一種含有玄武巖纖維的複合隔熱板的製作方法

2023-11-11 22:23:27 1

本發明涉及一種隔熱板材，具體涉及一種含有玄武巖纖維的複合隔熱板。

背景技術：

市場上現有常用的複合隔熱板材通常是由樹脂和纖維填料共同混合壓制而成，常用的纖維填料有玻璃纖維、碳纖維、天然纖維等，其中玻璃纖維用量較大。玻璃纖維的生產工藝對人體有一定的傷害，生產過程中產生的懸浮物對於人體的呼吸道有強烈的刺激作用，對於皮膚敏感的人也有不良反應。碳纖維所生產的產品雖然質量更佳，但成本比玻璃纖維要高出一個數量級，並且碳纖維與基體之間的粘合性不是很好。天然纖維雖然價格較為低廉，但製品的品質不穩定，仍有待改善。

玄武巖纖維最早由前蘇聯開發，用於軍事領域，其取自於純天然的玄武巖在1500℃左右高溫熔融後，經鉑銠合金拉絲漏板製成，現不斷開發利用於民用領域。如何不斷改進完善玄武巖纖維材料的性能，用於製造更為優異的複合材料是本領域技術人員亟需解決的問題之一。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種含有玄武巖纖維的複合隔熱板，具有良好的隔熱阻燃性能。

本發明通過以下技術方案來實現：

一種含有玄武巖纖維的複合隔熱板，由如下重量份的物質製成：

90~100份改性環氧樹脂、37~42份碳酸鈣、21~24份改性玄武巖纖維、1~2份紫外線吸收劑、1~2份抗氧劑、1.5~2.5份增塑劑、1~2份交聯劑；所述改性環氧樹脂由如下重量份的物質製成：90~100份環氧樹脂、6~8份納米氧化鋯、2~3份硬脂酸鋅、2~4份硬脂酸鎂、1~3份檸檬酸、3~4份乙二醇、4~7份聚氯乙烯、2~4份鄰苯二甲酸二辛酯；所述改性玄武巖纖維由如下重量份的物質製成：90~100份玄武巖纖維、4~6份水鎂石、5~8份蒙脫石、3~5份蛇紋石。

進一步的，所述紫外線吸收劑由紫外線吸收劑UV-531、紫外線吸收劑UV-327、紫外線吸收劑UV-P中的至少一種組成。

進一步的，所述抗氧劑由抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑164中的至少一種組成。

進一步的，所述增塑劑由鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸丁苄酯中的至少一種組成。

進一步的，所述交聯劑由過氧化二異丙苯、二叔丁基過氧化物、二乙三胺中的至少一種組成。

進一步的，所述改性環氧樹脂的製備方法包括如下步驟：

（1）先將環氧樹脂放入反應釜中，然後將聚氯乙烯和鄰苯二甲酸二辛酯加入，並加熱控制溫度為37~42℃，不斷攪拌混合均勻後得一次混合物備用；

（2）將硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、檸檬酸和乙二醇加入到步驟（1）所得的一次混合物中，將溫度提升至45~48℃，繼續攪拌均勻後得二次混合物備用；

（3）將納米氧化鋯加入到步驟（2）所得的二次混合物中，以頻率為46~48kHz的超聲波分散均勻後冷卻至室溫即可。

進一步的，所述改性玄武巖纖維的製備方法包括如下步驟：

（1）將玄武巖纖維、水鎂石、蒙脫石和蛇紋石共同放入熔化爐中，以100~120℃/h的速率升溫至1600℃，保溫處理10~15min後備用；水鎂石、蒙脫石和蛇紋石的添加，更利於玄武巖纖維拉伸成型，拉制後的表面性狀更為光滑緻密，耐腐耐溫性得到改善，力學特性也得到優化；

（2）將步驟（1）所得的熔融液降溫至1300℃後進行拉制，得半成品玄武巖纖維；

（3）將步驟（2）處理後的半成品玄武巖纖維浸入到質量分數為3%的殼聚糖溶液中浸泡處理30~35min，取出後乾燥至水含量不大於4%即得改性玄武巖纖維。殼聚糖溶液處理後的玄武巖纖維表面特性得到進一步提升。

一種含有玄武巖纖維的複合隔熱板的製備方法，具體為：先將改性環氧樹脂、碳酸鈣、改性玄武巖纖維、紫外線吸收劑、抗氧劑、增塑劑和交聯劑共同攪拌分散均勻，然後放於112~117℃的條件下乾燥處理34~36min，最後將其置於溫度為215~220℃的壓片機中熱壓成型即可。

本發明具有如下有益效果：

本發明根據現有複合板材的缺點，對其工藝方法進行了改善，對環氧樹脂進行了改性處理，改善了其固化、耐水、耐溫特性，提高了其機械強度，對玄武巖纖維進行了改性處理，提升了其耐腐、耐溫性，表面活性高，力學特性增強，更易與環氧樹脂基體結合。在各物質成分的綜合作用下，本發明製得的複合隔熱板具有優異的耐溫特性，可長期在850℃的條件下工作，力學特性良好，品質穩定，有很好的推廣使用價值。

