处理或者照射微波，以固化形成所述墙体挂板，所述发光装置嵌入所述吸湿性面层中并能够向外发射光线。
[0006]虽然上述现有技术公开的硅砂挂板具有一定的耐候性，但其组分复杂，且在实际应用过程中耐候性体现的并不理想。室外建筑材料要经历阳光雨露等自然环境的侵蚀，因此耐候性直接决定了建筑材料的使用寿命。耐候性差是硅砂挂板面临的重要问题之一，而硅砂挂板耐候性主要取决于生产硅砂挂板所用粘结剂的耐候性。因此，研究粘结剂并提高其耐候性显得至关重要。作为装饰挂板，提高抗弯强度也是一个重要的任务。此外，挂板的生产工艺也亟需改变，以提高生产效率。
[0007]有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0008]本发明的第一目的在于提供一种耐候性内外墙硅砂挂板，以解决现有技术存在的人造硅砂内外墙装饰挂板耐候性技术问题。
[0009]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0010]一种耐候性内外墙硅砂挂板，包括底层及透气防水面层，其特征在于，所述透气防水型面层由具有如下重量配比的原料制备而成:覆膜砂100份、防水剂1-5份、阻燃剂1-10份、耐候性复合粘结剂4-12份、相当于耐候性复合粘结剂质量0-2%的紫外线吸收剂。
[0011]其中，优选所述透气防水型面层由具有如下重量配比的原料制备而成:覆膜砂100份、防水剂4份、阻燃剂6-8份、耐候性复合粘结剂6-8份、耐候性复合粘结剂质量1-1.8%的紫外线吸收剂。
[0012]本发明所述的耐候性内外墙硅砂挂板，所述的耐候性复合粘结剂(本文中也可称为第一粘接剂)为丙烯酸粘结剂或聚氨酯粘结剂。其中，丙烯酸粘结剂由丙烯酸树脂40-120份，聚氨酯低聚物10-30份，增强剂1-10，紫外线吸收剂0-3份组成(优选1-3份)，聚氨酯粘结剂由聚酯或聚醚多元醇30-120份，聚氨酯低聚物10-40份，增强剂1-10，紫外线吸收剂0-3份组成。
[0013]上述耐候性复合粘结剂中，增强剂、丙烯酸树脂、聚氨酯低聚物、聚酯或聚醚多元醇均为市售产品，如增强剂可选用白炭黑，丙烯酸树脂可选用佛山市高明同德化工有限公司生产的AC1012C、ACR6780等，所述聚氨酯低聚物可选用北京高盟新材料股份有限公司生产的8250B等，所述聚酯或聚醚多元醇为烟台三江化工材料有限公司生产的SD-30、SD-40、330N、4110等，具体选择为本领域技术人员所掌握，本发明对此不作特别限定。
[0014]本领域技术人员知道，复合粘结剂作为透气防水层的核心成分对内外墙硅砂挂板的耐候性产生直接影响。发明人在实际研发过程中发现，理想的复合粘结剂能够显著提高挂板面层的耐候性，1000h耐候性测试，色差值仅为是其它类型硅砂挂板面层的1/4-1/2。
[0015]本发明所述的耐候性内外墙硅砂挂板，所述防水剂为有机硅防水剂或脂肪酸防水剂；优选有机硅防水剂，这两种防水剂均为现有技术公开的市售产品，本领域技术人员可依据实际情况加以选择，本发明对此不作特别限定。上述防水剂能够显著提高面层的疏水性，面层接触角为其它硅砂挂板的1.5-2倍。
[0016]本发明所述的耐候性内外墙硅砂挂板，所述阻燃剂选自聚磷酸铵，磷酸三苯酯、十溴二苯醚、氢氧化镁，氢氧化铝、甲基膦酸二甲酯、氧化锑中的一种，优选甲基膦酸二甲酯。
[0017]本发明所述的耐候性内外墙硅砂挂板，所述的紫外线吸收剂选自紫外线吸收剂UV-531、F-22、UV-292或水杨酸苯酯中的一种，优选UV-531。
