一种用于建筑墙体的保温复合材料及其制备方法
【专利摘要】本申请公开了一种用于建筑墙体的保暖复合材料及其制备方法。本申请的保温复合材料，包括依序层叠复合固结的第一聚丙烯防粘非织造布层、聚丙烯熔喷非织造布层、聚乙烯闪蒸非织造布层和第二聚丙烯防粘非织造布层；第一聚丙烯防粘非织造布层和第二聚丙烯防粘非织造布层中添加有抗老化剂，聚丙烯熔喷非织造布层的纤维表面具有空穴结构。本申请的保温复合材料，在两层聚丙烯防粘非织造布层之间添加聚丙烯熔喷非织造布层和聚乙烯闪蒸非织造布层，不仅具有良好的保温效果，而且防水、防潮、透气，具有良好的抗老化性能；为建筑墙体保温材料提供了一种新的保温性能优越的保温复合材料。
【专利说明】
一种用于建筑墙体的保温复合材料及其制备方法
技术领域
[0001]本申请涉及建筑材料领域，特别是涉及一种用于建筑墙体的保温复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]当今社会，随着人们物质生活水平的提高，对房屋的生活条件要求也越来越高。传统的建筑墙体都是采用实心粘土砖或者钢筋混凝土，在设计上为了起到保温作用通常会将墙体设计成双层或夹层结构，但是其保温效果有限。传统的建筑材料已很难满足人们的需求。因此多种类的新型建筑材料应运而生，从目前的趋势来看，新型建材材料的发展还将持续增长，并将会为我国经济增长做出更大贡献。
[0003]现有的墙体保温材料，通常采用泡沫塑料板、橡胶板等。这些材料的保温效果好，但不耐腐蚀，且容易老化;不经过任何处理的情况下，这些材料的老化时间为I年，经过特殊处理后，老化时间最多可以延长至3年。而有的材料虽然耐腐蚀、抗疲劳，但在保温性能方面又有一些差异，如无级板材、玻化微珠、聚苯颗粒等，不仅施工比较繁琐，而且保温系统性能存在空鼓和开裂的隐患，保温性能较差。因此，在墙体保温材料领域，如何将传统保温材料的诸多优点融合在一起，研制保温性能好、抗老化的复合保温材料是目前建筑领域的研究重点和难点。
【发明内容】
[0004]本申请的目的是提供一种用于建筑墙体的新结构的保温复合材料及其制备方法。
[0005]本申请采用了以下技术方案:
[0006]本申请的一方面公开了一种用于建筑墙体的保温复合材料，包括依序层叠复合固结的第一聚丙烯防粘非织造布层、聚丙烯熔喷非织造布层、聚乙烯闪蒸非织造布层和第二聚丙烯防粘非织造布层;第一聚丙烯防粘非织造布层和第二聚丙烯防粘非织造布层中添加有抗老化剂，聚丙烯熔喷非织造布层的纤维表面具有空穴结构。
[0007]需要说明的是，本申请率先将多层复合的非织造材料应用于建筑墙体，作为建筑墙体的保温材料;其中聚丙烯熔喷非织造布层虽然是典型的，具有良好保温效果的非织造材料，但是，由于其抗拉伸强力小，加工或者使用过程中容易被破坏，因此，并没有将其用于建筑墙体的研究或报道;本申请将各层有机结合，使制备出的复合材料能够满足建筑墙体保温材料的使用需求。本申请的一种实现方式中，保暖率可以达到62%，具有很好的保温效果O
[0008]优选的，第一聚丙烯防粘非织造布层和第二聚丙烯防粘非织造布层和克重为40?100g/m2。
[0009]优选的，聚丙烯熔喷非织造布层的克重为40?50g/m2。
[00?0]优选的，聚乙稀闪蒸非织造布层的克重为40?50g/m2。
[0011]本申请的另一面公开了本申请的保温复合材料的制备方法，包括，以聚丙烯为原料，采用纺粘法分别制备第一聚丙烯防粘非织造布层和第二聚丙烯防粘非织造布层，采用熔喷法制备聚丙烯熔喷非织造布层，以聚乙烯为原料，采用闪蒸法制备聚乙烯闪蒸非织造布层;然后，按照顺序铺网，复合固结形成保温复合材料。
