一種保溫防火板材及其製備方法與流程
2023-07-30 00:32:36
本發明涉及一種建築材料領域，具體涉及一種保溫防火板材及其製備方法。
背景技術：
近年來多起建築物火災事件的發生，促使防火材料在建築上的大量應用，防火材料可以在火災發生時阻止火勢蔓延，為消防人員滅火提供了寶貴的時間，從而減少了人員傷亡和財產損失。而對防火材料本身而言，防火等級越高、耐溫極限時間越長，從安全的角度來看就越好，若一種材料既能防火，又能保溫隔音，則更加符合人們的需求。目前市面上通常使用的防火保溫隔音建材，多用水泥與泡沫顆粒混合，經壓制而成，這種建材遇火不會就顯得有些不足，不能達到防火保溫的目的。
而eps板(可發性聚苯乙烯板)具有質輕、價廉、導熱率低、吸水性小、電絕緣性能好、隔音、防震、防潮、成型工藝簡單等優點,被廣泛用作建築、船舶、汽車、火車、冷藏、冷凍等保溫絕熱、隔音、抗震材料。
雖然，eps板在較多領域中得到使用，但大多數為一次性使用，因此每年大約有上千萬立方米廢棄的eps板，由於處理與降解困難而成為危害環境的白色汙染。因此，利用大量廢棄的eps廢料來製備板材，不僅有環保、利廢的作用，而且由於eps板材的輕質保溫性能，製備的板材相對於普通板材更具有輕質、隔熱、節能等優越性能。但是，一般的eps板防火等級僅為b2級，屬於易燃的保溫材料，因此，設計一種既帶有輕質、隔熱、節能、保溫優點，又帶有較高防火等級的eps板材是十分必要的。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種以廢棄聚苯乙烯泡沫塑料為材料製成的隔音防火板材及其製備方法，通過此方法製備的板材不但具有成本低、強度高、輕質、保溫和隔音等優點，而且還具有防火等級高的優點。
為實現上述發明目的，本發明是通過如下技術方案來實現的：
一種保溫防火板材，由以下重量份的原料組成：eps顆粒30～80份、纖維添加物15～30份、耐火材料30～70份、阻燃劑20～30份、粘結劑30～50份、偶聯劑0.1～1份、複合鹼激發劑1～2份、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液1～2份、紫外線吸收劑1～5份。
進一步的，所述的耐火材料由下列重量份的原料製成：紅磷10～15份、膨脹石墨5～10份、珍珠巖10～15份、氧化鎂10～15份、鈦白粉4～7份、水泥12～16份、粉煤灰10～20份、矽溶膠12～16份；製備方法為：將紅磷、膨脹石墨、珍珠巖、氧化鎂、鈦白粉、水泥、粉煤灰混合，邊攪拌邊加入矽溶膠，分散研磨成顆粒，即得。
進一步的，所述的粘結劑為脲醛樹脂、酚醛樹脂、有機矽樹脂當中的一種或多種。
進一步的，所述的eps顆粒是採用eps板破碎而成，粒度為2～4mm。
進一步的，所述的複合鹼激發劑是由naoh和水玻璃組成，複合鹼激發劑的模數為1.2。
進一步的，所述的偶聯劑為異丙基三(二辛基焦磷酸醯氧基)鈦酸酯、三異硬酯酸鈦酸異丙酯和二(二辛基焦磷醯氧基)氧代酯酸鈦按重量份數為2～9：2～10：4～15的混合物。
進一步的，所述的阻燃劑為磷酸三乙酯、三芳基磷酸酯和磷酸三甲苯酯按重量份數比為2～4：5～7：7～10的混合物。
進一步的，所述纖維添加物為不規則椰殼纖維球，所述椰殼纖維球由膠水粘結而成，所述纖維球直徑為1～0.5cm。
一種保溫防火板材的製備方法，具體步驟如下：
(1)準確取各組分，先將耐火材料加入到粘結劑中，再加入偶聯劑、阻燃劑和紫外線吸收劑，充分攪拌分散；
(2)將步驟（1）攪拌分散後的物料再與eps顆粒、複合鹼激發劑、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液和纖維添加物混合併攪拌分散，而後加入成型機中蒸汽加熱，蒸汽的壓力為0.2mpa，通蒸汽加熱時間為30s，即得保溫防火板材；
(3)將步驟（2）得到的保溫防火板材進行烘乾，烘乾分為低溫區和高溫區，首先進入低溫區進行烘乾，烘乾溫度為60℃，烘乾時間20分鐘；再進入高溫區進行烘乾，烘乾溫度為200-400℃，烘乾時間20-40分鐘。
