一种装配式建筑用高密度岩棉复合夹芯板的制作方法

本技术涉及建筑构件，更具体地说，它涉及一种装配式建筑用高密度岩棉复合夹芯板。

背景技术：

1、在装配式建筑中，建筑构件主要包括预制混凝土楼板、叠合梁、预制楼梯、外墙板、内墙板以及整体厨房和卫生间等，在工厂通过标准化设计和自动化生产线完成高精度预制后，再运输至施工现场进行机械化吊装与拼接；不仅通过减少现场湿作业和简化施工流程提升建设效率、缩短工期，还因构件在工厂受控环境中养护而保证更高的质量稳定性和耐久性；同时，工业化生产减少材料浪费、噪音和扬尘污染，符合绿色建筑理念，而模块化的安装方式也降低了高空作业风险，提升了施工安全性。

2、相关的建筑构件通过现场分层施工或分体式安装以实现快速建设，但是这种多步骤作业存在工序间隔长、各层粘结质量不稳定且易受施工现场环境干扰的问题，从而导致防水与保温性能难以协调、结构整体性差、施工效率低下，并增加材料浪费和现场污染风险。

技术实现思路

1、为了解决因相关的建筑构件通过现场分层施工或分体式安装而导致结构整体性差、施工效率低下，并增加材料浪费和现场污染风险的问题，本技术提供一种装配式建筑用高密度岩棉复合夹芯板。

2、本技术提供一种装配式建筑用高密度岩棉复合夹芯板，采用如下的技术方案：

3、一种装配式建筑用高密度岩棉复合夹芯板，包括复合防水面层、金属底层和增强岩棉芯层；而所述复合防水面层为聚烯烃类防水卷材层或聚氯乙烯类防水卷材层；所述金属底层为压型金属板或镀层金属板；所述增强岩棉芯层通过粘合层固定设置于所述复合防水面层与所述金属底层之间；其中，所述复合防水面层、增强岩棉芯层与金属底层经一体化复合成型，形成适用于装配式建筑的快速拼装板材。

4、通过采用上述技术方案，由于采用聚烯烃或聚氯乙烯类防水卷材作为外露面层，其自身具备耐候性与防水密封性，防止水分侵入芯材；而高密度增强岩棉芯层则提供保温隔热与防火性能；底部的压型或镀层金属板赋予板材结构刚度和安装基面；复合防水面层、增强岩棉芯层与金属底层通过粘合剂在压力与热作用下复合成一个整体结构单元，该工艺消除相关的现场分层施工的工序间隔与质量波动；因此，获得兼具防护、保温、承载与装饰功能的集成化板材，在施工现场进行吊装与锁边连接，实现装配式建筑所追求的高效、标准化与干法作业，提升施工速度与整体性能可靠性。

5、优选的，所述增强岩棉芯层的密度为110kg/m3至160kg/m3，其厚度为40mm至200mm。

6、通过采用上述技术方案，由于将岩棉芯层的密度控制在110kg/m3至160kg/m3的区间，这一密度范围使岩棉纤维具有足够的交织紧实度，从而提高芯层的抗压强度与抗剥离性能，使其能够承受复合工艺及后续安装使用中的应力；同时，该密度下的岩棉保持孔隙结构，导热系数维持在较低水平；芯层厚度在40mm至200mm之间调控，以满足不同气候区对建筑围护结构传热系数的差异化要求；因此，获得力学性能稳定且保温效能可控的芯层基础，在保证板材整体结构强度的前提下，能够通过调整厚度来匹配从夏热冬冷地区到严寒地区的节能设计标准。

7、优选的，所述粘合层包括第一粘合层和第二粘合层，所述第一粘合层设置于所述复合防水面层与所述增强岩棉芯层之间，所述第二粘合层设置于所述增强岩棉芯层与所述金属底层之间。

8、通过采用上述技术方案，由于采用独立设置的第一粘合层与第二粘合层的双层粘合结构，该设计实现复合防水面层与增强岩棉芯层之间以及增强岩棉芯层与金属底层之间的充分浸润粘结；而高分子聚合物粘合剂或改性丙烯酸系胶粘剂能够分别适应上层高分子卷材与下层金属板的不同表面化学特性，形成化学与机械锚固；分步涂布避免单次涂胶因芯层吸收导致的界面缺胶风险，确保上下两个粘结界面的胶层连续与均匀；因此，获得可靠的界面结合强度，防止复合板材在温度应力、风荷载等作用下出现层间剥离或脱胶现象，保障夹芯板作为复合材料的长期结构完整性。

9、优选的，所述第一粘合层和第二粘合层均为高分子聚合物粘合剂或改性丙烯酸系胶粘剂，其单位面积涂布量为120g/m2至280g/m2。

10、通过采用上述技术方案，由于选用高分子聚合物粘合剂或改性丙烯酸系胶粘剂，这类材料在固化后能形成韧性胶膜，其弹性模量介于岩棉与面层或底层材料之间，能够缓冲不同材料因热膨胀系数差异产生的内应力；将单位面积涂布量设定在一定范围内，下限确保足量的胶粘剂能够渗透入岩棉芯层表层纤维间隙，形成勾挂与包覆式的机械互锁；上限则避免胶量过多导致溢胶、成本上升或固化不完全；此涂布量范围是基于保证粘合强度、控制生产成本与满足连续化生产线速的平衡；因此，获得合适的性能与成本效益比，既实现牢固的层间粘结，又保证胶层在后续加压加热固化过程中能均匀流平并交联。

