CN102320808B

CN102320808B - 防火保温板及其制备工艺

Info

Publication number: CN102320808B
Application number: CN2011102265906A
Authority: CN
Inventors: 张建琼; 邓超
Original assignee: SICHUAN WEIERDA CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: Sichuan Weierda Chemical Co.,Ltd.
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2031-08-09
Also published as: CN102320808A

Abstract

本发明涉及建筑材料领域，具体公开了一种防火保温板及其制备工艺。本发明的防火保温板，包含重量百分比的以下组分：有机防火保温颗粒10-15%，三聚氰胺树脂10-15%，氧化镁30-40%，氯化镁20-30%，引气剂0.01-0.1%，无机填料9-25%，所述有机防火保温颗粒为颗粒表面包覆有阻燃剂的有机发泡保温颗粒。前述防火保温板的制备工艺，包括阻燃剂浆料配制，阻燃剂包膜，干燥、混合料的制备，防火保温板成型五步骤。本发明的防火保温板，防火性能达A级，导热系数0.05-0.06w/m·k,是一种轻质防火保温板材，广泛用于建筑内外墙、彩钢夹心板、防火门芯板。

Description

防火保温板及其制备工艺

技术领域

本发明属于建筑材料领域，特别涉及一种防火保温板及其制备工艺。

背景技术

如何提高建筑的保温性能和防火性能，是建筑材料研发的难点。目前，保温、防火功能俱佳的一体化防火保温板，是目前建筑材料领域的一项空白。传统的保温材料主要有聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫板等。这些传统保温板的保温隔热性能优良，但易燃，防火性能差。为改善传统保温板的防火性能，常用的方法是在保温板上单独设置防火结构。这种防火保温板的防火性能仍无法达到国家标准的A级不燃材料，而且其复杂的结构导致了产品重量增加，生产工艺复杂，不能形成批量化的工厂大生产。

中国发明专利申请CN101148517A公开了一种裹壳聚苯颗粒保温骨料及其制备方法，其保温骨料由芯料和壳料制成，芯料采用粒径为8-12目的聚苯颗粒，壳料由活性炭粉、水泥和硅溶胶水溶液制成。该发明提供的裹壳聚苯颗粒保温骨料改善了保温材料的防水性及亲和力，但防火性能仍不够理想，而且对原材料选材要求较高。

发明内容

本发明的目的之一，是针对传统防火保温板防火性能不佳和不燃材料又没有保温性能的现状，提供一种能实现防火、保温一体化，导热系数小于0.06w/ m·k，防火性能达到A级的防火保温板。本发明的目的之二，是提供前述防火保温板的制备工艺。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

防火保温板，包含如下重量百分比的组分：

有机防火保温颗粒 10-15%

三聚氰胺树脂 10-15%

氧化镁 30-40%

氯化镁 20-30%

引气剂 0.01-0.1%

无机填料 9-25%，

所述有机防火保温颗粒为颗粒表面包覆有阻燃剂的有机发泡保温颗粒。

作为优选方案，前述防火保温板，所述有机发泡保温颗粒与阻燃剂的重量比为3～10:1；进一步，所述有机发泡保温颗粒与阻燃剂的重量比优选4:1。有机发泡保温颗粒与阻燃剂的重量比例，决定了阻燃剂在有机发泡保温颗粒表面的包膜厚度。包膜厚度过薄，阻燃性能不够理想；包膜厚度过厚，影响保温性能。经发明人的大量研究及筛选得到，当有机发泡保温颗粒与阻燃剂的重量比选择3～10:1，尤其优选4:1时，得到的阻燃剂包膜厚度适宜，保证防火性能的同时，不影响发泡保温颗粒的保温性能。

作为优选方案，前述防火保温板，所述阻燃剂为复合阻燃剂。作为进一步优选，前述防火保温板，所述复合阻燃剂由以下成分构成：选自三氧化二锑、氢氧化铝、硼酸铵或聚磷酸铵的任意一种或两种，50～60%重量份；和选自磷酸三（2,3-二氯丙基）酯、磷酸三苯酯、磷酸三（2-溴乙基）酯、甲基磷酸二甲酯、六溴环十二烷或十溴二苯醚的任一种或两种，20～30%重量份；和胶粘剂，10～20%重量份。前述三氧化二锑、氢氧化铝、硼酸铵和聚磷酸铵，为无机阻燃剂。前述磷酸三（2,3-二氯丙基）酯、磷酸三苯酯、磷酸三（2-溴乙基）酯、甲基磷酸二甲酯、六溴环十二烷或十溴二苯醚，为有机阻燃剂。前述防火保温板，所述胶粘剂为本领域的常用胶粘剂，如可以选自硅溶胶或水玻璃。

作为优选方案，前述防火保温板，所述无机填料选自滑石粉、碳酸钙粉或硅灰石粉的任一种或它们的任意混合物。

作为优选方案，前述防火保温板，所述引气剂选自烷基苯磺酸盐、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或酯化松香衍生物的一种或其混合物。经发明人研究，在防火保温板原料中引入适宜引气剂，并限定引气剂在防火保温板中的重量组份，能够进一步提升防火保温板的保温性能。