本發明的有益效果為：通過本發明製備的一種保溫防火板材，耐火材料為紅磷、膨脹石墨、珍珠巖、氧化鎂、鈦白粉、水泥、粉煤灰，通過粘結劑和偶聯劑先進行處理，使此板材達到耐火防火的作用；通過自製的複合鹼激發劑來使耐火材料在eps顆粒中進行激發，使eps顆粒更好的分散到耐火材料中，並且在此過程中還省去了緩凝劑的加入；而將廢棄的eps破碎成顆粒作為原材料的使用，不但使此板材具有eps板本身自帶的保溫優點，而且也使其帶有環保利廢的優點；另外，本發明中的纖維添加物可在板材中央設置不規則的中空纖維球，降低板材密度，同時保證板材具有較高的重量，所述纖維添加物為不規則椰殼纖維球，所述椰殼纖維球由膠水粘結而成，所述纖維球直徑為1-0.5cm，採用不規則形狀保證了結構強度不易鬆散移動，同時降低板材密度，也增加此板材的隔音和保溫效果。因此，本發明的保溫防火板材具有保溫、隔音和防火等優點，適合推廣。
具體實施方式
下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例1
一種保溫防火板材，由以下重量份的原料組成：eps顆粒30份、不規則椰殼纖維球20份、耐火材料50份、阻燃劑30份、脲醛樹脂30份、偶聯劑0.5份、複合鹼激發劑1份、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液2份、紫外線吸收劑5份。
其中，耐火材料由下列重量份的原料製成：紅磷10份、膨脹石墨7份、珍珠巖10份、氧化鎂15份、鈦白粉7份、水泥14份、粉煤灰15份、矽溶膠14份；製備方法為：將紅磷、膨脹石墨、珍珠巖、氧化鎂、鈦白粉、水泥、粉煤灰混合，邊攪拌邊加入矽溶膠，分散研磨成顆粒，即得。
所述的eps顆粒是採用eps板破碎而成，粒度為2～4mm。
所述的複合鹼激發劑是由naoh和水玻璃組成，複合鹼激發劑的模數為1.2。
所述的偶聯劑為異丙基三(二辛基焦磷酸醯氧基)鈦酸酯、三異硬酯酸鈦酸異丙酯和二(二辛基焦磷醯氧基)氧代酯酸鈦按重量份數為2：10：12的混合物。
所述的阻燃劑為磷酸三乙酯、三芳基磷酸酯和磷酸三甲苯酯按重量份數比為3：5：9的混合物。
所述不規則椰殼纖維球由膠水粘結而成，纖維球直徑為1～0.5cm。
一種保溫防火板材的製備方法，具體步驟如下：
(1)準確取各組分，先將耐火材料加入到粘結劑中，再加入偶聯劑、阻燃劑和紫外線吸收劑，充分攪拌分散；
(2)將步驟（1）攪拌分散後的物料再與eps顆粒、複合鹼激發劑、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液和不規則椰殼纖維球混合併攪拌分散，而後加入成型機中蒸汽加熱，蒸汽的壓力為0.2mpa，通蒸汽加熱時間為30s，即得保溫防火板材；
(3)將步驟（2）得到的保溫防火板材進行烘乾，烘乾分為低溫區和高溫區，首先進入低溫區進行烘乾，烘乾溫度為60℃，烘乾時間20分鐘；再進入高溫區進行烘乾，烘乾溫度為200℃，烘乾時間30分鐘。
經測試，實施例1製備的保溫防火板材的阻燃等級達到gb8624-2012中a2級，表觀密度為34～36kg/m3，導熱係數為0.038～0.042w/m·k，抗壓強度為0.30～0.32mpa，壓縮強度為252～254kpa，體積吸水率≤1.0%，尺寸穩定性≤1.2。
實施例2
一種保溫防火板材，由以下重量份的原料組成：eps顆粒50份、不規則椰殼纖維球15份、耐火材料30份、阻燃劑20份、酚醛樹脂40份、偶聯劑0.1份、複合鹼激發劑2份、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液1份、紫外線吸收劑3份。
其中，耐火材料由下列重量份的原料製成：紅磷15份、膨脹石墨5份、珍珠巖15份、氧化鎂12份、鈦白粉4份、水泥12份、粉煤灰10份、矽溶膠12份；製備方法為：將紅磷、膨脹石墨、珍珠巖、氧化鎂、鈦白粉、水泥、粉煤灰混合，邊攪拌邊加入矽溶膠，分散研磨成顆粒，即得。
所述的eps顆粒是採用eps板破碎而成，粒度為2～4mm。