[0012]其中，按照顺序铺网是指，按照本申请的保温复合材料的结构顺序进行铺网，具体为，第一聚丙烯防粘非织造布层、聚丙烯熔喷非织造布层、聚乙烯闪蒸非织造布层和第二聚丙烯防粘非织造布层。另外，本申请中，复合固结可以采用常规的复合固结方式，在此不做具体限定。
[0013]需要说明的是，本申请的关键在于各层有机结合形成本申请的保温复合材料，至于具体的纺粘法、熔喷法、闪蒸法等，可以参考现有的非织造布制备工艺，在此不做具体限定。
[0014]优选的，采用纺粘法制备第一聚丙烯防粘非织造布层和第二聚丙烯防粘非织造布层的过程中，用交叉铺网的方式提升纺粘材料的纵横向强力，使纵横向强力比达到1:1。
[0015]优选的，采用纺粘法制备第一聚丙烯防粘非织造布层和第二聚丙烯防粘非织造布层的过程中，在聚丙烯纤维从喷丝孔喷出时，将抗老化剂的微胶囊喷射到熔融状态的聚丙烯纤维表面，然后通过热乳机的温度和压力将抗老化剂释放出来。
[0016]优选的，本申请的抗老化剂选自2-羟基-4-丙烯酸酯基二苯甲酮紫外线吸收剂、亚磷酸酯、硫代酯、受阻酚热稳定剂、受阻胺光稳定剂、纳米CeO2中的至少一种;微胶囊的制备方法包括，以抗老化剂为芯材，熔点范围为52-58°C的石蜡为壁材，将抗老化剂和熔融的石蜡一起分散到分散介质中，充分搅拌，使抗老化剂和石蜡分散均匀，然后在搅拌状态下降温，石蜡硬化，将抗老化剂包裹其中，形成所述微胶囊。
[0017]需要说明的是，本申请中分散介质的目的是使抗老化剂和石蜡均匀分散，以方便石蜡均匀的包裹抗老化剂，可以理解，本申请的分散介质是一类即不会溶解石蜡，也不会溶解抗老化剂的液体介质。还需要说明的是，在充分分散均匀的时候，石蜡仍然是保持液体状态的，而抗老化剂则是固态颗粒状或粉末状的悬浮在石蜡中，因此，此时的分散介质应该是处于52-58°C的恒温状态，以使石蜡保持熔融状态，而后在降温时，才能获得均匀的微胶囊。
[0018]优选的，采用熔喷法制备聚丙烯熔喷非织造布层的过程中，在热熔纺丝中加入纳米碳酸钙，然后采用稀释的酸溶液冲洗熔喷材料，洗去纤维表面的纳米碳酸钙，在聚丙烯纤维表面形成不规则的空穴。
[0019]优选的，纳米碳酸钙:聚丙烯切片的质量比为3?10:90?97。
[0020]需要说明的是，纳米碳酸钙的加入是为了形成空穴，空穴越多，聚丙烯熔喷非织造布层的保温效果越好，但是，空穴太多则会影响纺丝的形成，反而不利于提高保温效果；因此，本申请优选的纳米碳酸1丐:聚丙稀切片的质量比为3?10:90?97。
[0021]优选的，稀释的酸溶液为1% -15 %的冰乙酸。
[0022]本申请的有益效果在于:
[0023]本申请的用于建筑墙体的保温复合材料，在两层聚丙烯防粘非织造布层之间添加聚丙烯熔喷非织造布层和聚乙烯闪蒸非织造布层，不仅具有良好的保温效果，而且防水、防潮、透气，具有良好的抗老化性能;为建筑墙体保温材料提供了一种新的保温性能优越的保温复合材料。
【附图说明】
[0024]图1是本申请实施例中保温复合材料的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]聚丙烯熔喷非织造布由于其生产工艺的特点，具有结构蓬松、纤维较细、孔隙小、空隙率高、纤网中空气含量高等特性。在聚丙烯熔喷非织造布中空气被分割成微小单元静止储存在其中，避免了空气对流产生热量损失，具有较好的保暖效果。虽然聚丙烯熔喷非织造布的保暖效果好，但因为其结构蓬松，纤维较短，抗拉伸强力较小，其纤网结构在加工或者后续的使用过程中容易被破坏，从而影响聚丙烯熔喷非织造布的保暖效果，因此，尚未有其在建筑墙体中使用的研究和报道。闪蒸法制备的非织造材料，有厚度薄、质量轻、高强度抗撕裂、不透明、防水透气等特点，在医疗、卫生、民用和产业领域都有着广泛的用途;但是，也没有其在建筑墙体中使用的研究和报道。
