CN101463122A - 纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料 - Google Patents
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Abstract
本发明纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料涉及一种复合材料及其制备方法，一种纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料，为聚氨酯复合材料，包括A组分、B组分和C组分，以重量份计，A组分：端羟基多元醇50～80份、植物油20～40份、发泡剂5～20份、调节剂0.2～5份、非卤素阻燃剂5～20份、催化剂0.01～4份和抗氧化剂0.01～0.5份，其中，所述的非卤素阻燃剂为镁系阻燃剂、磷系阻燃剂和氮系阻燃剂的混合物；B组分为粗二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯，A组分与B组分的质量比为1∶1～2；C组分为玻璃纤维或火山岩纤维增强材料。本发明材料在燃烧过程中不产生二次性有害气体的污染，安全环保。
Description
技术领域
本发明纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料涉及一种复合材料及其制备方法，与传统的建筑复合板材料对比，具有非卤素阻燃，在燃烧过程中不产生二次性有害气体对环境的污染，以玻璃纤维及火山岩纤维作为增强材料，采用间歇复合板材料生产工艺，可用于室内外的建筑装修材料。
背景技术
随着建筑事业的迅速发展，及人们的环保意识不断提高，对环保、节能型建材的要求日益增高。但目前国际大多数建筑复合板材生产采用连续法，投资大，产品的品种受限制。
复合板材料生产工艺所采用的阻燃材料，大多数以卤素阻燃材料为主。这些建筑板材料在燃烧过程中，产生了大量的有害烟气，对环境造成了二次性的污染。为了解决上述对环境造成的污染问题，急需人们不断研发出一系列非卤素阻燃，新型建筑复合板材料，来满足市场的需求。
中国专利公开号CN101117822公开了一种植物油基聚氨酯复合墙板，采用传统的连续法生产，A组分为异氰酸酯；B组分为植物油多元醇，聚醚、聚酯多元醇，醇类交联剂，有机硅稳定剂，胺类催化剂，发泡剂以及选自磷酸酯类的阻燃剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料，采用新颖的多种系列非卤素阻燃剂混合物，并采用纤维材料增强，产品性能显著提高。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料，包括A组分、B组分和C组分，以重量份计，其中，
A组分，按重量份计包括：
端羟基多元醇 50～80份
植物油 20～40份
发泡剂 5～20份
调节剂 0.2～5份
非卤素阻燃剂 5～20份
催化剂 0.01～4份
抗氧化剂 0.01～0.5份，
其中，所述的非卤素阻燃剂为镁系阻燃剂、磷系阻燃剂和氮系阻燃剂的混合物；
B组分为粗二苯基甲烷二异氰酸酯(粗MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)，A组分与B组分的质量比为1：1～2；
C组分为玻璃纤维或火山岩纤维。
具体的，A组分中，端羟基多元醇的用量可以为50，55，60，65，70，75或80份；植物油的用量可以为20，22，25，28，30，32，35，38或40份；发泡剂的用量可以为5，10，15或20份；调节剂的用量可以为0.2，0.5，1，1.5，2，3或5份；非卤素阻燃剂的用量可以为5，10，15或20份；催化剂的用量可以为0.01，0.05，0.1，0.5，1，2或4份；抗氧化剂的用量可以为0.01，0.05，0.1，0.2或0.5份。
A组分与B组分的质量比具体可以为1：1，1.2，1.4，1.6，1.8或2。
在上述方案的基础上，所述的镁系阻燃剂为氧化镁；磷系阻燃剂为环磷酸脂、四苯基间苯二酚二磷酸酯(RDP)、有机磷盐、磷氮化合物中的一种或多种；氮系阻燃剂为三聚氰胺。
在上述方案的基础上，所述的阻燃剂为氧化镁、环磷酸酯和三聚氰胺的混合物，按质量百分比计为：
氧化镁 20～40％
环磷酸酯 20～30％
四苯基间苯二酚二磷酸酯 0～10％
三聚氰胺 40～50％。
具体的，氧化镁的用量可以为20，25，30，35或40％；环磷酸酯的用量可以为20，22，24，26，28或30％；四苯基间苯二酚二磷酸酯的用量可以为0，1，2，5，6，8或10％；三聚氰胺的用量可以为40，42，44，46，48或50％。
在上述方案的基础上，所述的端羟基多元醇为聚醚多元醇或聚脂多元醇。
在上述方案的基础上，所述的植物油为天然蓖麻油、酯交换改性蓖麻油中的一种。
在上述方案的基础上，所述的抗氧化剂为四亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸)甲酯、三甘醇双-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，6-二叔丁基对甲酚中的一种或多种的混合物。
