CN115847930A - 一种防潮保温复合板、其制备方法及防潮保温板甲 - Google Patents

Abstract

本发明涉及保温材料技术领域，特别涉及一种防潮保温复合板、其制备方法及防潮保温板甲。复合板包含聚烯烃发泡材料层和纤维布层，聚烯烃发泡材料层所用的聚烯烃发泡材料由聚烯烃组合物发泡制备得到，聚烯烃组合物按质量份数计包含100份的聚烯烃、5~20份的马来酸酐改性聚烯烃和2~10份的聚醚多元醇类化合物。防潮保温复合板，具有较低的VOC，有极好粘结强度。

Description

一种防潮保温复合板、其制备方法及防潮保温板甲

技术领域

本发明涉及保温材料技术领域，特别涉及一种防潮保温复合板、其制备方法及防潮保温板甲。

背景技术

保温板指的是用来保温的板材，而防潮保温板则是一种既能保温又能防潮的板材。保温板不仅用于建筑，还用于冷藏存储等领域。

目前的保温板主要是聚苯乙烯保温板。聚苯乙烯保温板是以聚苯乙烯树脂为原料加上其他的原辅料与聚合物，通过加热混合同时注入催化剂，然后挤塑压出成型而制造的硬质泡沫塑料板。聚氨酯保温板是以硬质聚氨酯泡沫塑料为芯材、两面或单面覆以某种装饰面层的复合板材。

关于聚苯乙烯保温板在制备过程中，包括原料和半成品均存在较大的有害挥发物质，而制备的保温板中VOC较高。这些都不符合环保的理念。同时，保温板在使用过程中，由于本身的结构原因，导致与基底界面的粘结强度较低，影响使用效果和使用寿命。

因此，针对目前的保温板所面对的环保问题和使用过程中的粘结强度较低影响使用的问题，需要开发一种新的防潮保温板。

发明内容

本发明的目的在于解决目前保温板及防潮保温板存在的上述技术问题，提供一种环保的防潮保温复合板，本案所提供的防潮保温复合板具有高剥离强度和可调的拉伸强度，并且防潮保温效果好，此外，该产品可通过调整发泡材料层的发泡倍率来调整发泡材料硬度以及发泡材料层的拉伸强度，进而改变防潮保温板的整体性能。这种防潮保温板可焊接性以及焊接强度高，便于施工。

同时，本案还提供了这种防潮保温复合板的制备方法，以及提供了一种采用这种防潮保温复合板的防潮保温板甲。

具体的，本发明采用的技术方案为：

首先，提供一种防潮保温复合板，包含聚烯烃发泡材料层和纤维布层，聚烯烃发泡材料层所用的聚烯烃发泡材料由聚烯烃组合物发泡制备得到，聚烯烃组合物按质量份数计包含100份的聚烯烃、5~20份的马来酸酐改性聚烯烃和2~10份的聚醚多元醇类化合物。

发明人等通过深入的研究，结果发现：通过配合聚烯烃发泡材料设置纤维布层，并调控聚烯烃发泡材料层中组合和比例，即可实现本发明的目的。

本发明所采用的聚烯烃，从工业获取便利性考虑，优选聚乙烯和聚丙烯。聚乙烯可以为线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯辛烯多嵌段共聚物，聚丙烯可以列举均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯以及丙烯弹性体。

本发明所述的马来酸酐改性聚烯烃，并无特别限定，通常选择马来酸酐改性聚乙烯或者马来酸酐改性聚丙烯。马来酸酐改性聚烯烃的制备方法，并无特别限定，可以选择溶液法、熔融法、辐射法和固相法，优选熔融法制备得到的马来酸酐改性聚烯烃。

优选的，聚醚多元醇类化合物为Irgasurf HL 560或UNITHOX Ethoxylates。本发明所用的聚醚多元醇类化合物，从入手的容易角度考虑，可以选择Irgasurf HL 560和UNITHOX Ethoxylates。IrgasurfTMHL 560 商购于Ciba Specialty Chemicals，Inc.。而UNITHOX Ethoxylates 商购于Baker Petrolite。

