專利名稱：一種由有機(jī)無機(jī)輕集料原材料組成的復(fù)合防火保溫板及制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料和防火材料領(lǐng)域，涉及一種由有機(jī)無機(jī)輕集料原材料組成的復(fù)合防火保溫板及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
目前建筑保溫材料80%以上是有機(jī)可燃材料，例如EPS、XPS、PU等。這些材料的節(jié)能效果較好，導(dǎo)熱系數(shù)低，體系應(yīng)用相對成熟，但缺點(diǎn)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(jī)保溫材料目前也有應(yīng)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。目前的建筑保溫材料處于兩難境地，有機(jī)保溫材料保溫性能好，但防火性能差。無機(jī)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(zāi)成逐年增長趨勢，因此公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部都頒布了一些文件，對于保溫材料的防火性能進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定。

發(fā)明內(nèi)容
基于以上的背景，本發(fā)明將由有機(jī)無機(jī)輕集料復(fù)合制作了一種新型防火保溫板，該防火保溫板在干燥固化過程中粘結(jié)材料固化發(fā)泡，降低了復(fù)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(jié)能保溫、安全防火于一體的建筑墻體保溫板，可以滿足高層建筑防 火保溫、娛樂或人員密集場所隔音防火保溫等領(lǐng)域的應(yīng)用，具有很好的應(yīng)用前景。本發(fā)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(xué)性能；改進(jìn)防火保溫板的疏水性能，提高其耐氣候的性能；改進(jìn)防火保溫板的生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本。設(shè)計一種新型輕質(zhì)的集保溫、防火于一身的新型防火保溫板替代現(xiàn)有的外墻保溫板，全面提高防火保溫板的實(shí)用性能。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:解決該問題的途徑就是采用無機(jī)輕集料保溫材料、受熱可膨脹發(fā)泡的高分子粘結(jié)材料、疏水透氣活性材料復(fù)合，經(jīng)固化、膨脹發(fā)泡，得到新型輕質(zhì)的集保溫、防火于一身的新型防火保溫板。本發(fā)明的由有機(jī)無機(jī)輕集料復(fù)合防火保溫板及制備工藝包括:組分(A)，該組份至少含有一種無機(jī)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(jié)材料；組分(C)，對應(yīng)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)混合分散均勻后與組分(A)混合，在模具中固化、膨脹發(fā)泡。本發(fā)明涉及的各組分組合物，具有密度低、熱導(dǎo)率低、吸水性低、耐候性強(qiáng)、適用性廣以及A級以上防火性能等特點(diǎn)，完全可以滿足保溫板的防火耐候性的要求，可以用于高層建筑防火保溫、娛樂或人員密集場所隔音防火保溫等領(lǐng)域。
根據(jù)本發(fā)明由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板及制備工藝，無機(jī)輕集料可以選用以下物質(zhì)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(yōu)選表面玻化集料。他們可以是開孔結(jié)構(gòu)、也可以是閉孔結(jié)構(gòu)，優(yōu)選閉孔結(jié)構(gòu)。可以進(jìn)行表面改性，表面改性材料可以是有機(jī)高分子樹脂，也可以是表面活性劑；用于表面改性的有機(jī)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(jī)硅樹脂或改性酚醛樹脂、改性有機(jī)硅樹脂或含氟聚合物，優(yōu)選有機(jī)硅樹脂或改性酚醛樹脂、改性有機(jī)硅樹脂或含氟聚合物；用于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、長鏈烷基芐基季銨鹽、雜環(huán)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(huán)氧乙烷加成物、失水山梨醇酯、烷基醇酰胺，也可以是有機(jī)硅表面活性劑氨基改性硅油、羧基改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、環(huán)氧改性硅油、酯改性硅油，以上表面活性劑也可以是含氟的表面活性劑，優(yōu)選有機(jī)硅表面活性劑或含氟的表面活性劑。根據(jù)本發(fā)明由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板及制備工藝，粘結(jié)材料可以選用無機(jī)高分子粘接料或有機(jī) 高分子粘接料。無機(jī)高分子粘接料可以是玻璃、水玻璃、硅酸鹽、鋁酸鹽或他們的混合物；可以用有機(jī)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(jī)硅乳液，優(yōu)選聚乙醇及其縮醛或有機(jī)硅乳液。有機(jī)高分子粘接料可以是浙青、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、環(huán)氧樹脂、丁腈橡膠或他們的混合物，優(yōu)選酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂；可以進(jìn)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(jī)硅、焦油進(jìn)行耐熱改性或用丁腈橡膠、聚醚、聚乙醇縮醛、有機(jī)硅進(jìn)行增韌；根據(jù)本發(fā)明由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板及制備工藝，固化發(fā)泡材料可以是以下物質(zhì)中的至少一種或幾種的混合物:碳酸鈣、芒硝、硅酸鈣，氟硅酸鈉，磷酸硅，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(qiáng)酸、氯化銨、脂肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺、改性胺、聚酰胺，當(dāng)選用無極高分子粘結(jié)料時優(yōu)選碳酸鈣、芒硝、硅酸鈣，氟硅酸鈉，磷酸硅，氟化物，當(dāng)選用有機(jī)高分子粘結(jié)料時優(yōu)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、聚酰胺。根據(jù)本發(fā)明由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板及制備工藝，疏水改性劑選自以下物質(zhì)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(jié)構(gòu)的脂肪胺鹽、乙醇胺鹽、聚乙烯多胺鹽、長鏈烷基芐基季銨鹽、雜環(huán)類銨鹽或季銨鹽，有機(jī)硅表面活性劑中的氨基改性硅油、羧基改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、環(huán)氧改性硅油、酯改性硅油，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、全氟烷基芐基季銨鹽、全氟脂肪醇聚氧乙烯醚、全氟聚醚、全氟聚硅氧烷。根據(jù)本發(fā)明由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板及制備工藝，制備工藝包括:組分(B) (C) (D)在高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合分散；混合物與組分(A)在Z型混合機(jī)或螺帶混合機(jī)中進(jìn)行混合；混合料在模具中固化、膨脹發(fā)泡。固化發(fā)泡溫度當(dāng)采用無機(jī)高分子粘接料時不高于450°C、采用有機(jī)高分子粘接料時不高于200°C，采用有機(jī)高分子粘接料時可以在400 °C 500°C進(jìn)一步炭化。