作为优选方案，前述防火保温板，所述有机发泡保温颗粒选自聚苯乙烯发泡保温颗粒、聚氨酯发泡保温颗粒或酚醛发泡保温颗粒的任一种或它们的任意混合物。

作为进一步的优选方案，前述防火保温板，所述氧化镁与氯化镁的质量比为1～2:1，尤其优选2:1。

本发明的目的之二，是提供前述防火保温板的制备工艺。本发明的防火保温板的制备工艺，包括如下步骤：（一）按配方量，配制阻燃剂浆料；（二）按配方量，通过喷雾干燥机，将阻燃剂浆料包覆在有机发泡保温颗粒表面；（三）经干燥，形成有机防火发泡保温颗粒；（四）按配方量混合有机防火发泡保温颗粒、三聚氰胺树脂、氧化镁、氯化镁、引气剂与无机填料，形成混合料；（五）混合料放入模具，经加温反应即得。

作为优选方案，前述防火保温板的制备工艺，所述步骤（五）的反应温度为30～50℃。

作为优选方案，前述防火保温板的制备工艺，所述有机发泡保温颗粒与复合阻燃剂的重量比为3～10:1，进一步，所述有机发泡保温颗粒与阻燃剂的重量比优选4:1。

作为优选方案，前述防火保温板的制备工艺，所述阻燃剂为复合阻燃剂。作为进一步优选，所述复合阻燃剂由以下成分构成：选自三氧化二锑、氢氧化铝、硼酸铵或聚磷酸铵的任意一种或两种，50～60%重量份；和选自磷酸三（2,3-二氯丙基）酯、磷酸三苯酯、磷酸三（2-溴乙基）酯、甲基磷酸二甲酯、六溴环十二烷或十溴二苯醚的任意一种或两种，20～30%重量份；和胶粘剂，10～20%重量份。

作为优选方案，前述防火保温板的制备工艺，步骤（四）所述无机填料选自滑石粉、碳酸钙粉或硅灰石粉的任一种或它们的任意混合物。所述引气剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或酯化松香衍生物的任一种。所述有机发泡保温颗粒选自聚苯乙烯发泡保温颗粒、聚氨酯发泡保温颗粒或酚醛发泡保温颗粒的任一种或它们的任意混合物。

发明人研究发现，通过在有机发泡保温颗粒表面包覆阻燃剂包膜，赋予了有机发泡保温颗粒阻燃性能，使其不仅具有优异的保温性能，还具有防火性能。因此，本发明的防火保温板，是一体化的轻质防火保温高强板材。作为一体化的轻质防火保温高强板材，同时实现板材的防火、保温、轻质及高强性能，需要控制多个复杂因素。发明人通过筛选阻燃剂与有机发泡保温颗粒的重量比，很好地控制了阻燃剂的包膜厚度，并且通过筛选阻燃剂的组成成份及各组份含量，实现了保温功能和防火功能的最优化；同时，通过加入氧化镁、氯化镁，并选择其适宜重量范围，保证了防火保温板的抗压强度；通过引入适宜引气剂，并筛选引气剂与其他原料的重量比，在保证防火保温板的防火、轻质、抗压强度的同时，进一步实现了防火保温板的保温性能。

本发明的防火保温板，可广泛应用于建筑物内、外墙，彩钢夹心板，建筑隔墙，防火门芯等领域。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明的防火保温板，防火性能达到A级，导热系数约0.05-0.06W/m·k，防火和保温功能俱佳。

二、本发明的防火保温板，软化系数≥0.9，密度≤250㎏/m³。本发明的防火保温板，在增强板材防火的同时，保证了板材的保温性能。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述。

但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。

实施例1

防火保温板，包含如下组分（百分比重量）：

聚苯乙烯防火保温颗粒 15%

三聚氰胺树脂 15%

氧化镁 40%

氯化镁 20%

烷基苯磺酸钠 0.01%

滑石粉 9.99%

阻燃剂配方（百分比重量）：

三氧化二锑 35%

氢氧化铝 25%

磷酸三（2,3-二氯丙基）酯 25%

硅溶胶 15%

聚苯乙烯发泡保温颗粒与阻燃剂重量比为4:1。

制备工艺：

（一）按配方量，混合三氧化二锑、氢氧化铝、磷酸三（2,3-二氯丙基）酯和硅溶胶，配制成复合阻燃剂浆料；

（二）按配方量，通过喷雾干燥机将复合阻燃剂浆料包覆在聚苯乙烯发泡保温颗粒表面；

（三）经干燥，形成聚苯乙烯防火保温颗粒；

（四）按配方量混合聚苯乙烯防火保温颗粒、三聚氰胺树脂、氧化镁、氯化镁、烷基苯磺酸钠与滑石粉，形成混合料；

（五）混合料放入模具，30℃反应得到防火保温板。

得到的防火保温板，取样，按国家标准GB8624-1997所述方法检测燃烧性能，防火性能为A级。导热系数为0.058 W/m·k，软化系数为0.95，密度为220㎏/ m³。