此外，根据需要，聚烯烃组合物还包含各种其他添加剂。其他添加剂包括：阻燃剂、硅烷偶联剂、颜料、抗氧剂、紫外线吸收剂、耐候稳定剂、光扩散剂、成核剂、变色防止剂等。

优选的，纤维布层所用纤维布为纤维网格布或纤维无纺布。

纤维布层，能提升剥离强度及板材的力学。纤维布层优选纤维网格布或纤维无纺布，对纤维种类并无特别限定，如：玻璃纤维网格布、聚酯纤维网格布、丙纶纤维网格布、玻璃纤维无纺布、聚酯纤维无纺布和丙纶纤维无纺布等。

从工业获取容易程度和经济成本考虑，优选玻璃纤维网格布。关于玻璃纤维网格布，对于克数并无特别要求，从力学性能角度考虑，可选择80克以上的产品，通常上限为200克。

优选的，所述纤维布层所用纤维布在复合前，预先采用预浸液进行预处理并干燥；预浸液包含1~10wt%的聚乙烯醇、1~5wt%的有机碱四甲基胍和1~5wt%的氯化铁的溶液。

经过该预处理后，不仅使得聚乙烯醇对纤维布层中的纤维进行更好包覆提升包覆强度，而且使得包覆聚乙烯醇的纤维布层跟聚烯烃发泡材料层有更好的相容性，使得两层之间的粘结强度提升。其中的一个原因是聚烯烃发泡材料层中的马来酸酐改性聚烯烃和聚醚多元醇能起到很好的桥接作用，使得聚烯烃发泡材料层与纤维层有很好相容性，发泡材料层中的聚醚多元醇，由于有较长的烷基链，因此与聚烯烃有近似的溶度参数，而其中的醚类官能团与羟基类官能团与纤维布层的羟基官能团有近似的溶度参数。另一个原因是在复合加工过程中，聚烯烃发泡材料层表层中的马来酸酐官能团，聚醚多元醇中的醚类官能团和羟基，以及纤维层表面中的羟基官能团和有机碱四甲基胍，可形成三维氢键网络。有机碱四甲基胍不仅为强氢键受体，能与体系中的羟基形成动态氢键，而且有机碱四甲基胍还能与铁离子配位形成金属配位键，这对粘结强度的提升也有积极意义。

本发明还提供一种防潮保温复合板的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，将包含聚烯烃、马来酸酐改性聚烯烃和聚醚多元醇类化合物的聚烯烃组合物原料采用挤出机挤出制备得到聚烯烃组合物片材；聚烯烃组合物片材的厚度并无特别限定，根据需要进行调节，通常为5~200mm。

混合过程所用的挤出机为双螺杆挤出机，如：平行异向双螺杆挤出机、平行同向双螺杆挤出机、锥形双螺杆挤出机等，优选平行同向双螺杆挤出机，平行同向双螺杆挤出机混合效果好，没有分离力导致的压延效应，因此优选。

步骤二，将聚烯烃组合物片材置于发泡装置中，首先，升温至饱和温度，饱和温度为Tm-50℃~Tm；然后，充入超临界流体至饱和压力，饱和压力为5～30MPa，再保温保压10～300min；最后将发泡装置卸压，得到聚烯烃发泡材料。利用剖层机切割聚烯烃发泡材料得到聚烯烃发泡材料层，其聚烯烃发泡材料层的厚度并无特别限定，根据实际需要进行设定，通常为5~50mm。

步骤三、将聚烯烃发泡材料层和纤维布层按照预定尺寸，在高压水蒸气复合材料成型机中经过复合、热压并定型处理，得到防潮保温复合板。

最后，本发明还提供一种防潮保温板甲结构，所述防潮保温板甲结构依次包括基体、底漆、胶粘剂及上述的防潮保温复合板。

优选的，所述底漆为环氧类底漆或聚氨酯底漆。

优选的，所述的胶粘剂为聚氨酯胶粘剂。进一步优选热塑性聚氨酯粘胶剂，该类粘胶剂有固有的粘附特性和强度，兼具良好粘结性能、耐水和耐老化性能。

防潮保温复合板中的聚醚多元醇类化合物和聚乙烯醇能与聚氨酯粘胶剂中的异氰酸酯基发生交联反应，此外防潮保温复合板中的有机碱四甲基胍能于聚氨酯粘胶剂中的氨酯基形成氢键，因此能有效提升防潮保温复合板与基体之间的粘结强度。

