本发明属于彩钢瓦
技术领域：
，具体涉及一种隔热高强度的复合彩钢瓦。
背景技术：
彩钢瓦，又称为彩色压型瓦，是采用彩色涂层钢板，经辊压冷弯成各种波型的压型板。用于制造彩钢瓦的彩色涂层钢板通常为冷轧钢板或镀锌钢板，是一种通过在钢板进行表面化学处理后辊涂涂覆或复合pvc等有机薄膜，经烘烤固化后而制成的钢板产品。彩色涂层钢板既具有钢铁材料机械强度高，易成型的性能，又兼有涂层材料良好的装饰性和耐腐蚀性。它适用于工业和民用建筑、仓库、特种建筑、大跨度钢结构房屋的屋面、墙面以及内外墙装饰等，具有质轻、高强、色泽丰富、施工方便快捷、抗震、防火、防雨、寿命长、免维护等特点，现已被广泛推广应用。但是，现有的彩色涂层钢板具有较好的吸热能力，太阳光下彩钢瓦表面热量不断积累，夏天日照时彩钢瓦表面温度可达六十多度，其内层也会达到五十多度，在这样的高温下，在其室内的气温必然会很高，给人类的正常居住、材料存放、设备的安全带来了很大的影响。如申请号为“cn201721143403.7”的中国专利公开了一种具有隔热层的彩钢瓦，所述彩钢瓦包括基板、石棉纤维层，所述彩钢瓦从上到下依次设有基板-石棉纤维层-三角支撑柱-石棉纤维层-基板，所述上下两层石棉纤维层之间设有三角支撑柱，所述三角支撑柱为相互平行且交错放置，所述上下两层石棉纤维层之间空腔内填充有隔热材质。通过设置隔热层，使得彩钢瓦的隔热能力具有了很大的提升，但是，这种多层结构的彩钢瓦在成型波纹结构后容易存在内部应力，导致在后期使用过程中容易出现分层现象，从而导致彩钢瓦使用寿命的降低。技术实现要素：针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种隔热高强度的复合彩钢瓦，提高彩钢瓦的隔热性能，同时提高彩钢瓦的耐压强度和使用寿命。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：本发明提供了一种隔热高强度的复合彩钢瓦，包括彩钢瓦本体及设置在彩钢瓦本体至少一侧的隔热层，所述隔热层外设置有粘接层，粘接层外设置有面漆层；所述隔热层包括以下重量份的原料制备得到：复合多孔纤维40～60份、发泡剂2～7份、硅酸盐水泥20～30份、海泡石3～10份、减水剂0.2～0.7份、其它助剂0.1～2份、水90～130份；所述的复合多孔纤维包括聚合物粉末、金属粉末和玻璃纤维制备得到。优选的，所述的复合多孔纤维包括以下重量份的原料制备得到：聚合物粉末35～40份、金属粉末0.5～1份、玻璃纤维3～10份。优选的，所述的聚合物粉末为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚芳酯、聚醋酸乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。优选的，所述的金属粉末为铁粉、镁粉、铝粉或锌粉中的一种或其组合。优选的，所述发泡剂为动物蛋白发泡剂、植物蛋白发泡剂、松香发泡剂中的一种或其组合。优选的，所述的减水剂为nf型减水剂、fdn型减水剂、unf-2型减水剂、af型减水剂、s型减水剂、mf型减水剂中的一种。优选的，所述的其它助剂为稳泡剂、憎水剂或缓凝剂中的至少一种。优选的，所述隔热层的厚度为3～10mm。优选的，所述的粘接层为掺杂有氧化石墨烯粉的耐高温胶黏剂。优选的，所述粘接层的厚度为3～7mm。与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明中，通过在彩钢瓦本体的至少一侧设置隔热层，并在隔热层外设置有粘接层，制备得到的彩钢瓦不仅具有优异的热量阻隔效果，并且，通过粘接层提高了彩钢瓦的整体强度，避免该多层结构的彩钢瓦在成型波纹结构后因应力导致分层的问题。