[0026]本申请综合建筑墙体保温材料的使用特点，创造性的提出，将保温性能良好的聚丙烯熔喷非织造布层和防水透气的聚乙烯闪蒸非织造布层夹设于两层聚丙烯防粘非织造布层之间，从而制备出适用于建筑墙体的保温复合材料。本申请的保温复合材料，利用聚丙烯防粘非织造布层的抗张力，维持复合材料整体的稳定性，同时，在聚丙烯防粘非织造布层中添加抗老化剂，增强其抗老化功能;利用聚丙烯熔喷非织造布层的蓬松结构，提高复合材料的整体保温性能;利用聚乙烯闪蒸非织造布层的结构特点，使复合材料具备防水、防潮、透气的性能。其中，防潮性主要体现在，外界下雨时，屋内潮气很大，多余的水蒸气可以通过本申请的保温复合材料散发到外界，平衡室内的湿度。本申请的用于建筑墙体的保温复合材料，在除去外力后能够迅速恢复形态，保护了其结构不被破坏，为建筑用材料的保暖性能提供保障，拓展了复合非织造材料的应用。
[0027 ]在本申请的保温复合材料的发明构思下，本申请进一步的对保温复合材料的制备方法进行了研究。在本申请的制备方法中，特别是采用纺粘法制备两层聚丙烯防粘非织造布层的时候，由于纺粘产品纵横向存在差异，为了提高建筑用保温复合材料的稳定性，本申请创造性的采用交叉铺网的方式提升纺粘材料的纵横向强力，使纵横向强力比达到1:1，以消除纺粘产品的纵横向差异。
[0028]另外，为了更好的提高建筑用保温复合材料的保暖性能，本申请进一步的在聚丙烯熔喷非织造布层的纤维表面制造空穴结构，增加纤网中的空气含量，提高保暖效果。需要说明的是，只要能够在聚丙烯纤维表面形成空穴结构，使之成为多孔纤维即可，具体工艺方法可以根据不同的生产条件而定。本申请的一种优选方案中，创造性的在聚丙烯熔喷非织造布制备过程中添加纳米碳酸钙，使纳米碳酸钙嵌入聚丙烯熔喷非织造布的纤维表面，然后将稀酸用高压喷射的方式冲击制备的熔喷材料，洗去纤维表层的碳酸钙，在聚丙烯熔喷非织造布纤维表面形成不规则的空穴，熔喷层中多余的稀酸液体将通过网底吸风装置吸走。
[0029]本申请的制备方法中纺粘法、熔喷法、闪蒸法、复合固结等都可以参考常规的技术手段。在本申请的一种实现方式中，聚丙烯熔喷非织造布层和聚乙烯闪蒸非织造布层与两层聚丙烯纺粘非织造布层的复合固结，是在聚丙烯熔喷非织造布层热乳作用下完成的，即先将一层聚丙烯纺粘非织造布层与聚乙烯闪蒸非织造布层通过热乳加固复合，在聚丙烯熔喷铺网后，在聚丙烯熔喷非织造布层冷却成型前，将复合好的第二聚丙烯纺粘非织造布层与聚乙烯闪蒸非织造布层布铺于其下，将第一聚丙烯纺粘非织造布层铺于其上，经过热乳作用复合固结在一起，形成本申请的保温复合材料。
[0030]下面通过具体实施例和附图对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。
[0031 ] 实施例一
[0032]本例的用于建筑墙体的保温复合材料如图1所示，由依序层叠复合固结的第一聚丙烯防粘非织造布层1、聚丙烯熔喷非织造布层2、聚乙烯闪蒸非织造布层3和第二聚丙烯防粘非织造布层4组成。其制备方法如下:
[0033]先分别制备两层聚丙烯纺粘非织造布层，纺粘非织造布的制备采用交叉铺网的方式，按照聚丙烯纺粘法工艺生产克重为40g/m2的纺粘非织造布。并且，在纤维从喷丝孔喷出时，将抗老化剂微胶囊喷射到熔融状态的纤维表面，然后通过热乳机的温度和压力将抗老化剂释放出来。即第一聚丙烯防粘非织造布层I和第二聚丙烯防粘非织造布层4。
[0034]采用闪蒸法制备40g/m2的聚乙烯闪蒸非织造布层3。