优选的，所述防潮保温板甲结构的制备方法包括：

首先，将基体表面打磨或喷砂处理，在基体表面涂覆底漆；

然后，待底漆固化后，通过揉挤法工艺进行粘贴防潮复合板，并利用胶粘剂将多块防潮保温复合板依次粘贴于基体上。

本发明的有益效果是：

1）本发明的防潮保温复合板，具有较低的VOC，绿色环保，可适用于室内及地下室装修；

2）本发明的防潮保温复合板，通过整体结构的优化，将聚烯烃发泡材料层与表面预处理的纤维层一同进入复合材料成型机使两者界面融合粘结，使得聚烯烃发泡材料层与纤维层有极好粘结强度；

3）本发明的防潮保温复合板的强度和硬度，可以通过烯烃发泡材料层的发泡工艺进行调节；

3）本发明制备的防潮保温板甲结构中，防潮保温复合板与基体间具有优良的粘结强度，从而提高了整体强度，具有优良的性能；

4）本发明的防潮保温复合板，方便通过添加功能助剂来实现阻燃等功能，以及通过添加颜料改变防潮保温复合板的颜色，并且能够保证产品的性能。

附图说明

图1是本发明的防潮保温复合板的结构示意图。

图2是本发明的防潮保温复合板甲结构的结构示意图。

图中：1聚烯烃发泡材料层，2纤维布层，3基体，4底漆，5胶粘剂。

具体实施方式

现在将进一步细化代表性实施方案。应当理解，以下描述并非旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求限定的所述实施方案的实质和范围内的替代形式、修改形式和等同形式。

实施例1：一种防潮保温复合板，如图1所示，该防潮保温复合板由聚烯烃发泡材料层和纤维布层复合而成。

该防潮保温复合板的具体制备过程如下：

步骤一，将包含聚丙烯、马来酸酐改性聚丙烯和Irgasurf HL 560的聚烯烃组合物原料采用挤出机挤出制备得到厚度为10mm的聚丙烯组合物片材。

其中，聚丙烯组合物按质量份数计包含100份的聚丙烯烃、10份的马来酸酐改性聚丙烯和5份的聚醚多元醇类化合物；

步骤二，将上述组合物片材置于发泡装置中，首先，升温至饱和温度，饱和温度为152℃；然后，充入超临界流体至饱和压力，饱和压力为12MPa，再保温保压120min；最后将发泡装置卸压，得到聚丙烯发泡材料，发泡材料的倍率为15倍，切割得到厚度为20mm 的聚烯烃发泡材料层；

纤维布层为国标120克的玻璃纤维布；首先将玻璃纤维布去除表面油剂，然后采用预浸液进行预处理并干燥；预浸液为包含10wt%的聚乙烯醇溶液；

步骤三、将聚烯烃发泡材料和纤维布按照预定尺寸，在高压水蒸气复合材料成型机中经过复合、热压并定型处理，得到防潮保温复合板。

制备完成后，对制备得到的防潮保温复合板进行性能测试，主要包括剥离强度测试。

剥离强度测试具体为：

首先，将上述防潮保温复合板切割出6条试样，试样宽度为20 mm，长度为300 mm。

然后，采用恒速拉伸试验机，测试90°时的剥离强度，自动记录仪至少每剥离1mm时记录一次数值。试样整体固定在水平支架上，试样的一端预先剥离25mm的纤维布层并将该纤维布层夹在垂直于水平支架的90°夹具内。在5.0 mm/s的速率下连续剥离，负载夹具运转后，忽略第一个25mm纤维布层剥离时获得的数值，已下一个50mm纤维布层从聚烯烃发泡材料层中剥离的平均力值作为剥离力，转换为剥离强度。每5个试样为一组，试样结果为所有的结果的算术平均值。

最终，经测量并统计，本实施例制备的防潮保温复合板的纤维布层与聚烯烃发泡材料层的剥离强度为4.7 N/cm。

实施例2：一种防潮保温复合板，该防潮保温复合板由聚烯烃发泡材料层和纤维布层复合而成，聚烯烃发泡材料层同实施例1。

纤维布层为国标120克的玻璃纤维布；首先将纤维布去除表面油剂，然后采用预浸液进行预处理并干燥；预浸液为包含10wt%的聚乙烯醇、2wt%的有机碱四甲基胍和2wt%的氯化铁的溶液。