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。具体实施方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。本发明提供了一种隔热高强度的复合彩钢瓦，包括彩钢瓦本体及设置在彩钢瓦本体至少一侧的隔热层，所述隔热层外设置有粘接层，粘接层外设置有面漆层；所述隔热层包括以下重量份的原料制备得到：复合多孔纤维40～60份、发泡剂2～7份、硅酸盐水泥20～30份、海泡石3～10份、减水剂0.2～0.7份、其它助剂0.1～2份、水90～130份；所述的复合多孔纤维包括聚合物粉末、金属粉末和玻璃纤维制备得到。本发明中，通过在彩钢瓦本体的至少一侧设置有隔热层，并在隔热层外设置有粘接层，制备得到的彩钢瓦不仅具有优异的热量阻隔效果，并且，通过粘接层提高了彩钢瓦的整体强度，避免该多层结构的彩钢瓦在成型波纹结构后因应力导致分层的问题。本发明中，填充在隔热层中的是复合多孔纤维和海泡石这类具有丰富孔隙的材料，并且，通过加入发泡剂，在隔热层中发泡形成多孔结构，该复合形式的孔隙结构形成热量的不良导体，从而达到优异的隔热效果。本发明中，复合多孔纤维的制备方法包括，将玻璃纤维、金属粉末和聚合物粉末分散到水中，接着在80～100℃的温度下超声反应30～40min，接着在50～60℃的温度下干燥至绝干，如此，得到复合纤维，接着将该复合纤维浸没到酸性溶液中浸泡处理，即可得到复合多孔纤维。所述的玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，耐热性好，其主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。本发明通过在玻璃纤维的表面形成一层填充有金属粉末的聚合物层，在酸性溶液中，金属粉末溶解析出，从而在玻璃纤维表面的聚合物层中形成孔隙结构。本发明对所述酸性溶液的种类不做具体的限定，可以为本领域技术人员所熟悉的，所述的酸性溶液可以为无机酸或有机酸，所述的无机酸可以为盐酸、硝酸、硫酸、硼酸、高氯酸、次氯酸中的一种；所述的有机酸可以为甲酸、乙酸、苯甲酸中的一种。进一步的，根据本发明，用于制备复合多孔纤维的原料含量可以在较宽的范围内选择，作为优选的，所述的复合多孔纤维包括以下重量份的原料制备得到：聚合物粉末35～40份、金属粉末0.5～1份、玻璃纤维3～10份。进一步的，根据本发明，所述的聚合物粉末为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚芳酯、聚醋酸乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。进一步的，所述的金属粉末为铁粉、镁粉、铝粉或锌粉中的一种或其组合。本发明中，在隔热层中还含有发泡剂，通过隔热层中发泡，与复合多孔纤维一起形成复合式的发泡体系，通过发泡剂所形成的泡孔结构必然大于复合多孔纤维中含有的孔隙的孔径，该复合形式的孔隙结构对热量的传递具有优异的阻隔效果。作为优选的，所述发泡剂为动物蛋白发泡剂、植物蛋白发泡剂、松香发泡剂中的一种或其组合。本发明中，所述的减水剂为nf型减水剂、fdn型减水剂、unf-2型减水剂、af型减水剂、s型减水剂、mf型减水剂中的一种。进一步的，本发明所述的隔热层中还含有其它助剂，所述的其它助剂为稳泡剂、憎水剂或缓凝剂中的至少一种。