CN100482462C - 耐腐蚀难燃结构复合板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种结构复合板及其制备方法，特别涉及一种由高分子材料覆面层与水硬性胶凝材料基层复合而成的耐腐蚀难燃结构板及其制备方法。该板材具有良好的力学性能、防火性能和耐腐蚀性。在制备方法上，它采用了以聚合物混凝土为过渡层的技术，优化了两种基材间的粘接性问题；并打破了结构复合板异地制备技术的传统，采用在高分子材料覆面层上现浇水硬性胶凝材料基层的工艺，实现了高分子材料与水硬性胶凝基材紧密、牢固的结合，保证了板材表面均匀、平整、美观的效果。它可广泛应用于化学化工、制药及其电子与计算机等实验室与工业分析试验场所，替代贴面瓷砖、橡胶板或其它贴面层压板等板材，具有广阔的应用前景，必将产生良好的社会和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种结构复合板及其制备方法，特别涉及一种耐腐蚀难燃高分子材料层和无机材料层结构复合板及其制备方法。
背景技术
各类厂矿企业、大专院校和科研院所等广泛使用各种实验台面、各式装饰台板或其它支撑台面。从板材材质来分，有无机胶结材料、金属材料、有机材料等，有机材料的板材使用较为广泛，如硬质聚氯乙烯或其它贴面板材等。然而，这些材料都不同程度地存在着一定缺陷，如：混凝土材料虽具有优异的力学性能，但耐酸、耐污染性差；金属材料耐酸性、耐热性不理想；而有机合成材料、木质材料则防火性能欠佳。因此，提供一种力学性能优良，且具有良好的阻燃性和耐腐蚀性的新型板材显得十分必要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种耐腐蚀、难燃的结构复合板及其制备方法。
实现本发明目的技术方案是：制备一种以水硬性胶凝材料为基层，通过聚合物混凝土过渡层，与高分子材料覆面层复合，形成耐腐蚀难燃结构复合板。
上述耐腐蚀难燃结构复合板的制备方法，它包括如下步骤：
(1)在热固性树脂中加入填料、增强材料、增韧材料和阻燃剂，再经固化体系固化成型，制成高分子材料覆面层；按重量计，各组分的比例为：10-250份树脂、100份填料、0-100份增强材料、0-100份增韧材料、10-200份阻燃剂、1-50份固化体系剂；
(2)用热固性树脂、水硬性胶凝材料和填料混合制成聚合物混凝土，经固化体系固化，在高分子材料覆面层上形成聚合物混凝土过渡层；按重量计，各组分的比例为：100份热固性树脂、50-500份水硬性胶凝材料、50-500份填料、1-50份固化体系；
(3)将水硬性胶凝材料、细集料、粗集料及增强材料混合后现浇于过渡层上，经养护后，制作成结构复合板；按重量计，各组分的比例为：100份水硬性胶凝材料、50-300份细集料、50-500份粗集料、0-70份增强材料。
所述的水硬性胶凝材料包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、氯氧镁水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥或它们的组合；所述的热固性树脂包括酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、氨基树脂、乙烯基树脂或它们的组合共混树脂；所述填料包括无机盐，矿物料或它们的组合；所述的增强材料包括聚酯、聚丙烯、聚丙烯腈化学纤维、玻璃纤维、矿物纤维、金属纤维或它们的组合；所述的增韧材料包括端羟基聚烯烃、端羧基聚烯烃、环氧端基聚烯烃、端羟基丁腈橡胶、端羧基丁腈橡胶、环氧端基丁腈橡胶、聚乙二醇、聚丙二醇或它们组合；所述阻燃剂包括卤素类阻燃剂、硅系阻燃剂、锑系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷系阻燃剂或它们的组合。
耐腐蚀难燃结构复合板的养护方法包括空气中养护、水中养护、蒸汽中养护及其上述方法的组合。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明以水硬性胶凝材料为基材，高分子材料为覆面层，因此，所制备成的结构复合板既具有混凝土的防火性能和力学性能，又具备了高分子材料的耐腐蚀性能和表面美观的特点，可满足安全、实用的使用要求。
2、由于采用了以聚合物混凝土为过渡层的技术，解决了高分子材料与水硬性胶凝基材料难粘合的问题，从而，实现了高分子材料覆面层与水硬性胶凝基材紧密、牢固的结合，提供了一种新颖的耐腐蚀难燃结构复合板材。