[0018]本发明所述内外墙硅砂挂板面层所选用的面砂优选为风积沙经过经过擦洗、筛选所得的原砂，也可以是原砂经过覆膜和上色等工艺得到的覆膜彩砂。
[0019]本发明所述的耐候性内外墙硅砂挂板，所述底层由具有如下重量配比的原料制备而成:防水性骨料100份、保温性骨料1-20份、增强性骨料1-10份、第二粘结剂1-40份。其中，优选防水性骨料100份、保温性骨料5-10份、增强性骨料4-8份、第二粘结剂10-20份。
[0020]本发明所述的耐候性内外墙硅砂挂板，所述的防水性骨料为防水砂、石英粉和膨润土中的一种或几种；所述防水性骨料的平均粒子直径为50-150 μ m。
[0021]本发明所述的耐候性内外墙硅砂挂板，所述的保温性骨料为聚苯颗粒、陶粒、珍珠岩和蛭石中的一种或几种，并且所述保温性骨料的平均粒子直径为l_20mm。
[0022]本发明所述的耐候性内外墙硅砂挂板，所述增强剂为PE纤维、PP纤维、玻璃纤维中的一种或几种。
[0023]本发明所述的耐候性内外墙硅砂挂板，所述第二粘结剂为水泥、水性聚氨酯粘结剂与水泥混合物、水性丙烯酸粘结剂与水泥混合物中的一种。[0024]本发明的第二目的在于提供上述耐候性内外墙硅砂挂板的制备方法，具体技术方案如下:
[0025]步骤1:将模框置于钢托板上，然后将混合均匀的底层原料置入模框中，震动刮平后将托板置于碾压线上进行第一次碾压成型，完毕后，将托板旋转180°，再进行第二次碾压成型，所得即为硅砂挂板底层；
[0026]步骤2:将面层原料置于已成型的底层上，刮平后铺放压板，将托板置于碾压线上进行碾压成型，成型后取下压板并对面层进行修整，待符合要求后取下模框，即可得到所要生产的挂板；
[0027]步骤3:将步骤2所得挂板在常温下进养护完毕后进行切割打包即得耐候性内外墙硅砂挂板。
[0028]本发明采用沙漠风积沙为原料，来源丰富，变废为宝；采用反应性覆膜技术进行覆膜砂处理和着色，可以得到不同规格色彩丰富的彩砂，为产品的多样化提供方向；采用丙烯酸类、改性聚氨酯类等耐候性优异的高分子聚合物进行产品粘接，辅以防水剂、紫外线吸收剂、阻燃剂得到的产品具有优异的耐候性、物理和化学性能；产品的生产工艺简单，只需碾压成型，常温固化即可，满足大批量生产要求。
[0029]更具体地说，虽然本发明技术方案中采用的都是已知的常见材料，但这种特异性组合能够产生意料不到的技术效果。本发明得到的耐候性内外墙硅砂挂板具有理想的优越性能，挂板面层的色差值为1.34左右，小于专利ZL201010194596.5中产品面层的色差值
1.91。挂板的疏水性为专利ZL201010194596.5中产品的1.5-2倍，且该种挂板的抗折强度与专利ZL201010194596.5中产品相比提高2-2.5倍。而透气性能并没有因为配方的改变而发生明显变化。
【具体实施方式】
`[0030]以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围，其中所用化学试剂均为市售商品。
[0031]实施例1耐候性内外墙挂板的制备
[0032]面层:将IOOkg的粒径为160 μ m的覆膜砂、7kg的有机硅防水剂(TSR194)、IOkg的甲基膦酸二甲酯、4.8kg的丙烯酸树脂(AC1012C)、1.2kg的聚氨酯低聚物(8250B)、0.1kg的UV-531、0.5kg白炭黑、0.1kg的UV-531混合均匀，得到挂板面料。
