建筑装饰用热塑性非金属复合材料幕墙板及其制备方法

摘要

本发明公开了一种建筑装饰用热塑性非金属复合材料幕墙板及其制备方法，该幕墙板包括采用热塑性非金属复合材料注塑、一体成型的壳体，以及，压注进入壳体的阻燃性泡沫材料主体。该复合材料包含以下按重量百分数计的原料：53%~73%的增强剂，15%~35%的聚丙烯，1%~5%的流动改性剂，2%~4%的钛白粉及1%~3%的抗氧剂。该增强剂为二氧化硅或无机微纤或二者的混合物。本发明提供的幕墙板，外表可根据需要制成平整光洁、或做成仿天然石材、木纹、金属板等带有立体感官的装饰效果、高强度、高硬度，质量轻，抗腐蚀、耐老化，且具有保温阻燃的特性，安装简便，用于建筑材料外墙节能效应明显。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体地，涉及一种建筑装饰用热塑性非金属复合材料幕墙板及其制备方法。

背景技术

解决建筑物墙体的防水和保温是人们长期努力的方向。传统建筑材料，例如：混凝土、砖、沥青油毡、聚合物板等，其防水性能和保温性能是单一的，很难兼顾防水性和保温性，而且这些材料的导热系数都比较大，极不利于建筑物的节能。另外，传统的建筑材料都比较沉重，不利于降低墙体的重量，特别是隔断墙体和填充的墙体更需降低重量。近年来开发了多种复合墙体，但是，层次过多，施工也比较复杂。      

发明内容

本发明提供了一种具有阻燃、保温、防水性能的建筑装饰用幕墙板，其质轻，硬度和强度高，施工简单。

为达到上述目的，本发明提供了一种热塑性非金属复合材料幕墙板，该幕墙板包括采用热塑性非金属复合材料注塑、一体成型的壳体，以及，压注进入壳体的阻燃性泡沫材料主体，保温泡沫材料注入壳体后与壳体连成一体，更加牢固。不用胶水粘接，避免胶水粘接使用一段时间后脱开。该复合材料包含以下按重量百分数计的原料：

增强剂                             53% ~ 73%；

聚丙烯                             15% ~ 35%；

流动改性剂                          1% ~ 5%；

钛白粉                              2% ~ 4%；

抗氧剂                              1% ~ 3%；

所述的增强剂为二氧化硅或无机微纤或二者的混合物。 

 

上述的建筑装饰用热塑性非金属复合材料幕墙板，其中，所述的复合材料还包含按重量百分数计4-6%的马来酸酐改性聚丙烯。所述的马来酸酐改性聚丙烯是由聚丙烯经反应挤出接枝马来酸酐制得，由于非极性的分子主链上引入了强极性的侧基，马来酸酐接枝聚丙烯可以成为增进极性材料与非极性材料粘接性和相容性的桥梁。在生产填充聚丙烯时添加马来酸酐改性聚丙烯，可极大地改善填料与聚丙烯的亲和性及填料的分散性。故能有效地增强填料在聚丙烯中的分散，从而提高填充聚丙烯的拉伸和冲击强度。

上述的建筑装饰用热塑性非金属复合材料幕墙板，其中，所述的聚丙烯为优选高强高硬聚丙烯，其技术指标为：弯曲模量大于2100，热变形温度大于135℃，熔指为20左右的聚丙烯。该高强高硬聚丙烯能够大大提高幕墙板的强度和硬度。

上述的建筑装饰用热塑性非金属复合材料幕墙板，其中，所述的复合材料还包含按重量百分数计4-6%的高熔指聚丙烯，该高熔指聚丙烯是指熔融指数不低于100的聚丙烯，其起的作用是使得复合材料具有高光表面，并能改善复合材料的流动性。

上述的建筑装饰用热塑性非金属复合材料幕墙板，其中，所述的无机微纤是指长径比为6~12：1的硅灰石。硅灰石的加入有利于提高材料的表面性能，如光洁度、耐污染、耐腐蚀等；合理的高充填有利于一定程度提高材料的耐温性。

