一種由有機無機輕集料原材料組成的複合防火保溫板及製備工藝的製作方法

2023-10-04 22:39:54 1

專利名稱：一種由有機無機輕集料原材料組成的複合防火保溫板及製備工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於建築材料和防火材料領域，涉及一種由有機無機輕集料原材料組成的複合防火保溫板及其生產工藝。
背景技術：
目前建築保溫材料80%以上是有機可燃材料，例如EPS、XPS、PU等。這些材料的節能效果較好，導熱係數低，體系應用相對成熟，但缺點也比較明顯，主要是防火性能差，燃燒時煙霧多和煙毒性大。無機保溫材料目前也有應用，比如巖棉、玻璃棉、珍珠巖等。這些材料均為A級不燃材料，雖不易起火，但其保溫性能差、吸水率大、密度高、造價也較高，推廣難度大。目前的建築保溫材料處於兩難境地，有機保溫材料保溫性能好，但防火性能差。無機保溫材料防火性能好，但保溫性能差。最近幾年，因保溫材料引起的火災成逐年增長趨勢，因此公安部、住房和城鄉建設部都頒布了一些文件，對於保溫材料的防火性能進行了嚴格的規定。

發明內容
基於以上的背景，本發明將由有機無機輕集料複合製作了一種新型防火保溫板，該防火保溫板在乾燥固化過程中粘結材料固化發泡，降低了複合保溫材料密度、提高了保溫性能，同時保障防火性能不受損失，是一種集節能保溫、安全防火於一體的建築牆體保溫板，可以滿足高層建築防 火保溫、娛樂或人員密集場所隔音防火保溫等領域的應用，具有很好的應用前景。本發明要解決的問題是，降低防火保溫板的密度、提高其保溫性能和力學性能；改進防火保溫板的疏水性能，提高其耐氣候的性能；改進防火保溫板的生產工藝，降低生產成本。設計一種新型輕質的集保溫、防火於一身的新型防火保溫板替代現有的外牆保溫板，全面提高防火保溫板的實用性能。本發明採用如下技術方案:解決該問題的途徑就是採用無機輕集料保溫材料、受熱可膨脹發泡的高分子粘結材料、疏水透氣活性材料複合，經固化、膨脹發泡，得到新型輕質的集保溫、防火於一身的新型防火保溫板。本發明的由有機無機輕集料複合防火保溫板及製備工藝包括:組分(A)，該組份至少含有一種無機輕集料保溫材料；組分(B)，該組份至少含有一種可固化膨脹的高分子粘結材料；組分(C)，對應與組分(B)的固化材料；組分(D)，該組份至少含有一種改善組分(A)的疏水性能的憎水劑；組分(B) (C) (D)混合分散均勻後與組分(A)混合，在模具中固化、膨脹發泡。本發明涉及的各組分組合物，具有密度低、熱導率低、吸水性低、耐候性強、適用性廣以及A級以上防火性能等特點，完全可以滿足保溫板的防火耐候性的要求，可以用於高層建築防火保溫、娛樂或人員密集場所隔音防火保溫等領域。
根據本發明由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板及製備工藝，無機輕集料可以選用以下物質中的至少一種或幾種的混合物:膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、玻化微珠、泡沫玻璃、膨脹玻化微珠、淘砂，優選表面玻化集料。他們可以是開孔結構、也可以是閉孔結構，優選閉孔結構。可以進行表面改性，表面改性材料可以是有機高分子樹脂，也可以是表面活性劑；用於表面改性的有機高分子樹脂可以是三聚氰胺甲醛樹脂、聚氨酯樹脂、酚醛樹月旨、有機矽樹脂或改性酚醛樹脂、改性有機矽樹脂或含氟聚合物，優選有機矽樹脂或改性酚醛樹脂、改性有機矽樹脂或含氟聚合物；用於表面改性的表面活性劑可以是陰離子表面活性劑硬脂酸鹽、烷基硫酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽，可以是陽離子表面活性劑脂肪胺鹽、乙醇胺鹽、聚乙烯多胺鹽、長鏈烷基苄基季銨鹽、雜環類銨鹽或季銨鹽，可以是非離子表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯酯、聚丙二醇的環氧乙烷加成物、失水山梨醇酯、烷基醇醯胺，也可以是有機矽表面活性劑氨基改性矽油、羧基改性矽油、聚醚改性矽油、醇改性矽油、環氧改性矽油、酯改性矽油，以上表面活性劑也可以是含氟的表面活性劑，優選有機矽表面活性劑或含氟的表面活性劑。