其中，所述的稳泡剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、聚丙烯酰胺、硬脂酸钠、硅酮酰胺中的至少一种；所述的憎水剂为有机硅憎水剂、硅烷基憎水剂、硬脂酸钙中的至少一种；所述的缓凝剂为柠檬酸、羟甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、酒石酸、酒石酸钾、酒石酸钙、二水硫酸钙、亚硫酸钙、硫酸亚铁、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、磷酸、磷酸二钠、磷酸三钠中的至少一种。根据本发明，所述的隔热层的厚度对隔热效果的影响很大，若厚度不足，则无法达到优异的隔热效果，而厚度过厚，导致彩钢瓦整体厚度过厚；作为优选的，本发明中所述隔热层的厚度为3～10mm。本发明中，所述的粘接层为掺杂有氧化石墨烯粉的耐高温胶黏剂。所述的耐高温胶黏剂具有优异的耐高温性能，在高温下也可以保持较好的胶黏性能；具体的，可以举出聚厉牌胶黏剂，例如型号为jl-6810的耐高温金属粘合剂、jl-6103耐高温单组分环氧树脂胶、jl-528耐高温金属胶水、jl-510透明耐高温ab胶。所述的氧化石墨烯为采用改进的hummers法制备得到的氧化石墨烯。包括：将鳞片石墨，k2s2o8、p2o5和浓硫酸混合反应，得到预氧化石墨，然后将预氧化石墨与nano3加入到预冷的浓硫酸中，再缓慢加入kmno4并在冰浴条件下反应，然后转移到常温的水浴下进行反应，再缓慢添加去离子水并转移至98℃水浴进行反应；再次添加去离子水，冷却后加入30％h2o2，得到氧化石墨。用盐酸溶液对所述氧化石墨洗涤至无so42-检出(用bacl2检测)；随后超声、离心，离不下来的悬液即为剥离得到的氧化石墨烯，沉淀物弃去；将go溶液装在透析袋里透析，即得到最终清洗后的氧化石墨烯。经过氧化处理后，氧化石墨仍保持石墨的层状结构，但在每一层的石墨烯单片上引入了许多氧基功能团，从而提高了该氧化石墨烯粉与耐高温胶黏剂的结合能力。根据本发明，氧化石墨烯具有优异的热传导性能，可以将吸收的热量迅速的散发开来，避免产生热应力的集中而导致多层彩钢瓦出现层间鼓包导致分层，或彩钢瓦过早老化等问题。所述氧化石墨烯粉与耐高温胶黏剂的重量比为(0.01～0.03)：1。进一步的，所述粘接层的厚度为3～7mm。为了进一步提高该粘接层对彩钢瓦的强化固定效果，设置有吸音层的彩钢瓦本体上开设有间隔布置的贯穿孔，所述的贯穿孔的孔径为0.8～1.5cm，贯穿孔的间距为2～5cm；所述的粘接层原料在涂覆的过程中渗透到贯穿孔中，从而实现对彩钢瓦整体结构的加强。本发明中，所述面漆层的主要作用是提供防护，和呈现出彩钢瓦的颜色。为了进一步的提高本发明中所述复合彩钢瓦的综合性能，所述的面漆层包括有丙烯酸合成乳液、金红石型钛白粉、sio2填料和颜料；其中，所述的丙烯酸合成乳液的固含量≥65％；所述金红石型钛白粉为粒径为0.2～0.4μm；所述sio2填料的粒径为1～3μm；金红石型钛白粉分散填充在面漆层中，对高温热辐射具有一定的反射效果，从而降低了复合彩钢瓦的温升。所述的sio2填料分散填充在面漆层中，部分凸起出面漆层，形成粗糙的哑光效果，对高温热辐射进行散射，进一步降低了复合彩钢瓦的温升。所述的颜料可以选择如本领域技术人员在制备彩钢瓦时所常选择使用的颜料，本发明在此不做赘述。进一步的，所述的面漆层包括以下重量份的原料制备得到：丙烯酸合成乳液50～70份、金红石型钛白粉0.5～1份、sio2填料1.5～3份、颜料5～10份。本发明还提供了一种上述隔热高强度的复合彩钢瓦的制备方法，包括以下步骤：(1)对彩钢瓦本体，即冷轧钢板或镀锌钢板进行初步处理，包括去除油污、灰尘和杂物；(2)配制隔热层涂料：按配方称取原料，将复合多孔纤维、海泡石、硅酸盐水泥、减水剂、其它助剂和发泡剂依次加入到高速混合机中，混合搅拌均匀后放料至混料桶中，在搅拌的过程中加入水，加水完毕后继续搅拌5min，将得到的隔热层涂料对彩钢瓦本体的一侧或两侧进行涂覆处理，接着烘干，得到半成品a；(3)在上述半成品a上开设贯穿孔，然后采用成型机在半成品a上成型出波纹结构；(4)配制粘接层涂料：将氧化石墨烯分散到耐高温胶黏剂中，接着将其涂覆到步骤(3)的半成品a上，得到半成品b；(5)配制面漆层涂料，按配方称取原料，将金红石型钛白粉、sio2填料预混合后，与颜料一同加入到丙烯酸合成乳液中，搅拌均匀后喷涂到半成品b上，经烘干处理后得到所述的复合彩钢瓦。