上述的建筑装饰用热塑性非金属复合材料幕墙板，其中，所述的幕墙板壳体包含装饰面和连接面。其中，连接面为藤条状或带状，装饰面为光滑平板，可进行喷绘、喷涂、镶嵌、刻饰等装饰处理。该结构能节省原料，降低幕墙板的重量，降低能耗。

上述的建筑装饰用热塑性非金属复合材料幕墙板，其中，所述的阻燃性泡沫材料是指酚醛树脂，能常温固化，且质量轻。

优选地，所述的流动改性剂为改性乙撑双脂肪酸酰亚胺。

由于聚丙烯大分子链中的叔碳原子对氧的侵蚀非常敏感，在光、热和空气中的氧作用下容易老化，故本发明的复合材料还加入抗氧剂以抑制老化过程，并能抗紫外照射，耐日照。优选地，所述的抗氧剂为抗氧剂1010。

本发明还提供了上述的建筑装饰用热塑性非金属复合材料幕墙板的制备方法，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，按照配方量将增强剂、聚丙烯、流动改性剂、钛白粉及抗氧剂在搅拌机中混合搅拌均匀；

步骤2，将上述的混合原料加入到双螺杆挤出机的料斗中，加热成型；

步骤3，由挤出机挤出加热成型后的条状复合材料，并使复合材料降温；

步骤4，把降温后的条状复合材料放入制粒机中，加工成颗粒状的复合材料粒子；

步骤5，把所述的复合材料粒子放入烘箱中加热烘干；

步骤6，将烘干的复合材料粒子加入到注塑机的料筒中，加温使复合材料粒子熔融，然后将料筒中熔融的复合材料注射到金属模具中；

步骤7，把冷却水注入到金属模具的冷流道中，使产品冷却定型；

步骤8，打开模具，取出成型的幕墙板壳体；

步骤9，向上述壳体中压注液体泡沫材料，常温固化3-8分钟后，成型，得到外幕墙板。

进一步地，所述的步骤6中，注塑机采用活塞式机筒通过高压将熔融的复合材料注入到产品的金属模具中。

所述的步骤7中的冷却水温度为5℃~10℃。

本发明的幕墙板是以无机增强剂及聚丙烯为主要原料通过挤出机和制粒机制成复合材料粒子，并加热熔融，采用注塑机通过高压把熔融的复合材料粒子注射到模具内，冷却后制得。本发明提供的制备方法原料易得，制备过程无需高能耗长时间烧制，能耗大幅降低，机械自动化程度高，劳动强度也减轻，与传统工艺相比，生产工艺先进，采用注塑机注射，成品率高，产品完全适合工业化、规模化生产，无次品；并且，采用本发明的复合材料和制备方法制得的幕墙板，外表可根据需要制成平整光洁、或做成仿天然石材、木纹、金属板等带有立体感官的装饰效果，不沾污，防水，高强度，高硬度，质量轻，抗腐蚀、耐老化，且具有保温阻燃的特性，安装简便，用于建筑材料外墙节能效应明显。而且，本发明的幕墙板材料可循环使用，节能且环境友好。

附图说明

    图1为本发明的一种建筑装饰用热塑性非金属复合材料幕墙板的装配示意图。

 

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明。

采用本发明的建筑装饰用热塑性非金属复合材料幕墙板的制备方法主要包括以下几个步骤：

步骤1，按照配方量将增强剂、聚丙烯、流动改性剂、钛白粉及抗氧剂在搅拌机中混合搅拌均匀；

步骤2，将上述的混合原料加入到双螺杆挤出机的料斗中，加热成型；

步骤3，由挤出机挤出加热成型后的条状复合材料，并使复合材料降温；

步骤4，把降温后的条状复合材料放入制粒机中加工成颗粒状的复合材料粒子；

步骤5，把所述的复合材料粒子放入烘箱中加热烘干；

步骤6，将烘干的复合材料粒子加入到注塑机的料筒中，加温熔融，根据所要生产的单个产品的材料用量输入注塑机的电脑控制程序中，启动注塑机注射控制程序，采用注射螺杆推进将复合材料注射到幕墙板的金属模具中，所述的注塑机采用活塞式机筒通过高压注入到幕墙板的金属模具中；

