超薄金属快装板及其成型制备方法与流程

本发明涉及建筑装饰材料，具体为超薄金属快装板及其成型制备方法。

背景技术：

1、金属复合板材因其轻质、阻燃及表面装饰性好等特点，在建筑内装与隔断工程中得到应用。现有的金属快装板通常采用金属薄板作为面层，内部填充无机材料作为芯层，并通过胶黏剂在热压机中进行复合定型。为了实现板材在施工现场的快速拼接，金属面板的边缘区域通常会经过折弯加工以形成相应的装配槽口。

2、在连续化生产工艺中，多层异质复合板材的成型过程面临着热应力释放不均的工程问题。金属面板与无机多孔芯材的导热系数及热膨胀系数存在差异，在经过高温热压复合后，各层材料在自然降温过程中的体积收缩率并不一致。常规胶黏剂在热压后需要较长的降温固化时间才能建立足够的内聚强度，此时尚未完全固化的粘接界面难以抵抗上下层材料间的不对称收缩应力，导致板材在出料脱模后容易发生弓形翘曲变形，影响成品平整度。

3、此外，常规聚氨酯胶黏剂在应对无机多孔芯材时，其界面结合主要依赖物理孔隙锚固，在长期环境温湿度变化下，界面剥离强度容易发生衰减。同时，为满足轻量化及降本需求，金属面板基材趋向于超薄化发展，这使得预先折弯成型的拼接槽口在承受热压复合工序的垂直压强时，容易发生局部变形或塌陷，导致出厂板材的槽口尺寸出现偏差，降低了现场装配精度与拼接装饰效果，更重要的是，本领域正致力于突破超薄镀锌板或薄铝的应用瓶颈，现有技术在对超薄板（如0.18mm及以下）进行传统模压、辊压成型时，由于材料极薄且局部形变量大，极易发生应力集中从而导致拉伸断裂问题，严重影响了超薄金属快装板的良品率与量产可行性。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题在于现有金属复合板件在连续化生产中，胶黏剂热压固化周期长导致无法快速脱模定型，且板材在出料降温阶段易因上下表面温差和收缩率不一致产生翘曲变形，此外，芯材与金属基板的界面剥离强度在自然老化过程中也容易出现衰减，同时，本发明旨在重点解决超薄金属板（超薄镀锌板或薄铝）在传统模压、辊压加工工艺中极易发生的拉伸断裂问题，突破超薄材料的成型瓶颈。

2、为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种超薄金属快装板，采用如下的技术方案：

4、一种超薄金属快装板，自上而下依次包括装饰膜层、镀铝锌板或薄铝层、上胶黏剂层、无机气泡板芯材层、下胶黏剂层以及平衡铝箔层；

5、上胶黏剂层与下胶黏剂层均采用高分子复合热压胶，高分子复合热压胶由包含以下重量份的原料制成：

6、聚丙二醇30～40份；

7、聚己内酯二醇20～30份；

8、4.4'-二苯基甲烷二异氰酸酯15～25份；

9、－缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷1～3份；

10、二月桂酸二丁基锡0.01～0.05份。

11、通过采用上述技术方案，高分子复合热压胶在多层板材结构内起到粘接与定型作用。

12、具体而言，配方中的聚丙二醇提供柔性链段，聚己内酯二醇提供结晶性链段，配合硅烷偶联剂，使胶体具备物理结晶与化学交联相结合的固化特性。

13、在聚氨酯预聚体合成阶段，多元醇与过量的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯发生加聚反应，生成端部带有异氰酸酯基的预聚体主链，即二元醇的端羟基与二异氰酸酯基团反应生成氨基甲酸酯键。

14、当复合胶处于加热状态时呈熔融态，能够渗透至无机气泡板芯材表面的微孔内；

15、随后的降温定型期间，预聚体主链中的聚己内酯结晶链段随温度下降迅速发生规则排列并结晶，胶体模量随之急剧上升，从而产生初粘力，将金属面板与芯材之间的结构应力加以锁定。

16、在此后的环境存放阶段，预聚体端部的异氰酸酯基团吸收空气及芯材内含有的水分，发生水解反应生成氨基甲酸，由于氨基甲酸不稳定，会分解脱去二氧化碳。

17、生成的游离伯胺基团进而与尚未反应的异氰酸酯基团发生扩链交联反应，形成脲键交联网络。与此同时，γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的甲氧基团与水分发生水解缩合，在无机气泡板芯材的界面处形成硅氧烷化学键交联点。