根據本發明由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板及製備工藝，粘結材料可以選用無機高分子粘接料或有機 高分子粘接料。無機高分子粘接料可以是玻璃、水玻璃、矽酸鹽、鋁酸鹽或他們的混合物；可以用有機高分子樹脂增韌改性，可以選用聚乙醇及其縮醛、聚醚、聚醋酸乙烯酯乳液、聚丙烯酸酯乳液、有機矽乳液，優選聚乙醇及其縮醛或有機矽乳液。有機高分子粘接料可以是浙青、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、丁腈橡膠或他們的混合物，優選酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂；可以進行接枝、共聚或共混改性，酚醛樹脂或三聚氰胺樹脂可用硼、鑰、磷、有機矽、焦油進行耐熱改性或用丁腈橡膠、聚醚、聚乙醇縮醛、有機矽進行增韌；根據本發明由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板及製備工藝，固化發泡材料可以是以下物質中的至少一種或幾種的混合物:碳酸鈣、芒硝、矽酸鈣，氟矽酸鈉，磷酸矽，氟化物，雙氰胺、三聚氰胺、六次甲基四胺、密胺、密胺磷酸鹽、密胺硼酸鹽、聚磷酸銨、對甲苯磺酸、硫酸、鹽酸、磷酸、硼酸、五氧化二磷、磷酸酯及其衍生物、硼酸酯及其衍生物、磷酸鹽、硼酸鹽、固體超強酸、氯化銨、脂肪胺、脂環胺、芳香胺、改性胺、聚醯胺，當選用無極高分子粘結料時優選碳酸鈣、芒硝、矽酸鈣，氟矽酸鈉，磷酸矽，氟化物，當選用有機高分子粘結料時優選氯化銨、六次甲基四胺、聚磷酸銨、對甲苯磺酸、磷酸酯及其衍生物、硼酸酯及其衍生物、脂肪胺、改性胺、聚醯胺。根據本發明由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板及製備工藝，疏水改性劑選自以下物質中的至少一種或幾種的混合物:陰離子表面活性劑中的硬脂酸、硬脂酸鹽(I丐鹽、鋅鹽)、(十二、十六)燒基硫酸鹽、(十二、十六)燒基磺酸鹽、(十二、十六)燒基苯磺酸鹽，陽離子表面活性劑中的與十六烷基三甲基溴化銨有相似結構的脂肪胺鹽、乙醇胺鹽、聚乙烯多胺鹽、長鏈烷基苄基季銨鹽、雜環類銨鹽或季銨鹽，有機矽表面活性劑中的氨基改性矽油、羧基改性矽油、聚醚改性矽油、醇改性矽油、環氧改性矽油、酯改性矽油，以上表面活性劑也可以是含氟的表面活性劑，比如:全氟硬脂酸及其鹽、全氟烷基苯磺酸及其鹽、全氟烷基苄基季銨鹽、全氟脂肪醇聚氧乙烯醚、全氟聚醚、全氟聚矽氧烷。根據本發明由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板及製備工藝，製備工藝包括:組分(B) (C) (D)在高速混合機中進行高速混合分散；混合物與組分(A)在Z型混合機或螺帶混合機中進行混合；混合料在模具中固化、膨脹發泡。固化發泡溫度當採用無機高分子粘接料時不高於450°C、採用有機高分子粘接料時不高於200°C，採用有機高分子粘接料時可以在400 °C 500°C進一步炭化。本發明由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板及製備工藝，採用綠色環保有機無機輕集料複合，製備工藝簡單，所得到的防火保溫板具有密度低、熱導率低、吸水性低、耐候性強、適用性廣以及A級以上防火性能特點，可以用於高層建築防火保溫、娛樂場所和/或人員密集場所隔音防火保溫領域。