步骤7，把5℃~10℃的冷却水注入到金属模具的冷流道中，使产品冷却定型；

步骤8，打开模具，取出成型的幕墙板壳体；

步骤9，向上述壳体中压注液体泡沫材料（如酚醛树脂泡沫），常温固化3-8分钟后，成型，得到幕墙板。

本发明的幕墙板包括采用热塑性非金属复合材料注塑、一体成型的壳体，以及，压注进入壳体的阻燃性泡沫材料主体，其中，保温的泡沫材料注入壳体后与壳体连成一体，更加牢固。不用胶水粘接，避免胶水粘接使用一段时间后脱开。本发明的幕墙板的壳体由装饰面33（暴露在外），及，连接面34（不暴露在外）构成，如图1所示，其中，该连接面34是指与墙体连接和/或与其他幕墙板侧面连接的连接面。

实施例1-12

表一：以下为各个不同配方的实施例1-12 

按照表一的配方量将上述原料在搅拌机中充分混合搅拌均匀，将混合后的原料由加料口和旁路加料口定量加入到双螺杆挤出机的料斗中，加热成型；然后通过挤出机模口挤出加热成型后的条状复合材料，并将所述的条状复合材料置于水槽中降至室温；把降温后的条状复合材料放入制粒机中加工成颗粒状的复合材料粒子；把所述的复合材料粒子放入100℃～120℃的烘箱中加热烘干，除去水分；将烘干的复合材料粒子加入到注塑机的料筒中，加温使得复合材料粒子熔融，根据所要生产的单个产品的材料用量输入注塑机的电脑控制程序中，启动注塑机注射控制程序，采用注射螺杆推进将料筒中的复合材料注射到幕墙板的金属模具中，所述的注塑机采用活塞式机筒通过高压注入到幕墙板的金属模具中；把5℃～10℃的冷却水注入到金属模具的冷流道中，使产品冷却定型，打开模具，用取件机械手取出成型的幕墙板壳体。然后，向上述壳体中压注液体泡沫材料（如酚醛树脂泡沫），常温固化3-8分钟后，成型，得到幕墙板。

实施例1-3为基础配方，制得的幕墙板质轻，抗冲击和抗压强度高，产品表面光滑，自洁性强，耐高温、耐日照、耐腐蚀性强；且具有大理石的质感；能达到幕墙板所需的基本要求。

进一步地，实施例4-6制得的幕墙板高强高硬的特性比较突出。

进一步地，实施例7-9的制得的幕墙板高表面硬度特性比较突出。

进一步地，实施例10-12制得的幕墙板高光表面特性比较突出。

在一些更优的实施例中，幕墙板的装饰面上还采用3D喷绘技术，可真实地展现木纹、大理石花纹、瓷砖、花岗岩等质感，然后表面用进口耐老化、抗紫外线和耐候性强的涂层进行镀膜，打破目前建筑外墙立面色调单一、立体感不强的现状，可使建筑外立面色调丰富多彩，逼真地展现各种装饰材料的美观效果，且安装方便、自重轻，可最大限度地节约结构所用钢材、降低造价。另外，在幕墙板装饰面上也可采用氟碳喷涂和金属粉末喷涂，达到金属幕墙板的效果。

本发明的一种建筑装饰用热塑性非金属复合材料幕墙板的装配示意图如图1所示，首先，通过若干预埋件11将连接件20固定在墙体10上，该连接件20上安装设置有若干不锈钢角码21，该角码21通过不锈钢螺栓固定在连接件上，该角码21与幕墙连接片22通过不锈钢螺丝23固定，本发明的幕墙板30上设置有若干孔隙31，幕墙连接片22经空隙31使得幕墙板与连接件20连接固定，在幕墙板与连接片的连接处通过密封胶32进行密封，以避免漏水。所述的连接件可以是槽钢、D型钢或由本发明提供的复合材料制成的连接件。本发明的幕墙板安装方法简便，便于施工。

本发明提供的复合材料和方法不仅限于幕墙板的制备方法，还可以用于户外产品、管材、景观工艺装饰产品、户外配电柜等柜体的制备。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。