18、这种物理与化学结合的锚定方式，通常能够有效缓解界面间的剥离应力。

19、过氧化氢水溶液在搅拌与碱性环境下分解释放氧气，在基体内部形成闭孔气泡网络。

20、在此过程中，硬脂酸钙发挥稳泡作用，聚乙烯醇改善浆料黏度并包覆发泡孔壁，而无碱短切玻璃纤维分散在结晶相中起桥接与阻裂作用。

21、该配方体系形成的芯材具备相应的抗压强度与内聚强度，有利于承受后续热压与冷压工序的载荷冲击。

22、优选的，高分子复合热压胶通过以下方法制备而成：

23、将特定重量份的聚丙二醇与聚己内酯二醇混合并在真空条件下脱水；

24、在氮气保护下加入特定重量份的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯进行恒温反应，制得端异氰酸酯基的聚氨酯预聚体；

25、降温后加入特定重量份的γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷与二月桂酸二丁基锡，恒温搅拌并抽真空脱泡制得。

26、通过采用上述技术方案，前期真空脱水排除了多元醇原料中携带的水分，这有助于减少异氰酸酯基团在合成阶段的早期消耗与凝胶化风险。

27、考虑到后期交联需要，选择在反应末期加入二月桂酸二丁基锡催化剂，以提供体系所需的水解交联催化活性。此外，末段的抽真空脱泡处理主要用于脱除搅拌卷入的气泡，这在一定程度上改善了后续胶液涂布的均匀性与连续成膜性。

28、优选的，镀铝锌板或薄铝层的两端设有向内侧预弯曲自然回弹后形成的双母槽结构，且双母槽结构的内侧空隙中填充有铝型条。

29、进一步地，镀铝锌板或薄铝层的厚度为0.18mm，双母槽结构的间隙为1.8～2.0mm，铝型条的截面厚度为1.7～1.9mm。

30、通过采用上述技术方案，双母槽结构提供了板材拼接时的定位与隐藏安装通道。

31、预先填充于间隙内的铝型条填充了金属薄板折弯段内的空气间隙，为折弯处提供了实体支撑。

32、当板材受到平板热压与冷压载荷时，铝型条能够承接并传递边缘位置的纵向垂直应力，减少了双母槽在受压状态下发生变形与向内塌陷的概率，对维持终端板材槽口尺寸的一致性有积极作用。

33、第二方面，本发明提供一种超薄金属快装板的成型制备方法，采用如下的技术方案：

34、一种超薄金属快装板的成型制备方法，包括以下步骤：

35、对镀铝锌板或薄铝两端进行冷压预弯曲，回弹后形成双母槽结构，将铝型条推入双母槽结构内侧空隙进行填充；

36、将高分子复合热压胶加热熔融，在无机气泡板芯材的上下两表面同步滚涂该胶液；

37、将处理后的镀铝锌板或薄铝平铺于无机气泡板芯材正面，将平衡铝箔平铺于无机气泡板芯材背面，同步送入平板热压机进行保压热压复合；

38、脱模后进入冷压工位，通过通入循环冷却水的冷压模具进行施压冷压定型；

39、于冷压定型后的镀铝锌板或薄铝正面采用pur覆膜工艺包覆装饰膜；将包覆完成的板材码放并转移至常温环境中存放，进行内部湿气交联固化。

40、通过采用上述技术方案，热压阶段中，由于对正面镀铝锌板或薄铝和背面平衡铝箔施加温度和均布压力，高分子复合热压胶处于低粘度流体状态，受压进入无机气泡板芯材表面的孔隙微结构中，形成类似互锁的锚固效果。