[0035]将第二聚丙烯纺粘非织造布层4与制备好的聚乙烯闪蒸非织造布层3，在乳辊温度160°C_170°C，光辊温度150°C_160°C，乳机压力60MPa-80MPa，热熔比为18%-19%的条件下热乳加固复合。
[0036]采用熔喷法制备聚丙烯熔喷非织造布层，在熔喷非织造布纺丝时，将纳米碳酸钙和聚丙烯切片按照8:92的质量比添加，然后按照熔喷法非织造布的工艺进行生产加工。在制备过程中，将弱酸通过高压喷射的方式冲击熔喷材料，熔喷层中多余的液体通过网底吸风装置吸走。在聚丙烯熔喷纤网未冷却时，将复合好的第二聚丙烯纺粘非织造布层4和聚乙烯闪蒸非织造布层布3铺于其下，聚乙烯闪蒸非织造布层3布面向上与聚丙烯熔喷纤网接触;将第一聚丙烯纺粘非织造布层I铺于其上，然后，进行热乳复合固结在一起，即形成本例的保温复合材料，其结构为聚丙烯纺粘非织造布层+聚丙烯熔喷非织造布层+聚乙烯闪蒸非织造布层+聚丙烯纺粘非织造布层的四层结构。
[0037]采用熔喷法制备聚丙烯熔喷非织造布层的过程中，通过调节熔喷法生产的工艺参数，使制备的聚丙烯熔喷非织造布层的克重为40g/m2。并且，本例所采用的弱酸，具体为浓度为10%的冰乙酸。本例中，冰乙酸与纳米碳酸钙反应，生成二氧化碳和可容的乙酸钠，因此在纤维表面形成各种不规则的空穴。
[0038]采用国家标准GB/T 11048-2008纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿组的测定中所提供的方法对本例制备的保温复合材料进行保温率测试。具体的，通过从测定试样加上空气层的热阻值(或湿阻值)中减去试验仪器表面空气层的热阻值得到所测材料的热阻值(或湿阻值)，两次测试均在相同的条件下进行。测试结果显示，本例制备的建筑用保温复合材料具有较好的防潮性，稳定性好，保温率达到60%。
[0039]另外，采用国家标准GB/T16422.3-1997塑料实验室光源暴露试验方法中记载的方法测试本例制备的保温复合材料的抗老化性能。具体的，参见GB/T 16422.3-1997第3部分:荧光紫外灯标准，采用UVA340灯管，辐照度0.77W/m2/nm，在黑标准温度60 °C下辐照8h，然后在黑标准温度50°C下无辐照冷凝暴露4h，如此循环，共计测试210h。测试结果显示，衰减后的强力保留率达到90%以上，可见，本例制备的建筑用保温复合材料具有良好的抗老化性能。
[0040]实施例二
[0041]本例的用于建筑墙体的保温复合材料，其结构与制备方法都与实施例一相同，各层的克重也与实施例一相同；所不同的是，在采用熔喷法制备聚丙烯熔喷非织造布层的过程中，纳米碳酸钙和聚丙烯切片的添加比例是，按照纳米碳酸钙:聚丙烯切片为10:90的质量比添加纳米碳酸钙。其余工艺都与实施例一相同。
[0042]同样的，采用与实施例一相同的方法对本例的保温复合材料进行测试，结果显示，本例制备的建筑用保温复合材料，保暖率达到60%，210h辐照暴露处理后的强力保留率达到90%以上，可见，本例制备的建筑用保温复合材料具有良好的保温性能和抗老化性能。
[0043]在以上实施例的基础上，本申请进一步对保温复合材料各层的克重进行了研究，并对纳米碳酸钙的用量进行了试验。结果显示，第一聚丙烯防粘非织造布层和第二聚丙烯防粘非织造布层和克重为40?100g/m2、聚丙稀恪喷非织造布层的克重为40?50g/m2、聚乙烯闪蒸非织造布层的克重为40?50g/m2，都可以制备出适用于建筑墙体的保温复合材料。而纳米碳酸钙的用量以纳米碳酸钙:聚丙烯切片的质量比为3?10:90?97为最佳。在本申请的限定范围内，所制备的保温复合材料，其保暖率都在55%以上，而行业标准仅为45%左右;本申请的保温复合材料的克罗值都大于0.7，行业标准仅为0.65左右，因此，可以在达到相同的保温效果的情况下，有效减小保温板的使用厚度，降低成本。另外，本申请的保温复合材料在210h辐照暴露处理后强力保留率都在90%以上，可见，其抗老化性能良好。