[0033]底层:将防水砂100kg、蛭石8kg、PE纤维7kg、水泥30kg，水5kg混合均匀，得到挂板底料。
[0034]面层原料备料:取沙漠风积沙，经擦洗、筛选工艺得到160 μ m的覆膜砂；覆膜砂经覆膜着色，得到不同规格色彩丰富的彩砂；在彩砂中加入第一粘结剂，紫外线吸收剂、防水剂和阻燃剂，经机械搅拌均匀，生产出硅砂挂板面层原料。
[0035]制备工艺:
[0036]步骤1:将模框置于钢托板上，然后将混合均匀的底层原料置入模框中，震动刮平后将托板置于碾压线上进行第一次碾压成型，完毕后，将托板旋转180°，再进行第二次碾压成型，所得即为硅砂挂板底层；
[0037]步骤2:将面层原料置于已成型的底层上，刮平后铺放压板，将托板置于碾压线上进行碾压成型，成型后取下压板并对面层进行修整，待符合要求后取下模框，即可得到所要生产的挂板；
[0038]步骤3:将步骤2所得挂板在常温下进养护完毕后进行切割打包即得耐候性内外墙硅砂挂板。
[0039]本实施例所制备的娃砂挂板，透气率为0.5mL/ (cm2.s)、抗折强度为8MPa,且面层接触较为112°、500h人工老化色差值为1.34。
[0040]实施例2耐候性内外墙挂板的制备
[0041]面层:将IOOkg的粒径为200 μ m的覆膜砂、8kg的有机硅防水剂(TSR165)、9kg的甲基膦酸二甲酯、6.4kg的聚酯多元醇(SD-40)、1.6kg的聚氨酯低聚物(8250B)、0.5kg白炭黑、0.1kg的UV-531混合均匀，得到挂板面料。
[0042]底层:防水砂100kg、蛭石9kg、玻璃纤维6kg、水泥30kg、水性丙烯酸树脂10kg，混合均匀，得到挂板底料。
[0043]面层原料备料:取沙漠风积沙，经擦洗、筛选工艺得到200 μ m的覆膜砂；覆膜砂经覆膜着色，得到不同规格色彩丰富的彩砂；在彩砂中加入第一粘结剂，紫外线吸收剂、防水剂和阻燃剂，经机械搅拌均匀，生产出硅砂挂板面料。
[0044]制备工艺:
[0045]步骤1:将模框置于钢托板上，然后将混合均匀的底层原料置入模框中，震动刮平后将托板置于碾压线上进行第一次碾压成型，完毕后，将托板旋转180°，再进行第二次碾压成型，所得即为硅砂挂板底层；
`[0046]步骤2:将面层原料置于已成型的底层上，刮平后铺放压板，将托板置于碾压线上进行碾压成型，成型后取下压板并对面层进行修整，待符合要求后取下模框，即可得到所要生产的挂板；
[0047]步骤3:将步骤2所得挂板在常温下进养护完毕后进行切割打包即得耐候性内外墙硅砂挂板。
[0048]本实施例所制备的娃砂挂板，透气率透气率为0.53mL/(cm2.s)、抗折强度为lOMPa，且面层接触较为109°、500h人工老化色差值为1.83。
[0049]实施例3耐候性内外墙挂板的制备
[0050]面层:将IOOkg的粒径为75 μ m的覆膜砂、8kg的有机硅防水剂(TSR194)、IOkg的甲基膦酸二甲酯、6.4kg的丙烯酸树脂(ACR6780)、1.6kg的聚氨酯低聚物(8250B)、0.6kg白炭黑、0.1kg的UV-531混合均匀，得到挂板面料。
[0051]底层:防水砂100kg、蛭石8kg、玻璃纤维8kg、水泥30kg，水性聚氨酯树脂IOkg混合均匀，得到挂板底料。
[0052]面层原料备料:取沙漠风积沙，经擦洗、筛选工艺得到75 μ m的覆膜砂；覆膜砂经覆膜着色，得到不同规格色彩丰富的彩砂；在彩砂中加入第一粘结剂，紫外线吸收剂、防水剂和阻燃剂，经机械搅拌均匀，生产出硅砂挂板面层。