3、本发明采用了先制备高分子材料覆面层，后现浇水硬性胶凝基材的加工工艺，使板材表面均匀、平整、美观，拓宽了水硬性胶凝材料的用途，可广泛地应用于化学化工、制药及其电子与计算机等实验室与工业分析试验场所，替代贴面瓷砖、橡胶板或其它贴面层压板等板材，具有广阔的应用前景。
4、制备本发明所提供的耐腐蚀难燃结构复合板，工艺简单，操作方便，无需添置特殊的加工设备，生产过程无污染，容易上马，推广应用后必将产生良好的社会和经济效益。
附图说明
图1是本发明实施例所述的耐腐蚀难燃结构复合板的结构示意图。
其中，1为水硬性胶凝材料基层；2为聚合物混凝土过渡层；3为高分子材料覆面层。
具体实施方式
实施例一：
参见附图1，制备重量比为1：1的酚醛树脂和环氧树脂混合而成的混合树脂，把上述混合树脂、400目滑石粉、碳黑、聚磷酸铵、玻璃纤维、六溴环十二烷按重量比为100：120：1：30：1：10的比例混合并搅拌均匀，然后加入固化体系二乙烯三胺，其用量占混合树脂总重量的15％，搅拌均匀后倒入模具中，在温度为20℃的条件下自然固化20-40min后，再在90℃温度下固化100min，制备成高分子材料覆面层3，厚度为3mm。
将上述混合树脂、二乙烯三胺混合，其中固化体系二乙烯三胺的用量占混合树脂总重量的15％，然后与425号硅酸盐水泥以1：4重量配比混合均匀制成过渡层，均匀覆盖于覆面层上，厚度约2mm，在100℃下放置10min，制备成聚合物混凝土过渡层2。
将硅酸盐水泥、细集料、粗集料、水按1：2：4：0.5重量比例均匀混合，现浇于过渡层上，在温度为20℃的条件下放置12h后，蒸汽养护4-5h，制备成厚度约为30mm的水硬性胶凝材料基层1。
从模具中取出由覆面层3、过渡层2和基层1复合而成的板材，于20℃下放置2-3天，制成以水硬性胶凝材料为基层，聚合物混凝土为过渡层，高分子材料为覆面层的一种耐腐蚀难燃结构复合板(1#)。
实施例二：
参见附图1，将不饱和树脂和环氧树脂混合成混合树脂，其重量比例为1：1，把上述混合树脂、500目高龄土、碳黑、聚磷酸铵、聚丙烯纤维、溴化环氧树脂按100：100：1：40：1：20重量比例混合后搅拌均匀，然后加入固化体系三乙胺、过氧甲乙酮和环烷酸钴的组合物，组合物中各组分的重量比例为1：1：1，其用量占混合树脂总重量的25％，搅拌均匀后倒入模具中，在20℃下自然固化20-40min后，在70℃温度下固化40min，制备成高分子材料覆面层3，厚度为3mm。
在上述混合树脂中加入固化体系，固化体系由三乙胺、过氧甲乙酮和环烷酸钴按重量比例为1：1：1组成，其用量占混合树脂总重量的25％，再与425号硅酸盐水泥以1：3重量配比混合均匀制成过渡层，均匀覆盖于覆面层上，厚度约2mm，在70℃温度下放置10min，制备成聚合物混凝土过渡层2。
将硅酸盐水泥、细集料、粗集料、水按1：2：4：0.5重量比例均匀混合，现浇于中间过渡层上，20℃下放置12h后，蒸汽养护4-5h，制备成水硬性胶凝材料基层1，其厚度约为30mm。
从模具中取出由三种不同材料复合而成的板材，于20℃下放置2-3天，制成以水硬性胶凝材料为基层，聚合物混凝土为过渡层，高分子材料为覆面层的一种耐腐蚀难燃结构复合板(2#)。
实施例三：
参见附图1，将酚醛树脂和不饱和树脂混合成混合树脂，其重量比例为1：1，把上述混合树脂、400目碳酸钙、碳黑、氢氧化镁、聚丁二烯二元醇、氯化石蜡-70按100：120：1：30：5：15重量比例混合后搅拌均匀，然后加入固化体系，它由二甲基苯胺与过氧化苯甲酰混合而成，其中各组分的重量比例为1：1，固化体系用量占混合树脂总重量的10％，搅拌均匀后倒入模具中，在20℃下自然固化20-40min后，在100℃温度下固化40min，制备成高分子材料覆面层3，其厚度约为3mm。
将上述混合树脂、二甲基苯胺、过氧化苯甲酰混合后与425号硅酸盐水泥1：1重量配比混合均匀制成过渡层，其中二甲基苯胺与过氧化苯甲酰重量比例为1：1，重量份额占混合树脂总量的10％，，均匀覆盖于覆面层上，其厚度约2mm，在100℃温度下放置10min，制备成聚合物混凝土过渡层2。
将铝酸盐水泥、细集料、粗集料、水按1：2：4：0.5重量比例均匀混合，现浇于过渡层上，20℃下放置12h后，蒸汽养护4-5h，制备成水硬性胶凝材料基层1，其厚度约为30mm。
从模具中取出由三种不同材料复合而成的板材，于20℃下放置2-3天，制成以水硬性胶凝材料为基层，聚合物混凝土为过渡层，高分子材料为覆面层的一种耐腐蚀难燃结构复合板(3#)。