11、优选的，所述增强岩棉芯层由两层或三层岩棉板复合而成，相邻层间的岩棉纤维排列方向相互垂直，形成多层交错纤维结构，芯层外缘包覆有增强网格布层。

12、通过采用上述技术方案，由于采用两层或三层岩棉板复合构建芯层，并令相邻层岩棉板的纤维排列方向呈九十度交错，此结构使得岩棉纤维在三维空间内形成网状交织；当板材承受垂直于板面的压力时，各方向分布的纤维能协同承担载荷，增强芯层的尺寸稳定性和抗分层能力；在芯层外缘整体包覆增强网格布层，该网格布在复合前包裹芯层，在复合过程中与粘合剂结合，形成整体约束壳；因此，获得的增强岩棉芯层具有整体性、抗弯剪性能与抗疲劳性能，能够抵御运输、安装及使用过程中的振动、冲击及反复荷载，降低芯材破损的风险。

13、优选的，所述增强岩棉芯层中还添加有占增强岩棉芯层质量分数0.5%至4%的气凝胶微粒或玄武岩纤维。

14、通过采用上述技术方案，由于在岩棉纤维成毡过程中均匀掺入质量分数为0.5%至4%的气凝胶微粒或短切玄武岩纤维；气凝胶微粒具有纳米级多孔结构，其添加能在不改变芯层密度的前提下，降低芯层的整体导热系数，提升板材的保温效能；而掺入玄武岩纤维则作为增强相，其力学性能高于岩棉纤维，与基体岩棉纤维交织后能提升芯层的拉伸与抗冲击强度；掺量上限的设定则基于兼顾性能提升与生产成本控制，并确保添加物能均匀分散而不影响岩棉原有的憎水性与纤维结构；因此，获得功能性增强的复合芯材，根据产品定位选择性提升其保温极限或力学性能，拓宽产品的应用场景。

15、优选的，所述复合防水面层中添加有光稳定组分和抗氧组分，其中光稳定组分为受阻胺类光稳定剂或紫外线吸收剂，所述抗氧组分为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。

16、通过采用上述技术方案，由于在复合防水面层的聚合物基材中共混添加受阻胺类光稳定剂或紫外线吸收剂作为光稳定组分，以及受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂作为抗氧组分；光稳定组分能够吸收或淬灭太阳光中的紫外辐射能量，阻止紫外线引发聚合物分子链的断裂；抗氧组分则能捕获并消除材料在加工和使用过程中因热、剪切力或微量金属离子催化而产生的自由基，抑制聚合物的热氧降解过程；这两类助剂产生协同作用，从不同机理层面延缓面层高分子材料的老化速率；因此，获得耐候性能提升的防水面层，能够长期暴露于户外气候环境下而保持其物理机械性能、防水密封性及颜色稳定性，延长建筑围护系统的使用寿命。

17、优选的，所述一体化复合成型包括如下步骤：

18、s1、岩棉预处理：将岩棉纤维经摆锤法铺棉形成岩棉毡，随后将岩棉毡切割成预定尺寸的岩棉条，并对岩棉条进行憎水处理，制得增强岩棉芯层；

19、s2、粘合剂施加：在金属底层的上表面和复合防水面层的下表面均匀涂覆粘合剂，形成粘合层；

20、s3、复合叠层：将增强岩棉芯层置于金属底层与复合防水面层之间，使粘合层分别与增强岩棉芯层的上下表面接触，形成叠层结构；

21、s4、固化定型：对叠层结构施加压力和热量，使粘合层固化，将复合防水面层、增强岩棉芯层与金属底层粘合为一体。

22、通过采用上述技术方案，由于采用包含岩棉预处理、粘合剂施加、复合叠层与固化定型的连续化复合成型步骤；岩棉预处理步骤制备出尺寸精确且经过憎水处理的芯层，为后续复合提供质量稳定的中间材料；粘合剂双面涂覆于面层与底层，避免在多孔的岩棉表面涂胶导致的吸收不均与浪费；复合叠层步骤以对位的方式将三层主材与两层胶层组合，构成夹芯结构雏形；最后的固化定型步骤通过施加控制的压力与热量，促使粘合剂发生交联化学反应，实现从物理叠层到化学键合的转变；因此，获得高效、可控且质量稳定的连续生产线，实现从原材料到成品夹芯板的一体化制造，确保产品性能的一致性，并满足工业化生产的需求。