具体的制备方法步骤，均与实施例1相同。

并且对制备得到的样品采用与实施例1同样的测试方法进行性能测试。

最终，经测量并统计，本实施例制备的防潮保温复合板的纤维布层与聚烯烃发泡材料层的剥离强度为6.5 N/cm。

实施例3：一种防潮保温复合板，是在实施例2的基础上，对发泡时候使用的聚烯烃组合物进行了修改，与实施例2不同，其他条件均与实施例2相同。

实施例2中的聚烯烃组合物按质量份数计包含100份的聚丙烯、10份的马来酸酐改性聚丙烯和5份的聚醚多元醇类化合物；而实施例3中的聚烯烃组合物按质量份数计包含100份的聚丙烯、20份的马来酸酐改性聚丙烯和5份的聚醚多元醇类化合物。

对制备得到的样品采用与实施例1及实施例2同样的测试方法进行性能测试。

最终，经测量并统计，本实施例制备的防潮保温复合板的纤维布层与聚烯烃发泡材料层的剥离强度为7.1 N/cm。

比较例1：为了对发泡材料的性能进行对比，本比较例中，除了发泡时候使用的聚烯烃组合物与实施例2不同，其他条件均与实施例2相同。

实施例2中的聚烯烃组合物按质量份数计包含100份的聚丙烯、10份的马来酸酐改性聚丙烯和5份的聚醚多元醇类化合物；而本比较例中的聚烯烃组合物仅包含聚丙烯，并不含有马来酸酐改性聚烯烃和聚醚多元醇类化合物。

采用上述的条件制备得到比较的样品。

最后，对制备得到的防潮保温复合板样品进行性能测试。测定防潮保温复合板样品的纤维布层与聚烯烃发泡材料层的剥离强度为1.2 N/cm。

实施例1-3以及比较例1具体的性能参数对比见下表。

	实施例1	实施例2	实施例3	比较例1
					发泡材料层	聚烯烃组合物	同实施例1	实施例2基础上局部调整	聚丙烯
纤维布	经简化预浸液体处理	经预浸液体处理	经预浸液体处理	经预浸液体处理
					剥离强度	4.7 N/cm	6.5 N/cm	7.1 N/cm	1.2 N/cm

通过对实施例1-3以及比较例1制备的样品的性能进行对比有以下结论。

首先，实施例1和实施例2比较可知，对纤维布的预处理直接影响到制备的一种防潮保温复合板的产品性能，预处理的好坏，由预处理的预浸液决定，本案提供的预浸液对一种防潮保温复合板样品的剥离强度具有积极的作用，对于剥离强度的提高具有比较明显的效果。

第二，实施例2和实施例3的比较可知，发泡材料的各组分配比的调整，也会对制备的一种防潮保温复合板样品的性能有一定的影响，对比可知，实施例3对于马来酸酐改性聚丙烯的适当比例增加，可以提高一种防潮保温复合板的聚烯烃发泡材料层与纤维布层的剥离强度。

第三，比较例1和实施例2比较可知，发泡材料的选择，对于一种防潮保温复合板的聚烯烃发泡材料层与纤维布层的剥离强度有着直接的影响。比较例中单一的聚丙烯制备的发泡材料与实施例2通过聚烯烃组合物制备的发泡材料相比，实施例2制备样品的纤维布层与聚烯烃发泡材料层的剥离强度更高，显示实施例2制备的样品的性能更好。而比较例制备的样品由于发泡材料选择使得其性能受到了限制。

以上充分说明，本案所提供的聚烯烃发泡材料层的设计方案，能够与本案经过预处理的纤维布层进行更加有效的结合，能够实现达到更好的产品性能。本案的发泡材料能够有效提高一种防潮保温复合板的产品性能。

以上是制备得到直接产品即一种防潮保温复合板，在此基础上，提供了以下扩展实施例。

实施例4：

本实施例提供一种防潮保温板甲结构，所述防潮保温板甲结构依次包括基体、底漆、胶粘剂及上述实施例3中的防潮保温复合板。

为了便于测试粘结强度，采用了物理化学性能与墙面类似的大理石地板砖（宽度20mm，长度300mm）作为基体，底漆则选用常规商用的聚氨酯底漆，胶粘剂为热塑性聚氨酯粘胶剂。