本发明提供的制备方法，简单方便，易于操作，便于实现工业化生产。以下通过具体的实施例对本发明提供的隔热高强度的复合彩钢瓦做出进一步的说明。实施例1一种复合彩钢瓦，包括彩钢瓦本体及设置在彩钢瓦本体至少一侧的隔热层，所述隔热层外设置有粘接层，粘接层外设置有面漆层；所述隔热层包括以下重量份的原料制备得到：复合多孔纤维50份、动物蛋白发泡剂5份、硅酸盐水泥25份、海泡石7份、nf型减水剂0.5份、稳泡剂十二烷基苯磺酸钠1.2份、水110份；所述隔热层的厚度为7mm；所述的复合多孔纤维包括以下重量份的原料制备得到：聚对苯二甲酸乙二醇酯38份、铁粉0.8份、玻璃纤维7份；所述的粘接层为掺杂有氧化石墨烯粉的耐高温胶黏剂(jl-6810的耐高温金属粘合剂)；其中，所述氧化石墨烯粉与耐高温胶黏剂(jl-6810的耐高温金属粘合剂)的重量比为0.02：1；粘接层的厚度为5mm；所述的面漆层包括以下重量份的原料制备得到：丙烯酸合成乳液60份、金红石型钛白粉0.8份、sio2填料2.3份、颜料8份；上述复合彩钢瓦的制备方法，包括以下步骤：(1)对彩钢瓦本体，即冷轧钢板或镀锌钢板进行初步处理，包括去除油污、灰尘和杂物；(2)配制隔热层涂料：按配方称取原料，将复合多孔纤维、海泡石、硅酸盐水泥、nf型减水剂、稳泡剂十二烷基苯磺酸钠和动物蛋白发泡剂依次加入到高速混合机中，混合搅拌均匀后放料至混料桶中，在搅拌的过程中加入水，加水完毕后继续搅拌5min，将得到的隔热层涂料对彩钢瓦本体的一侧进行涂覆处理，接着烘干，得到半成品a；(3)在上述半成品a上开设贯穿孔，然后采用成型机在半成品a上成型出波纹结构；(4)配制粘接层涂料：将氧化石墨烯分散到耐高温胶黏剂中，接着将其涂覆到步骤(3)的半成品a上，得到半成品b；(5)配制面漆层涂料，按配方称取原料，将金红石型钛白粉、sio2填料预混合后，与颜料一同加入到丙烯酸合成乳液中，搅拌均匀后喷涂到半成品b上，经烘干处理后得到所述的复合彩钢瓦。实施例2本实施例按实施例1的复合彩钢瓦及其制备方法，不同的是，所述隔热层包括以下重量份的原料制备得到：复合多孔纤维40份、动物蛋白发泡剂2份、硅酸盐水泥20份、海泡石3份、nf型减水剂0.2份、稳泡剂十二烷基苯磺酸钠0.1份、水90份；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。实施例3本实施例按实施例1的复合彩钢瓦及其制备方法，不同的是，所述隔热层包括以下重量份的原料制备得到：复合多孔纤维60份、动物蛋白发泡剂7份、硅酸盐水泥30份、海泡石10份、nf型减水剂0.7份、稳泡剂十二烷基苯磺酸钠2份、水130份；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。实施例4本实施例按实施例1的复合彩钢瓦及其制备方法，不同的是，所述隔热层的厚度为3mm；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。实施例5本实施例按实施例1的复合彩钢瓦及其制备方法，不同的是，所述隔热层的厚度为10mm；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。