在上述方案的基础上，所述的催化剂为三亚乙基二胺，四甲级亚烷基二胺，二甲基环己胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、硫醇二丁锡、二醋酸二丁基锡中的一种或多种的混合物。
在上述方案的基础上，所述的发泡剂为水。
在上述方案的基础上，所述的调节剂为硅油或有机硅。
在上述方案的基础上，C组分玻璃纤维或火山岩纤维为纤维薄毡或纤维织物。
针对上述纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料的制备方法包括
1、A组分的制备：
按上述配方称取各个组分，在搅拌器中加入端羟基多元醇、植物油、调节剂、非卤素阻燃剂、催化剂和抗氧化剂，搅拌混合1～2小时，再分多次加入发泡剂，制成A组分；
B组分为商业产品粗MDI或TDI异氰酸酯；
C组分为商业产品纤维薄毡或纤维织物。
2、反应注射成型：
先将纤维增强材料C组分(如玻璃纤维薄毡或玻璃纤维织物)置于模具内，再将上述制备的A组分与B组分按质量比为1：1～2注入模具内，A、B组分反应并与C组分增强材料结合，需采用反应注射成型机械设备通过间歇性工艺压制熟化成型，每隔5～10秒出一块成型料，制成纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料。该反应成型过程速度快。
本发明的制备方法采用间歇法，投资小，产品的品种不受限制，产品大小灵活多样；以新型的镁系、磷系、氮系阻燃剂为阻燃体系，经化学过程处理，固定于聚合物的体系中，同时以玻璃纤维及火山岩纤维为增强材料，经反应注射成型。构成一种低密度、高强度，非卤素阻燃的新型环保节能建筑保温复合板材料。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用非卤素阻燃材料，避免了在燃烧过程中大量卤素有害气体所造成的环境二次性污染问题；
2、本发明新型的镁系、磷系、氮系阻燃剂为阻燃体系，与聚合材料构成了一种化学结构，材料阻燃性能稳定；
3、利用玻璃纤维作为增强材料，其阻燃效果得到了提高，对同类型的复合板材料对比机械强度高；
4、本发明的复合板材料耐低温性能好，适于在低温环境中使用，材料的收缩系数小；
5、利用间歇式生产工艺，投资小，可生产不同型号、规格的复合板材，施工方便，反应成型过程速度快，缩短工期，提高建设进度。
具体实施方式
一种纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料，该复合板材料以重量份计，包括A组分、B组分和C组分，其中，
A组分，按重量份计包括：
端羟基多元醇 50～80份
植物油 20～40份
发泡剂 5～20份
调节剂 0.2～5份
非卤素阻燃剂 5～20份
催化剂 0.01～4份
抗氧化剂 0.01～0.5份，其中，
所述的非卤素阻燃剂为镁系阻燃剂、磷系阻燃剂和氮系阻燃剂的混合物；
B组分为粗二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯，A组分与B组分的质量比为1：1～2；
C组分为玻璃纤维增强材料。
1、A组分的制备：
按上述配方称取各个组分，在搅拌器中加入端羟基多元醇、植物油、调节剂、非卤素阻燃剂、催化剂和抗氧化剂，搅拌混合1～2小时，再分多次加入发泡剂，制成A组分；
B组分为商业产品粗MDI或TDI异氰酸酯；
C组分为商业产品玻璃纤维薄毡或玻璃纤维织物。
2、反应注射成型：
先将C组分玻璃纤维薄毡或玻璃纤维织物置于模具内，再将上述制备的A组分与B组分按质量比为1：1～2注入模具内，A、B组分反应并与C组分增强材料结合，采用反应注射成型机械设备通过间歇性工艺压制熟化成型，每隔5～10秒出一块成型料，制成纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料。
实施例1
1、A组分的制备
在搅拌器中放入端羟基多元醇70重量份，植物油30重量份，调节剂0.5重量份，非卤素阻燃剂10重量份，催化剂0.5重量份，抗氧化剂0.02重量份，搅拌混合1～2小时，再分多次加入发泡剂15重量份，其中，非卤素阻燃剂按重量百分比计算为：
氧化镁 30％
环磷酸酯 25％
三聚氰胺 45％。
2、反应注射成型：
先将纤维增强材料，玻璃纤维放置于模具内，后将上述制备的A组分与160重量份B组分粗MDI注入，需采用反应注射成型机械设备通过间歇性工艺压制熟化成型，每隔5～10秒出一块成型料，制成纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料。
实施例2
1、A组分的制备
在搅拌器中放入端羟基多元醇75重量份，植物油25重量份，调节剂0.5重量份，非卤素阻燃剂15重量份，催化剂0.5重量份和抗氧化剂0.02重量份，搅拌混合1～2小时，再分多次加入总量为18重量份的发泡剂，其中，非卤素阻燃剂按重量百分比计算为：
氧化镁 35％
环磷酸酯 22％
三聚氰胺 43％。
2、反应注射成型：