[0044]以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。
【主权项】
1.一种用于建筑墙体的保温复合材料，其特征在于:包括依序层叠复合固结的第一聚丙烯防粘非织造布层、聚丙烯熔喷非织造布层、聚乙烯闪蒸非织造布层和第二聚丙烯防粘非织造布层;所述第一聚丙烯防粘非织造布层和第二聚丙烯防粘非织造布层中添加有抗老化剂，所述聚丙烯熔喷非织造布层的纤维表面具有空穴结构。2.根据权利要求1所述的保温复合材料，其特征在于:所述第一聚丙烯防粘非织造布层和第二聚丙烯防粘非织造布层和克重为40?100g/m2。3.根据权利要求1所述的保温复合材料，其特征在于:所述聚丙烯熔喷非织造布层的克重为40?50g/m2，所述聚乙稀闪蒸非织造布层的克重为40?50g/m2。4.根据权利要求1-3任一项所述的保温复合材料的制备方法，其特征在于:包括，以聚丙烯为原料，采用纺粘法分别制备所述第一聚丙烯防粘非织造布层和所述第二聚丙烯防粘非织造布层，采用熔喷法制备所述聚丙烯熔喷非织造布层，以聚乙烯为原料，采用闪蒸法制备所述聚乙烯闪蒸非织造布层;然后，按照顺序铺网，复合固结形成所述保温复合材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于:采用纺粘法制备所述第一聚丙烯防粘非织造布层和所述第二聚丙烯防粘非织造布层的过程中，用交叉铺网的方式提升纺粘材料的纵横向强力，使纵横向强力比达到I: I。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于:采用纺粘法制备所述第一聚丙烯防粘非织造布层和所述第二聚丙烯防粘非织造布层的过程中，在聚丙烯纤维从喷丝孔喷出时，将抗老化剂的微胶囊喷射到熔融状态的聚丙烯纤维表面，然后通过热乳机的温度和压力将抗老化剂释放出来。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于:所述抗老化剂选自2-羟基-4-丙烯酸酯基二苯甲酮紫外线吸收剂、亚磷酸酯、硫代酯、受阻酚热稳定剂、受阻胺光稳定剂、纳米CeO2中的至少一种;所述微胶囊的制备方法包括，以所述抗老化剂为芯材，熔点范围为52-58 V的石蜡为壁材，将抗老化剂和熔融的石蜡一起分散到分散介质中，充分搅拌，使抗老化剂和石蜡分散均匀，然后在搅拌状态下降温，石蜡硬化，将抗老化剂包裹其中，形成所述微胶囊。8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于:采用熔喷法制备所述聚丙烯熔喷非织造布层的过程中，在聚丙烯切片中添加纳米碳酸钙，然后采用稀释的酸溶液冲洗熔喷材料，洗去纤维表面的纳米碳酸钙，在聚丙烯纤维表面形成不规则的空穴。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于:所述纳米碳酸钙:聚丙烯切片的质量比为3?10:90?97。10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于:所述稀释的酸溶液为10%-15%的冰乙酸。
【文档编号】B32B37/06GK106042535SQ201610369159
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】黄文胜, 慕春霞, 谢国东, 张卫东, 荆晓飞, 李敏
【申请人】山东俊富无纺布有限公司