具體實施例方式實施例1配方中均為質量份。(A)組分:玻化微珠40，膨脹珍珠鹽10 ；(B)組分:水玻璃45;(C)組分:氟矽酸鈉4，磷酸矽I ;(D)組分=PTA 0.04，硬脂酸鈣 0.01。組分(A)、(C)、(D)均為固體粉末，組分(B)為固含量為60%水玻璃溶液。(B)組分與(C)組分快速混合均勻，隨之加入(D)組分，進行低速分散，然後將組分(A)加入上述混合液中，攪拌、捏合，放入大小固定的模具(300mm*600mm*50mm)之中，液壓成型,在180°C溫度條件下，烘乾固化60分鐘，300°C高溫玻化發泡，得到防火保溫板。板材防火等級A，密度260kg/m3，抗壓強度 0.5MPa，導 熱係數 0.060ff/m.k。實施例2配方中均為質量份。(A)組分:玻化微珠40，膨脹蛭石10 ；(B)組分:硼改性硼酚醛樹脂45 ；(C)組分:六次甲基四胺4，改性胺I。(A) (C)組分為固體粉末，(B)組分為50%的硼酚醛樹脂水分散液。首先將組分(B)與組分(C)充分混合分散，然後把混合液加入到組分(A)之中，攪拌混合，放入指定尺寸的模具之中(300mm*600mm*50mm)，液壓成型，120°C保溫60分鐘，升溫至180°C保溫120分鐘，400°C炭化30分鐘，得到防火保溫板。板材防火等級A，密度180kg/m3，抗壓強度0.4MPa，導熱係數0.056ff/m.k。實施例3配方中均為質量份.
(A)組分:玻化微珠40，膨脹蛭石10 ；(B)組分:硼改性硼酚醛樹脂20，水玻璃25 ；(C)組分:氟矽酸鈉3，六次甲基四胺2。(A) (C)組分為固體粉末，(B)組分硼改性酚醛樹脂為50%的水分散液，水玻璃為固含量為60%的水溶液。首先將組分(B)與組分(C)充分混合分散，然後把混合液加入到組分(A)之中，攪拌混合,放入指定尺寸的模具之中(300mm*600mm*50mm)，液壓成型，120°C保溫30分鐘，升溫至180°C保溫120min，400°C炭化30分鐘，得到防火保溫板。板材防火等級A，密度210kg/m3，抗壓強度0.45MPa，導熱係數0.058ff/m.k。與現有防火保溫板相比，本發明的防火保溫板採用有機無機輕集料複合，製備工藝簡單，在製備過程中幾乎不對自然環境造成汙染、且原材料易得，成本也可以較好的控制；選擇的保溫材料以及活性物質可以有效的改善保溫板的保溫性能以及顯著提高了其耐候性和防火性能。能夠適應目前建築牆體的內外保溫需求，同時滿足能夠滿足防火性能的要求 。
權利要求
1.一種由有機無機輕集料原材料組成的複合防火保溫板，所述保溫板的材料組成包括:組分(A)，該組份至少含有一種無機輕集料保溫材料；組分(B)，該組份至少含有一種可固化膨脹的高分子粘結材料；組分(C)，該組份至少含有一種可以固化組分(B)的材料；組分(D)，該組份至少含有一種改善組分(A)的疏水性能的憎水劑。
2.根據權利要求1所述的由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板，其特徵在於，組分(A)選自以下物質中的至少一種:膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、玻化微珠、泡沫玻璃、膨脹玻化微珠、淘砂。
3.根據權利要求2所述的由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板，其特徵在於， 膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、玻化微珠、泡沫玻璃、膨脹玻化微珠、淘砂，是開孔結構或閉孔結構； 將膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、玻化微珠、泡沫玻璃、膨脹玻化微珠、淘砂，進行表面改性；表面改性材料為有機高分子樹脂或是表面活性劑。
4.根據根據權利要求2所述的由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板，其特徵在於，用於表面改性的有機高分子樹脂為三聚氰胺甲醛樹脂、聚氨酯樹脂、酚醛樹脂、有機矽樹脂或改性酚醛樹脂、改性有機矽樹脂或含氟聚合物；用於表面改性的表面活性劑為陰離子表面活性劑硬脂酸鹽、烷基硫酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽，或為陽離子表面活性劑脂肪胺鹽、乙醇胺鹽、聚乙烯多胺鹽、長鏈烷基苄基季銨鹽、雜環類銨鹽或季銨鹽，或為非離子表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯酯、聚丙二醇的環氧乙烷加成物、失水山梨醇酯、烷基醇醯胺，或為有機矽表面活性劑氨基改性矽油、羧基改性矽油、聚醚改性矽油、醇改性矽油、環氧改性矽油、酯改性矽油，上述表面活性劑可以是含氟的表面活性劑。