所述的複合鹼激發劑是由naoh和水玻璃組成，複合鹼激發劑的模數為1.2。
所述的偶聯劑為異丙基三(二辛基焦磷酸醯氧基)鈦酸酯、三異硬酯酸鈦酸異丙酯和二(二辛基焦磷醯氧基)氧代酯酸鈦按重量份數為5：7：15的混合物。
所述的阻燃劑為磷酸三乙酯、三芳基磷酸酯和磷酸三甲苯酯按重量份數比為4：7：10的混合物。
所述不規則椰殼纖維球由膠水粘結而成，所述纖維球直徑為1～0.5cm。
一種保溫防火板材的製備方法，具體步驟如下：
(1)準確取各組分，先將耐火材料加入到粘結劑中，再加入偶聯劑、阻燃劑和紫外線吸收劑，充分攪拌分散；
(2)將步驟（1）攪拌分散後的物料再與eps顆粒、複合鹼激發劑、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液和不規則椰殼纖維球混合併攪拌分散，而後加入成型機中蒸汽加熱，蒸汽的壓力為0.2mpa，通蒸汽加熱時間為30s，即得保溫防火板材；
(3)將步驟（2）得到的保溫防火板材進行烘乾，烘乾分為低溫區和高溫區，首先進入低溫區進行烘乾，烘乾溫度為60℃，烘乾時間20分鐘；再進入高溫區進行烘乾，烘乾溫度為300℃，烘乾時間20分鐘。
經測試，實施例2製備的保溫防火板材的阻燃等級達到gb8624-2012中a2級，表觀密度為31～34kg/m3，導熱係數為0.040～0.044w/m·k，抗壓強度為0.33～0.37mpa，壓縮強度為260～262kpa，體積吸水率≤1.0%，尺寸穩定性≤1.2。
實施例3
一種保溫防火板材，由以下重量份的原料組成：eps顆粒80份、不規則椰殼纖維球30份、耐火材料70份、阻燃劑25份、有機矽樹脂50份、偶聯劑1份、複合鹼激發劑1.5份、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液1.5份、紫外線吸收劑1份。
其中，所述的耐火材料由下列重量份的原料製成：紅磷12份、膨脹石墨10份、珍珠巖12份、氧化鎂10份、鈦白粉6份、水泥16份、粉煤灰20份、矽溶膠16份；製備方法為：將紅磷、膨脹石墨、珍珠巖、氧化鎂、鈦白粉、水泥、粉煤灰混合，邊攪拌邊加入矽溶膠，分散研磨成顆粒，即得。
所述的eps顆粒是採用eps板破碎而成，粒度為2～4mm。
所述的複合鹼激發劑是由naoh和水玻璃組成，複合鹼激發劑的模數為1.2。
所述的偶聯劑為異丙基三(二辛基焦磷酸醯氧基)鈦酸酯、三異硬酯酸鈦酸異丙酯和二(二辛基焦磷醯氧基)氧代酯酸鈦按重量份數為9：2：4的混合物。
所述的阻燃劑為磷酸三乙酯、三芳基磷酸酯和磷酸三甲苯酯按重量份數比為2：6：7的混合物。
所述不規則椰殼纖維球由膠水粘結而成，所述纖維球直徑為1～0.5cm。
一種保溫防火板材的製備方法，具體步驟如下：
(1)準確取各組分，先將耐火材料加入到有機矽樹脂中，再加入偶聯劑、阻燃劑和紫外線吸收劑，充分攪拌分散；
(2)將步驟（1）攪拌分散後的物料再與eps顆粒、複合鹼激發劑、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液和不規則椰殼纖維球混合併攪拌分散，而後加入成型機中蒸汽加熱，蒸汽的壓力為0.2mpa，通蒸汽加熱時間為30s，即得保溫防火板材；
(3)將步驟（2）得到的保溫防火板材進行烘乾，烘乾分為低溫區和高溫區，首先進入低溫區進行烘乾，烘乾溫度為60℃，烘乾時間20分鐘；再進入高溫區進行烘乾，烘乾溫度為400℃，烘乾時間40分鐘。
經測試，實施例3製備的保溫防火板材的阻燃等級達到gb8624-2012中a2級，表觀密度為34～35kg/m3，導熱係數為0.040～0.043w/m·k，抗壓強度為0.30～0.32mpa，壓縮強度為250～252kpa，體積吸水率≤1.0%，尺寸穩定性≤1.2。
從以上實施例可以看出，本發明保溫防火板材的強度、防火性能和保溫性能都很優異，符合國家標準。
以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。