具體實施方式

實施例1

一種含有玄武巖纖維的複合隔熱板，由如下重量份的物質製成：

90份改性環氧樹脂、37份碳酸鈣、21份改性玄武巖纖維、1份紫外線吸收劑、1份抗氧劑、1.5份增塑劑、1份交聯劑；所述改性環氧樹脂由如下重量份的物質製成：90份環氧樹脂、6份納米氧化鋯、2份硬脂酸鋅、2份硬脂酸鎂、1份檸檬酸、3份乙二醇、4份聚氯乙烯、2份鄰苯二甲酸二辛酯；所述改性玄武巖纖維由如下重量份的物質製成：90份玄武巖纖維、4份水鎂石、5份蒙脫石、3份蛇紋石。

進一步的，所述紫外線吸收劑由紫外線吸收劑UV-531、紫外線吸收劑UV-327組成。

進一步的，所述抗氧劑由抗氧劑1010、抗氧劑164組成。

進一步的，所述增塑劑由鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸丁苄酯組成。

進一步的，所述交聯劑由二叔丁基過氧化物、二乙三胺組成。

進一步的，所述改性環氧樹脂的製備方法包括如下步驟：

（1）先將環氧樹脂放入反應釜中，然後將聚氯乙烯和鄰苯二甲酸二辛酯加入，並加熱控制溫度為40℃，不斷攪拌混合均勻後得一次混合物備用；

（2）將硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、檸檬酸和乙二醇加入到步驟（1）所得的一次混合物中，將溫度提升至46℃，繼續攪拌均勻後得二次混合物備用；

（3）將納米氧化鋯加入到步驟（2）所得的二次混合物中，以頻率為47kHz的超聲波分散均勻後冷卻至室溫即可。

進一步的，所述改性玄武巖纖維的製備方法包括如下步驟：

（1）將玄武巖纖維、水鎂石、蒙脫石和蛇紋石共同放入熔化爐中，以110℃/h的速率升溫至1600℃，保溫處理12min後備用；

（2）將步驟（1）所得的熔融液降溫至1300℃後進行拉制，得半成品玄武巖纖維；

（3）將步驟（2）處理後的半成品玄武巖纖維浸入到質量分數為3%的殼聚糖溶液中浸泡處理33min，取出後乾燥至水含量不大於4%即得改性玄武巖纖維。

一種含有玄武巖纖維的複合隔熱板的製備方法，具體為：先將改性環氧樹脂、碳酸鈣、改性玄武巖纖維、紫外線吸收劑、抗氧劑、增塑劑和交聯劑共同攪拌分散均勻，然後放於115℃的條件下乾燥處理35min，最後將其置於溫度為218℃的壓片機中熱壓成型即可。

實施例2

一種含有玄武巖纖維的複合隔熱板，由如下重量份的物質製成：

95份改性環氧樹脂、40份碳酸鈣、23份改性玄武巖纖維、1.5份紫外線吸收劑、1.5份抗氧劑、2份增塑劑、1.5份交聯劑；所述改性環氧樹脂由如下重量份的物質製成：95份環氧樹脂、7份納米氧化鋯、2.5份硬脂酸鋅、3份硬脂酸鎂、2份檸檬酸、3.5份乙二醇、6份聚氯乙烯、3份鄰苯二甲酸二辛酯；所述改性玄武巖纖維由如下重量份的物質製成：95份玄武巖纖維、5份水鎂石、7份蒙脫石、4份蛇紋石。其餘方法步驟同實施例1。

實施例3

一種含有玄武巖纖維的複合隔熱板，由如下重量份的物質製成：

100份改性環氧樹脂、42份碳酸鈣、24份改性玄武巖纖維、2份紫外線吸收劑、2份抗氧劑、2.5份增塑劑、2份交聯劑；所述改性環氧樹脂由如下重量份的物質製成：100份環氧樹脂、8份納米氧化鋯、3份硬脂酸鋅、4份硬脂酸鎂、3份檸檬酸、4份乙二醇、7份聚氯乙烯、4份鄰苯二甲酸二辛酯；所述改性玄武巖纖維由如下重量份的物質製成：100份玄武巖纖維、6份水鎂石、8份蒙脫石、5份蛇紋石。其餘方法步驟同實施例1。

對比實施例1

本對比實施例1與實施例1相比，不對環氧樹脂做任何改性處理，即用等質量份的普通環氧樹脂取代改性環氧樹脂，除此外的方法步驟均相同。

對比實施例2

本對比實施例2與實施例2相比，不對玄武巖纖維做任何改性處理，即用等質量份的普通玄武巖纖維取代改性玄武巖纖維，除此外的方法步驟均相同。

對比實施例3

本對比實施例3與實施例3相比，用等質量份的S-玻璃纖維取代改性玄武巖纖維，除此外的方法步驟均相同。

為了對比本發明效果，對上述六種方法製得的複合板材製成規格相同的試件，然後對其性能進行測試，具體對比數據如下表1所示：

表1

註：上表1中所述的爐內升溫指標參照GB/T 5464-2010進行實驗，所述的持續燃燒指標參照GB/T 5464-2010進行實驗，所述的質量損失率指標參照GB/T 5464-2010進行實驗，所述的熱值參照GB/T 14402-2007進行實驗。

由上表1中可以看出，本發明製得的複合隔熱板具有良好的耐溫阻燃性，防火性能達到了GB/T 8640-2006的A1級標準，使用價值較高。