41、紧接着板材脱离热压模具进入冷压工位，在带冷却循环水的冷压模具作用下接受降温并保持受压。

42、强制冷却促使胶层内的聚己内酯链段相变结晶，体系由粘流态转变至玻璃态，胶层丧失流动性并产生初粘强度。

43、由于板材各层已被物理锚定，强制受压冷却有助于抵抗正面金属面板与背面铝箔在降温过程中的非对称热收缩应力，从而降低了因不对称收缩引起的宏观翘曲风险。

44、同时，初粘强度的建立使得脱模后的板材可立即进入冷贴膜工序，减少了离线静置等待时间，有利于流水线的连续运转。

45、后续的常温湿气交联工序利用环境湿度驱动预聚体发生网络交联反应，使粘接界面由初期的物理锚定转化为化学键合。

46、优选的，采用柔性翻板式折弯机进行冷压预弯曲，折弯机的翻板相对于未折弯平面的过弯转角设定为92°~93°。

47、通过采用上述技术方案，超过90°的过弯转角补偿了镀铝锌钢板或薄铝冷作硬化部位在卸载弯矩后的弹性回复形变量。

48、这有助于自然回弹后形成的双母槽两翼保持平行的理论间隙，便于后续推入铝型条，并在一定程度上维持了基板成型后外侧折角处的尺寸稳定性。

49、优选的，高分子复合热压胶的加热熔融温度为110~130℃，上下每一表面的滚涂量控制在80～120g/m²；

50、平板热压机的热压板表面温度为110~130℃，施加压力为0.8~1.5mpa，保压时间为10～15s。

51、通过采用上述技术方案，110~130℃的加热与热压温度能够使结晶链段熔化并激活胶黏剂的流平性，且该温度范围通常不会对无机气泡板芯材内部水化骨架相的结晶水造成明显破坏。

52、配套使用的0.8~1.5mpa施压与10～15s保压时间，既能将胶液挤入无机孔隙内部，又能避免因压强过高导致无机芯材骨架压溃断裂。

53、优选的，冷压模具通入的循环冷却水温度为15~25℃，冷压工位施加的压力为1.0~2.0mpa，冷压时间为5～10s。

54、通过采用上述技术方案，15~25℃的循环水与1.0~2.0mpa的保压协同作用，利用金属的热传导率带走板材内部积聚的热量。

55、在5～10s的接触时间内，胶黏剂温度跨越聚己内酯链段的结晶温度点，使高分子链段在受限状态下结晶，对板材平整度的校准起到了固化作用。

56、优选的，存放环境的温度控制在15~35℃，相对湿度控制在40%～70%，存放时间为10～12h。

57、通过采用上述技术方案，稳定的环境温湿度场为板材内部异氰酸酯基与水分的反应提供了适宜条件。

58、10～12h的存放时间使得反应产生的二氧化碳副产物能够沿疏松芯材界面逃逸扩散，降低了胶层内部起泡的概率，从而获得相对致密的交联网络。

59、本发明提供了超薄金属快装板及其成型制备方法。具备以下有益效果：

60、1.本发明的成型制备方法通过热压与强制冷压交替的工序安排，改善了连续化生产中板材易翘曲变形的问题。热压复合后的板材直接进入带有循环冷却水的冷压工位，受压状态下的强制降温促使胶层内的聚己内酯链段快速相变结晶，体系由粘流态转为玻璃态并建立初粘力。该工艺在锁定多层材料相对位置的同时，抵消了金属面板与平衡铝箔因降温收缩率不同而产生的不对称热应力，降低了脱模后板材发生宏观弓形翘曲的概率。

61、2.本发明采用的高分子复合热压胶结合了物理结晶与化学交联的双重固化机制，有助于维持界面粘接强度的长期稳定。在冷压阶段，聚己内酯链段的结晶提供早期定型强度，满足产线快速脱模与冷贴膜的节拍要求；在后续的常温存放阶段，端异氰酸酯基团吸收水分发生扩链反应形成脲键网络，硅烷偶联剂的甲氧基团与无机芯材界面发生水解缩合形成硅氧烷化学键，这种化学键合方式减缓了自然老化过程中的界面剥离强度衰减。

62、3.本发明的板材边缘采用双母槽结构并内衬铝型条，成功突破了超薄板成型的技术瓶颈，解决了超薄金属板（超薄镀锌板或薄铝）在常规模压、辊压过程中的拉伸断裂问题。在镀铝锌板或薄铝采用柔性预弯曲成型后，推入空隙的铝型条填补了折弯段内的间隙，在承受平板热压与冷压工序的垂直载荷时提供刚性实体支撑。这种工艺与结构配合，避免了超薄板因过度拉伸造成的破损，同时防止了薄壁母槽在受压状态下向内发生变形与塌陷，从而保障了终端板材在拼接装配时的缝隙规整度与安装精度。