[0053]制备工艺:
[0054]步骤1:将模框置于钢托板上，然后将混合均匀的底层原料置入模框中，震动刮平后将托板置于碾压线上进行第一次碾压成型，完毕后，将托板旋转180°，再进行第二次碾压成型，所得即为硅砂挂板底层；[0055]步骤2:将面层原料置于已成型的底层上，刮平后铺放压板，将托板置于碾压线上进行碾压成型，成型后取下压板并对面层进行修整，待符合要求后取下模框，即可得到所要生产的挂板；
[0056]步骤3:将步骤2所得挂板在常温下进养护完毕后进行切割打包即得耐候性内外墙硅砂挂板。
[0057]本实施例所制备的硅砂挂板，透气率透气率为0.47mL/(cm2.S)、抗折强度为llMPa，且面层接触较为115°、500h人工老化色差值为1.13。
[0058]实施例4耐候性内外墙挂板的制备
[0059]面层:将IOOkg的粒径为160 μ m的覆膜砂、7kg的有机硅防水剂(TSR165)、IOkg的甲基膦酸二甲酯、4.8kg的丙烯酸树脂(ACR6780)、1.2kg的聚氨酯低聚物(8250B)、0.5kg白炭黑、0.1kg的UV-531混合均匀，得到挂板面料。
[0060]底层:防水砂100kg、蛭石8kg、PP纤维7kg、水泥25kg,水性丙烯酸树脂IOkg混合均匀，得到挂板底料。
[00611 面层原料备料:
[0062](I)取沙漠风积沙，经擦洗、筛选工艺得到20-200目的覆膜砂；覆膜砂经覆膜着色，得到不同规格色彩丰富的彩砂；在彩砂中加入第一粘结剂，紫外线吸收剂、防水剂和阻燃剂，经机械搅拌均匀，生产出硅砂挂板面层。
[0063]制备工艺同实施 例1。
[0064]本实施例所制备的硅砂挂板，透气率透气率为0.49mL/ (cm2 -s)、抗折强度为8MPa，且面层接触较为105°、500h人工老化色差值为1.46。
[0065]实施例5耐候性内外墙挂板的制备
[0066]面层:将IOOkg的粒径为380 μ m的覆膜砂、6kg的有机硅防水剂(TSR165)、9kg的甲基膦酸二甲酯、4.8kg的丙烯酸树脂(ACR6780)、1.2kg的聚氨酯低聚物(8250B)、0.6kg白炭黑、0.1kg的UV-531混合均匀，得到挂板面料。
[0067]底层:防水砂100kg、蛭石8kg、PE纤维8kg、水泥30kg,水性聚氨酯15kg,混合均匀，得到挂板底料。
[0068]制备工艺同实施例4。
[0069]本实施例所制备的娃砂挂板，透气率透气率为0.56mL/(cm2.s)、抗折强度为llMPa，且面层接触较为100°、500h人工老化色差值为1.38。
[0070]对照例1:
[0071](I)将100重量份的硅砂(平均粒子直径为500 μ m)、6重量份的环氧树脂粘结剂混合均匀，得到吸湿性面层用材料。
[0072](2)将100重量份的防水砂(北京仁创科技集团有限公司，STS-303，平均粒子直径为120μπι)、3重量份的珍珠岩(平均粒子直径为2mm)、25重量份的水泥(拉法基，425#)混合均匀，得到防水性底层用材料。
[0073](3)在尺寸为30X60X3厘米的钢制模具中加入步骤(1)中得到的吸湿性面层用材料，之后，设置“井”字形挂板骨架(直径为4_，冷拔钢筋)，之后将步骤(2)中得到的防水性底层用材料加入到模具中，在80°C下固化6小时，得到墙体挂板。