实施例6本实施例按实施例1的复合彩钢瓦及其制备方法，不同的是，所述粘接层中，氧化石墨烯粉与耐高温胶黏剂(jl-6810的耐高温金属粘合剂)的重量比为0.01：1；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。实施例7本实施例按实施例1的复合彩钢瓦及其制备方法，不同的是，所述粘接层中，氧化石墨烯粉与耐高温胶黏剂(jl-6810的耐高温金属粘合剂)的重量比为0.03：1；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。实施例8本实施例按实施例1的复合彩钢瓦及其制备方法，不同的是，所述粘接层的厚度为3mm；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。实施例9本实施例按实施例1的复合彩钢瓦及其制备方法，不同的是，所述粘接层的厚度为7mm；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。实施例10本实施例按实施例1的复合彩钢瓦及其制备方法，不同的是，在步骤(2)中，将得到的隔热层涂料对彩钢瓦本体的两侧进行涂覆处理，接着烘干，得到半成品a；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。对照例1本实施例按实施例1的复合彩钢瓦及其制备方法，不同的是，所述隔热层的厚度为2mm；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。对照例2本实施例按实施例1的复合彩钢瓦及其制备方法，不同的是，所述的隔热层中不含有动物蛋白发泡剂，具体的，所述隔热层包括以下重量份的原料制备得到：复合多孔纤维50份、硅酸盐水泥25份、海泡石7份、nf型减水剂0.5份、稳泡剂十二烷基苯磺酸钠1.2份、水110份；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。对照例3本实施例按实施例1的复合彩钢瓦及其制备方法，不同的是，所述粘接层的厚度为2mm；其余不变，制备得到复合彩钢瓦。对上述实施例中制备得到的复合彩钢瓦进行性能测试，并将测试结果记录汇总到表1中。1、按照gb/t5072-1985规定的方法对制备得到的复合彩钢瓦的耐压强度进行测试；2、对上述实施例中制备得到的复合彩钢瓦的导热系数进行测试，测试仪器为imdry3001-x，购自天津英贝尔科技发展有限公司；3、将上述实施例中制备得到的复合彩钢板投入到高低温试验箱(上海博工实验设备制造厂bg/t-300)，在60℃、85％rh的条件下放置480h，拿出并测试复合彩钢瓦的抗冲击强度，与放入高低温试验箱前的复合彩钢瓦的抗冲击强度进行比较，计算得到抗冲击强度保留值。抗冲击强度保留值＝恒温恒湿试验前抗冲击强度/恒温恒湿试验后抗冲击强度×100％。表1：耐压强度导热系数(w/m·k)抗冲击强度保留值(％)实施例168.80.06282.4实施例268.40.06681.9实施例368.20.06781.7实施例467.40.06881.9实施例568.90.05882.2实施例668.70.06478.1实施例768.60.06784.7实施例867.50.06781.9实施例969.10.06482.5实施例1083.40.04681.2对照例165.30.07381.7对照例268.90.13682.2对照例366.20.06376.2结合上述实验数据可以看出，本发明提供的复合彩钢瓦具有优异的隔热效果，并且在经历恒温恒湿试验后仍能保持较好的抗冲击强度，复合彩钢瓦的多层结构没有出现脱皮、鼓包现象。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。当前第1页12