本發(fā)明由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板及制備工藝，采用綠色環(huán)保有機(jī)無機(jī)輕集料復(fù)合，制備工藝簡單，所得到的防火保溫板具有密度低、熱導(dǎo)率低、吸水性低、耐候性強(qiáng)、適用性廣以及A級以上防火性能特點(diǎn)，可以用于高層建筑防火保溫、娛樂場所和/或人員密集場所隔音防火保溫領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1配方中均為質(zhì)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:氟硅酸鈉4，磷酸硅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(jìn)行低速分散，然后將組分(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，烘干固化60分鐘，300°C高溫玻化發(fā)泡，得到防火保溫板。板材防火等級A，密度260kg/m3，抗壓強(qiáng)度 0.5MPa，導(dǎo) 熱系數(shù) 0.060ff/m.k。實(shí)施例2配方中均為質(zhì)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，然后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(qiáng)度0.4MPa，導(dǎo)熱系數(shù)0.056ff/m.k。實(shí)施例3配方中均為質(zhì)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:氟硅酸鈉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，然后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(qiáng)度0.45MPa，導(dǎo)熱系數(shù)0.058ff/m.k。與現(xiàn)有防火保溫板相比，本發(fā)明的防火保溫板采用有機(jī)無機(jī)輕集料復(fù)合，制備工藝簡單，在制備過程中幾乎不對自然環(huán)境造成污染、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(zhì)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(yīng)目前建筑墻體的內(nèi)外保溫需求，同時滿足能夠滿足防火性能的要求 。
權(quán)利要求
1.一種由有機(jī)無機(jī)輕集料原材料組成的復(fù)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(jī)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(jié)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(jù)權(quán)利要求1所述的由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板，其特征在于，組分(A)選自以下物質(zhì)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(jù)權(quán)利要求2所述的由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板，其特征在于， 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(jié)構(gòu)或閉孔結(jié)構(gòu)； 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(jìn)行表面改性；表面改性材料為有機(jī)高分子樹脂或是表面活性劑。
4.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求2所述的由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板，其特征在于，用于表面改性的有機(jī)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(jī)硅樹脂或改性酚醛樹脂、改性有機(jī)硅樹脂或含氟聚合物；用于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?yàn)殛栯x子表面活性劑脂肪胺鹽、乙醇胺鹽、聚乙烯多胺鹽、長鏈烷基芐基季銨鹽、雜環(huán)類銨鹽或季銨鹽，或?yàn)榉请x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(huán)氧乙烷加成物、失水山梨醇酯、烷基醇酰胺，或?yàn)橛袡C(jī)硅表面活性劑氨基改性硅油、羧基改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、環(huán)氧改性硅油、酯改性硅油，上述表面活性劑可以是含氟的表面活性劑。
5.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板，其特征在于，它含有的組分(B)選自以下物質(zhì)中的至少一種:無機(jī)高分子粘接料、有機(jī)高分子粘接料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板，其特征在于， 無機(jī)高分子粘接料為玻璃、水玻璃、硅酸鹽、鋁酸鹽或他們的混合物； 有機(jī)高分子粘接料為浙青、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、環(huán)氧樹脂、丁腈橡膠或他們的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板，其特征在于， 所述無機(jī)高分子粘接料用有機(jī)高分子樹脂增韌改性；將所述有機(jī)高分子粘接料進(jìn)行接枝、共聚或共混改性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板，其特征在于，它含有的組分(C)選自以下物質(zhì)中的至少一種或幾種的混合物:碳酸鈣、芒硝、硅酸鈣，氟硅酸鈉，磷酸硅，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(qiáng)酸、氯化銨、脂肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺、改性胺、聚酰胺。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板，其特征在于，它含有的組分(D)選自以下物質(zhì)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?yàn)閷?yīng)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、長鏈烷基芐基季銨鹽、雜環(huán)類銨鹽或季銨鹽，或?yàn)閷?yīng)的含氟表面活性劑；有機(jī)硅表面活性劑中的氨基改性硅油、羧基改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、環(huán) 氧改性硅油、酯改性硅油，或?yàn)閷?yīng)的含氟表面活性劑。
10.一種由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板的制備工藝，其特征在于，制備工藝包括:(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(fā)泡。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由有機(jī)無機(jī)輕集料原料組成的復(fù)合防火保溫板及制備工藝。原材料組成包括組分(A),該組份至少含有一種無機(jī)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(jié)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。制備工藝包括(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(fā)泡。本發(fā)明涉及的有機(jī)無機(jī)輕集料復(fù)合防火保溫板，具有密度低、熱導(dǎo)率低、吸水性低、耐候性強(qiáng)、適用性廣以及A級防火性能等特點(diǎn)，可以用于高層建筑防火保溫、娛樂和人員密集場所隔音防火保溫等領(lǐng)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(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者趙敏, 孫均利 申請人:中國人民武裝警察部隊(duì)學(xué)院