[0074]该对照例所制备的娃砂挂板，透气率透气率为0.49mL/(cm2.s)、抗折强度为8.21MPa，且面层接触较为96.6°、500h人工老化色差值为1.94。由此可知，本发明所述硅砂挂板的综合性能显著优于现有产品。
[0075]虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏 离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
【权利要求】
1.一种耐候性内外墙硅砂挂板，包括底层及透气防水面层，其特征在于，所述透气防水型面层由具有如下重量配比的原料制备而成:覆膜砂100份、防水剂1-5份、阻燃剂1-10份、耐候性复合粘结剂4-12份、相当于耐候性复合粘结剂质量0-2%的紫外线吸收剂。
2.根据权利要求1所述的硅砂挂板，其特征在于，所述的耐候性复合粘结剂为丙烯酸类粘结剂或聚氨酯类粘结剂，所述丙烯酸类粘结剂由丙烯酸树脂40-120份，聚氨酯低聚物10-30份，增强剂1-10，紫外线吸收剂0-3份组成；所述聚氨酯类粘结剂由聚酯或聚醚多元醇30-120份，聚氨酯低聚物10-40份，增强剂1-10份，紫外线吸收剂0_3份组成。
3.根据权利要求1或2所述的硅砂挂板，其特征在于，所述防水剂为有机硅防水剂或脂肪酸防水剂；优选有机硅防水剂。
4.根据权利要求1或2所述的硅砂挂板，其特征在于，所述阻燃剂选自聚磷酸铵，磷酸三苯酯、十溴二苯醚、氢氧化镁，氢氧化铝、甲基膦酸二甲酯、氧化锑中的一种。
5.根据权利要求1或2所述的硅砂挂板，其特征在于，所述的紫外线吸收剂选自紫外线吸收剂UV-531、F-22、UV-292或水杨酸苯酯中的一种。
6.根据权利要求1或2所述的硅砂挂板，其特征在于，所述底层由具有如下重量配比的原料制备而成:防 水性骨料100份、保温性骨料1-20份、增强性纤维1-10份、第二粘结剂1-40 份。
7.根据权利要求6所述的硅砂挂板，其特征在于，所述的防水性骨料为防水砂、石英粉和膨润土中的一种或几种；所述防水性骨料的平均粒子直径为50-150 μ m。
8.根据权利要求6所述的硅砂挂板，其特征在于，所述的保温性骨料为聚苯颗粒、陶粒、珍珠岩和蛭石中的一种或几种，并且所述保温性骨料的平均粒子直径为l_20mm。
9.根据权利要求6所述的硅砂挂板，其特征在于，所述增强性纤维为PE纤维、PP纤维、玻璃纤维中的一种或几种；所述的第二粘结剂为水泥、水性聚氨酯粘结剂与水泥混合物、水性丙烯酸粘结剂与水泥混合物中的一种。
10.权利要求1-9任一项硅砂挂板的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1:将模框置于钢托板上，然后将混合均匀的底层原料置入模框中，震动刮平后将托板置于碾压线上进行第一次碾压成型，完毕后，将托板旋转180°，再进行第二次碾压成型，所得即为硅砂挂板底层； 步骤2:将面层原料置于已成型的底层上，刮平后铺放压板，将托板置于碾压线上进行碾压成型，成型后取下压板并对面层进行修整，待符合要求后取下模框，即可得到所要生产的挂板； 步骤3:将步骤2所得挂板在常温下进养护完毕后进行切割打包即得耐候性内外墙硅砂挂板。
【文档编号】E04B1/94GK103819129SQ201310749926
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】秦升益, 贾屹海, 赵磊 申请人:北京仁创生态环保科技有限公司