23、优选的，在s1步骤中，所述憎水处理为：采用憎水剂溶液对岩棉纤维进行喷涂或浸渍处理，在岩棉纤维表面形成憎水膜层，其中所述憎水剂包含活性聚硅氧烷或烷基烷氧基硅烷；而所述摆锤法为：将高温熔融的岩棉原料经离心成纤后，形成的岩棉纤维在沉降过程中，通过往复摆动的摆锤装置进行打散和重新分布，使纤维得以均匀、杂乱地铺叠在集棉机上，形成结构蓬松且纤维分布均匀的岩棉毡。

24、通过采用上述技术方案，由于在岩棉预处理中联合应用摆锤法与特定的憎水处理工艺；摆锤法利用往复摆动的机械装置对下落的岩棉纤维进行打散与重新抛洒，此动作打破纤维因离心成纤产生的初始方向性，使得纤维以三维随机的姿态均匀沉积，最终形成纤维交织充分、结构蓬松且各向同性的岩棉毡，这为后续切割成型的芯条奠定基础；采用活性聚硅氧烷或烷基烷氧基硅烷憎水剂溶液对岩棉纤维进行喷涂或浸渍处理，憎水剂分子中的活性基团能与岩棉纤维表面的硅羟基发生化学反应，形成疏水性有机硅膜，从而赋予岩棉芯层持久的憎水性能；因此，获得的增强岩棉芯层兼具纤维结构均匀性、强度和拒水防潮能力，保障复合板材长期的保温性能与耐久性。

25、优选的，在s4步骤中，采用双履带连续加压加热方式，加热温度为100℃-180℃，固化时间为2分钟-10分钟，压力为0.1mpa-0.5mpa。

26、通过采用上述技术方案，由于在固化定型步骤中采用双履带连续加压加热方式，上下履带同步对板材施加均匀的压力与热量；加热温度设定在一定范围以内，此温度范围能够激活所用高分子聚合物或改性丙烯酸系粘合剂的固化反应，使其快速交联形成网状结构，同时又低于复合防水面层与金属底层的耐热极限，避免表层材料受热变形或性能下降；固化时间控制在一定范围，与设定的温度及生产线速度相匹配，确保粘合剂有充分的时间完成流平、渗透与完全固化；压力参数同样进行限定，这能保证各层材料紧密接触、排出层间空气并使胶层均匀分布，又不会因压力过大而过度压缩高弹性的岩棉芯层导致其保温性能下降；因此，获得改善的固化工艺窗口，确保三层材料通过粘合层实现稳固、均匀且高效的一体化复合，最终产出性能一致的合格板材。

27、综上所述，本技术具有以下有益效果：

28、1、由于本技术采用复合防水面层、增强岩棉芯层与金属底层经一体化复合成型，其中复合防水面层为聚烯烃或聚氯乙烯类防水卷材，其自身具备耐候性与防水密封性，防止水分侵入芯材，而增强岩棉芯层提供保温隔热与防火性能，金属底层赋予板材结构刚度和安装基面，三者通过粘合剂在压力与热作用下复合，该工艺消除现场分层施工的工序间隔与质量波动，因此获得兼具防护、保温、承载与装饰功能的集成化板材，实现装配式建筑的快速拼装、高效标准化与干法作业，提升施工速度与整体性能可靠性。

29、2、本技术中优选采用独立设置的第一粘合层与第二粘合层的双层粘合结构，由于第一粘合层设置于复合防水面层与增强岩棉芯层之间，第二粘合层设置于增强岩棉芯层与金属底层之间，且粘合剂选用高分子聚合物或改性丙烯酸系胶粘剂，该粘合剂能分别适应上层高分子卷材与下层金属板的不同表面化学特性，形成化学与机械锚固，分步涂布避免单次涂胶因岩棉芯层多孔吸收导致的界面缺胶风险，确保上下粘结界面的胶层连续均匀，因此获得可靠的界面结合强度，防止复合板材在温度应力或风荷载下出现层间剥离，保障夹芯板作为复合材料的长期结构完整性。

30、3、本技术中优选采用两层或三层岩棉板复合构建增强岩棉芯层，并使相邻层间的岩棉纤维排列方向相互垂直，由于该多层交错纤维结构使得岩棉纤维在三维空间内形成网状交织，当板材承受垂直于板面的压力时，各方向分布的纤维能协同承担载荷，同时芯层外缘包覆增强网格布层，在复合过程中网格布与粘合剂结合形成整体约束壳，从而增强芯层的尺寸稳定性、抗弯剪性能与抗疲劳性能，因此获得的增强岩棉芯层具有整体性，能够抵御运输、安装及使用过程中的振动、冲击及反复荷载，降低芯材破损风险。

31、4、本技术中优选在复合防水面层中添加光稳定组分和抗氧组分，由于光稳定组分为受阻胺类光稳定剂或紫外线吸收剂，能吸收或淬灭太阳光中的紫外辐射能量，阻止紫外线引发聚合物分子链断裂，而抗氧组分为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂，能捕获并消除材料在加工和使用中因热、剪切力产生的自由基，抑制聚合物的热氧降解，这两类助剂产生协同作用，从不同机理层面延缓面层高分子材料的老化速率，因此获得耐候性能提升的防水面层，能够长期暴露于户外气候环境下而保持其物理机械性能、防水密封性及颜色稳定性，延长使用寿命。