表1是按上述实施例一、二、三所提供的实施方案所制备的复合板主要性能测试结果。表中，试样1#为实施例一所提供的样品，试样2#为实施例二所提供的样品，试样3#为实施例三所提供的样品。测试中，耐腐蚀试验的腐蚀性介质盐酸、硫酸、氢氧化钠均在100℃下沸腾冷凝回流10小时，二甲苯、无水乙醇腐蚀性介质均在沸点下沸腾冷凝回流10小时；力学性能测试采用ISO 179标准；阻燃性能测试方法采用氧指数性能、垂直燃烧性能、水平燃烧性能测试法。
参见表1，所测试样的耐腐蚀性能，测试结果的“外观”项目中，“无变化”指的是试样的颜色无变化、无翘曲、剥落和开裂；从“质量变化率”来看，试验前后几乎不变，这说明板材的耐腐蚀的性能优良；力学性能测试结果表明，本发明所提供的结构复合板的抗冲击强度、抗弯强度均达到了同类复合板材的指标，能够满足实际使用的要求；阻燃性能的测试结果数据表明，试样达到了塑料装饰分类标准中B1或B2。
本发明提出了结构复合板的技术方案，适合在现场浇注的普通混凝土板材表面包覆一层综合性能优异的高分子复合材料，由表1提供的主要性能测试结果表明，这种结构复合板材结合了混凝土力学性能、高分子耐腐蚀性能和复合材料的防火性能之优势，可满足安全、实用的使用要求。
目前复合材料的应用主要集中在石油、化工、轻工等领域，据预测，到2010年我国复合材料的总体需求量将达到100万吨。由于本发明所提供的结构复合台板具有良好的性价比，随着各行业对高装饰、热固性高分子复合材料的逐步认识，市场占有率将会迅速增加，它可广泛应用于化学化工、制药及其电子与计算机等实验室与分析试验场所，替代目前使用的贴面瓷砖、橡胶板或其它贴面刨花板和层压板等板材，并促进各种实验室和其它工业领域试验场所的台板升级换代，必将带来良好的社会和经济效益。
表1
Claims (7)
1、一种耐腐蚀难燃结构复合板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
(1)在热固性树脂中加入填料、增强材料、增韧材料和阻燃剂，再经固化体系固化成型，制成高分子材料覆面层；按重量计，各组分的比例为：10～250份树脂、100份填料、0～100份增强材料、0～100份增韧材料、10～200份阻燃剂、1～50份固化剂；
(2)用热固性树脂、水硬性胶凝材料和填料混合制成聚合物混凝土，经固化体系固化，在高分子材料覆面层上形成聚合物混凝土过渡层；按重量计，各组分的比例为：100份热固性树脂、50～500份水硬性胶凝材料、50～500份填料、1～50份固化体系；
(3)将水硬性胶凝材料、细集料、粗集料及增强材料混合后现浇于过渡层上，经养护后，制作成结构复合板；按重量计，各组分的比例为：100份水硬性胶凝材料、50～300份细集料、50～500份粗集料、0～70份增强材料。
2、根据权利要求1所述的一种耐腐蚀难燃结构复合板的制备方法，其特征在于：所述的水硬性胶凝材料包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、氯氧镁水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥或它们的组合。
3、根据权利要求1所述的一种耐腐蚀难燃结构复合板的制备方法，其特征在于：所述的热固性树脂包括酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、氨基树脂、乙烯基树脂或它们的组合。
4、根据权利要求1所述的一种耐腐蚀难燃结构复合板的制备方法，其特征在于：所述填料包括无机盐，矿物料或它们的组合。
5、根据权利要求1所述的一种耐腐蚀难燃结构复合板的制备方法，其特征在于：所述的增强材料包括聚酯、聚丙烯、聚丙烯腈化学纤维、玻璃纤维、矿物纤维、金属纤维或它们的组合。
6、根据权利要求1所述的一种耐腐蚀难燃结构复合板的制备方法，其特征在于：所述的增韧材料包括端羟基聚烯烃、端羧基聚烯烃、环氧端基聚烯烃、端羟基丁腈橡胶、端羧基丁腈橡胶、环氧端基丁腈橡胶、聚乙二醇、聚丙二醇或它们组合。
7、根据权利要求1所述的一种耐腐蚀难燃结构复合板的制备方法，其特征在于：所述阻燃剂包括卤素类阻燃剂、硅系阻燃剂、锑系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷系阻燃剂或它们的组合。
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