5.根據權利要 求1所述的由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板，其特徵在於，它含有的組分(B)選自以下物質中的至少一種:無機高分子粘接料、有機高分子粘接料。
6.根據權利要求5所述的由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板，其特徵在於， 無機高分子粘接料為玻璃、水玻璃、矽酸鹽、鋁酸鹽或他們的混合物； 有機高分子粘接料為浙青、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、丁腈橡膠或他們的混合物。
7.根據權利要求6所述的由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板，其特徵在於， 所述無機高分子粘接料用有機高分子樹脂增韌改性；將所述有機高分子粘接料進行接枝、共聚或共混改性。
8.根據權利要求1所述的由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板，其特徵在於，它含有的組分(C)選自以下物質中的至少一種或幾種的混合物:碳酸鈣、芒硝、矽酸鈣，氟矽酸鈉，磷酸矽，氟化物，雙氰胺、三聚氰胺、六次甲基四胺、密胺、密胺磷酸鹽、密胺硼酸鹽、聚磷酸銨、對甲苯磺酸、硫酸、鹽酸、磷酸、硼酸、五氧化二磷、磷酸酯及其衍生物、硼酸酯及其衍生物、磷酸鹽、硼酸鹽、固體超強酸、氯化銨、脂肪胺、脂環胺、芳香胺、改性胺、聚醯胺。
9.根據權利要求1所述的由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板，其特徵在於，它含有的組分(D)選自以下物質中的至少一種或幾種的混合物:陰離子表面活性劑中的硬脂酸、硬脂酸鈣鹽、硬脂酸鈣鋅鹽、(十二、十六)烷基硫酸鹽、(十二、十六)烷基磺酸鹽、(十二、十六)烷基苯磺酸鹽，或為對應的含氟表面活性劑；陽離子表面活性劑中的十六烷基三甲基溴化銨、脂肪胺鹽、乙醇胺鹽、聚乙烯多胺鹽、長鏈烷基苄基季銨鹽、雜環類銨鹽或季銨鹽，或為對應的含氟表面活性劑；有機矽表面活性劑中的氨基改性矽油、羧基改性矽油、聚醚改性矽油、醇改性矽油、環 氧改性矽油、酯改性矽油，或為對應的含氟表面活性劑。
10.一種由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板的製備工藝，其特徵在於，製備工藝包括:(I)組分(B) (C) (D)高速混合分散；(2)混合物與組分(A)混合；(3)混合料在模具中固化、膨脹發泡。
全文摘要
本發明涉及一種由有機無機輕集料原料組成的複合防火保溫板及製備工藝。原材料組成包括組分(A),該組份至少含有一種無機輕集料保溫材料;組分(B),該組份至少含有一種可固化膨脹的高分子粘結材料;組分(C),至少含有一種可以固化組分(B)的材料;組分(D),該組份至少含有一種改善組分(A)的疏水性能的憎水劑。製備工藝包括(1)組分(B)(C)(D)高速混合分散，(2)混合物與組分(A)混合，(3)混合料在模具中固化、膨脹發泡。本發明涉及的有機無機輕集料複合防火保溫板，具有密度低、熱導率低、吸水性低、耐候性強、適用性廣以及A級防火性能等特點，可以用於高層建築防火保溫、娛樂和人員密集場所隔音防火保溫等領域。
文檔編號B28B1/50GK103233524SQ20121026176
公開日2013年8月7日 申請日期2012年7月23日 優先權日2012年7月23日
發明者趙敏, 孫均利 申請人:中國人民武裝警察部隊學院