先将纤维增强材料，玻璃纤维放置于模具内，后将上述制备的A组分与150重量份B组分TDI注入，需采用反应注射成型机械设备通过间歇性工艺压制熟化成型，每隔5～10秒出一块成型料，制成纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料。
实施例3
1、A组分的制备
在搅拌器中放入端羟基多元醇65重量份，植物油35重量份，调节剂1重量份，非卤素阻燃剂20重量份，催化剂1重量份和抗氧化剂0.05重量份，搅拌混合1～2小时，再分多次将发泡剂12重量份加入，其中，非卤素阻燃剂按重量百分比计算为：
氧化镁 35％
环磷酸酯 20％
四苯基间苯二酚二磷酸酯 5％
三聚氰胺 40％。
2、反应注射成型：
先将纤维增强材料，玻璃纤维放置于模具内，后将上述制备的A组分与170重量份B组分TDI注入，需采用反应注射成型机械设备通过间歇性工艺压制熟化成型，每隔5～10秒出一块成型料，制成纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料。
Claims (10)
1、一种纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料，为聚氨酯复合材料，包括A组分、B组分和C组分，以重量份计：
A组分，
端羟基多元醇 50～80份
植物油 20～40份
发泡剂 5～20份
调节剂 0.2～5份
非卤素阻燃剂 5～20份
催化剂 0.01～4份
抗氧化剂 0.01～0.5份，其中，
所述的非卤素阻燃剂为镁系阻燃剂、磷系阻燃剂和氮系阻燃剂的混合物；
B组分为粗二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯，A组分与B组分的质量比为1：1～2；
C组分为玻璃纤维或火山岩纤维增强材料。
2、根据权利要求1所述的纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料，其特征在于：所述的镁系阻燃剂为氧化镁；磷系阻燃剂为环磷酸脂、四苯基间苯二酚二磷酸酯、有机磷盐、磷氮化合物中的一种或多种；氮系阻燃剂为三聚氰胺。
3、根据权利要求2所述的纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料，其特征在于：所述的阻燃剂为氧化镁、环磷酸酯和三聚氰胺的混合物，按质量百分比计为：
氧化镁 20～40％
环磷酸酯 20～30％
四苯基间苯二酚二磷酸酯 0～10％
三聚氰胺 40～50％。
4、根据权利要求1或2或3所述的纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料，其特征在于：所述的端羟基多元醇为聚醚多元醇或聚脂多元醇。
5、根据权利要求1或2或3所述的纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料，其特征在于：所述的植物油为天然蓖麻油、酯交换改性蓖麻油中的一种。
6、根据权利要求1或2或3所述的纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料，其特征在于：所述的抗氧化剂为四亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸)甲酯、三甘醇双-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，6-二叔丁基对甲酚中的一种或多种的混合物。
7、根据权利要求1或2或3所述的纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料，其特征在于：所述的催化剂为三亚乙基二胺，四甲级亚烷基二胺，二甲基环己胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、硫醇二丁锡、二醋酸二丁基锡中的一种或多种的混合物。
8、根据权利要求1或2或3所述的纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料，其特征在于：所述的发泡剂为水。
9、根据权利要求1或2或3所述的纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料，其特征在于：所述的调节剂为硅油或有机硅。
10、针对权利要求1至9之一所述的纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料的制备方法，依序按下述步骤：
将端羟基多元醇、植物油、调节剂、非卤素阻燃剂、催化剂和抗氧化剂搅拌混合1～2小时，再分多次加入发泡剂，制成A组分；
将C组分置于模具内，再将A组分与B组分按质量比为1：1～2注入模具内，A、B组分反应并与C组分结合，通过间歇性工艺压制熟化成型，每隔5～10秒出一块成型料，制成纤维增强非卤素阻燃环保节能型间歇建筑保温复合板材料。
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