首先，将基体表面打磨，然后在基体表面涂覆底漆；待底漆固化后，通过揉挤法工艺进行粘贴防潮复合板（宽度20mm，长度300mm，厚度5mm），并利用胶粘剂将防潮保温复合板依次粘贴于基体上。

得到上述防潮保温板甲结构后，采用恒速拉伸试验机，测试防潮保温复合板与大理石地板砖90°时的剥离强度，自动记录仪至少每剥离1mm时记录一次数值。试样整体固定在水平支架上，试样的一端预先剥离25mm的防潮保温复合板并将防潮保温复合板夹在垂直于水平支架的90°夹具内。在5.0 mm/s的速率下连续剥离，负载夹具运转后，忽略第一个25mm防潮保温复合板剥离时获得的数值，已下一个50mm防潮保温复合板从基体中剥离的平均力值作为剥离力，转换为剥离强度。每5个试样为一组，试样结果为所有的结果的算术平均值，经测量。最终，防潮保温复合板与大理石地板砖90°时的剥离强度为16.8 N/cm。

对于16.8 N/cm的剥离强度性能，该防潮保温板甲结构能够满足于本领域的基本应用，属于具有领先性能的产品。

对于本领域技术人员而言显而易见的是，在上述教导内容的基础，还能够进行一定的修改、组合和以及变型。

Claims (10)

1.一种防潮保温复合板，其特征在于：由聚烯烃发泡材料层和纤维布层复合而成，聚烯烃发泡材料层所用的聚烯烃发泡材料由聚烯烃组合物发泡制备得到，聚烯烃组合物按质量份数计包含100份的聚烯烃、5~20份的马来酸酐改性聚烯烃和2~10份的聚醚多元醇类化合物。

2.根据权利要求1所述的一种防潮保温复合板，其特征在于：聚醚多元醇类化合物为Irgasurf HL 560或UNITHOX Ethoxylates。

3.根据权利要求1所述的一种防潮保温复合板，其特征在于：纤维布层所用纤维布为纤维网格布或纤维无纺布。

4.根据权利要求1所述的一种防潮保温复合板，其特征在于：纤维布层所用纤维布为玻璃纤维网格布。

5.根据权利要求1所述的一种防潮保温复合板，其特征在于：所述纤维布层所用纤维布在复合前，预先采用预浸液进行预处理并干燥；预浸液为包含1~10wt%的聚乙烯醇、1~5wt%的有机碱四甲基胍和1~5wt%的氯化铁的溶液。

6.上述任一项权利要求所述的一种防潮保温复合板的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一，将包含聚烯烃、马来酸酐改性聚烯烃和聚醚多元醇类化合物的聚烯烃组合物原料采用挤出机挤出制备得到聚烯烃组合物片材；

步骤二，将聚烯烃组合物片材置于发泡装置中，首先，升温至饱和温度，饱和温度为Tm-50℃~Tm；然后，充入超临界流体至饱和压力，饱和压力为5～30MPa，再保温保压10～300min；最后将发泡装置卸压，得到聚烯烃发泡材料，聚烯烃发泡材料层通过聚烯烃发泡材料剖层得到；

步骤三、将聚烯烃发泡材料层和纤维布层按照预定尺寸，在高压水蒸气复合材料成型机中经过复合、热压并定型处理，得到防潮保温复合板。

7.一种防潮保温板甲结构，其特征在于：所述防潮保温板甲结构依次包括基体、底漆、胶粘剂及上述任一项权利要求所述的防潮保温复合板。

8.根据权利要求7所述的防潮保温板甲结构，其特征在于：所述底漆为环氧类底漆或聚氨酯底漆。

9.根据权利要求7所述的防潮保温板甲结构，其特征在于：所述的胶粘剂为聚氨酯胶粘剂。

10.根据权利要求7所述的防潮保温板甲结构，其特征在于：所述防潮保温板甲结构的制备方法包括：

首先，将基体表面打磨或喷砂处理，在基体表面涂覆底漆；

然后，待底漆固化后，通过揉挤法工艺进行粘贴防潮复合板，并利用胶粘剂将多块防潮保温复合板依次粘贴于基体上。

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