实施例2

防火保温板，包含如下组分（百分比重量）：

聚氨酯防火保温颗粒 13%

三聚氰胺树脂 12%

氧化镁 40%

氯化镁 20%

十二烷基硫酸钠 0.05%

滑石粉 10%

碳酸钙粉 4.95%

阻燃剂配方（百分比重量）：

硼酸铵 20%

聚磷酸铵 40%

磷酸三苯酯 20%

六溴环十二烷 10%

水玻璃 10%

聚氨酯发泡保温颗粒与阻燃剂重量比为3:1。

制备工艺：

（一）按配方量混合硼酸铵、聚磷酸铵、磷酸三苯酯、六溴环十二烷及水玻璃，配制成复合阻燃剂浆料；

（二）按配方量，通过喷雾干燥机将复合阻燃剂浆料包覆在聚氨酯发泡保温颗粒表面；

（三）经干燥，形成聚氨酯防火保温颗粒；

（四）按配方量混合聚氨酯防火保温颗粒、三聚氰胺树脂、氧化镁、氯化镁、十二烷基硫酸钠、滑石粉与碳酸钙粉，形成混合料；

（五）混合料放入模具，35℃反应得到防火保温板。

得到的防火保温板，取样，按实施例1所述方法检测燃烧性能，防火性能为A级。导热系数0.054 W/m·k，软化系数0.90，密度200㎏/ m³。

实施例3

防火保温板，包含如下组分（百分比重量）：

聚氨酯防火保温颗粒 10%

三聚氰胺树脂 15%

氧化镁 30%

氯化镁 20%

十二烷基磺酸钠 0.1%

滑石粉 10.9%

硅灰石粉 14%

阻燃剂配方（百分比重量）：

三氧化二锑 20%

氢氧化铝 30%

甲基磷酸二甲酯 15%

十溴二苯醚 15%

硅溶胶 20%

聚氨酯发泡保温颗粒与阻燃剂重量比为5:1。

制备工艺：

（一）按配方量混合三氧化二锑、氢氧化铝、甲基磷酸二甲酯、十溴二苯醚及硅溶胶，配制成复合阻燃剂浆料；

（三）经干燥，形成聚氨酯防火保温颗粒；

（四）按配方量混合聚氨酯防火保温颗粒、三聚氰胺树脂、氧化镁、氯化镁、十二烷基磺酸钠、滑石粉与硅灰石粉，形成混合料；

（五）混合料放入模具，50℃反应得到防火保温板。

得到的防火保温板，取样，按实施例1所述方法检测燃烧性能，防火性能为A级。导热系数为0.056 W/m·k，软化系数为0.9，密度为190㎏/ m³。

实施例4

防火保温板，包含如下组分（百分比重量）：

酚醛防火保温颗粒 15%

三聚氰胺树脂 10%

氧化镁 30%

氯化镁 30%

酯化松香衍生物 0.1%

滑石粉 10.9%

硅灰石粉 4%

阻燃剂配方（百分比重量）：

三氧化二锑 30%

聚磷酸铵 30%

磷酸三（2-溴乙基）酯 10%

六溴环十二烷 10%

硅溶胶 20%

酚醛发泡保温颗粒与阻燃剂重量比为5:1。

制备工艺：

（一）按配方量混合三氧化二锑、聚磷酸铵、磷酸三（2-溴乙基）酯、六溴环十二烷及硅溶胶，配制成复合阻燃剂浆料；

（二）按配方量，通过喷雾干燥机将复合阻燃剂浆料包覆在酚醛发泡保温颗粒表面；

（三）经干燥，形成酚醛防火保温颗粒；

（四）按配方量混合酚醛防火保温颗粒、三聚氰胺树脂、氧化镁、氯化镁、酯化松香衍生物、滑石粉与硅灰石粉，形成混合料；

（五）混合料放入模具，40℃反应得到防火保温板。

得到的防火保温板，取样，按实施例1所述方法检测燃烧性能，防火性能为A级。导热系数为0.053 W/m·k，软化系数为0.96，密度240㎏/ m³。

实施例5

防火保温板，包含如下组分（百分比重量）：

聚苯乙烯防火保温颗粒 7.5%

聚氨酯防火保温颗粒 7.5%

三聚氰胺树脂 15%

氧化镁 40%

氯化镁 20%

烷基苯磺酸钠 0.01%

滑石粉 9.99%

阻燃剂配方（百分比重量）：

三氧化二锑 55%

六溴环十二烷 15%

磷酸三（2,3-二氯丙基）酯 15%

水玻璃 15%

聚苯乙烯发泡保温颗粒、聚氨酯发泡保温颗粒的总重与阻燃剂的重量比为4:1。

制备工艺：

（一）按配方量混合三氧化二锑、六溴环十二烷、磷酸三（2,3-二氯丙基）酯及水玻璃，配制成复合阻燃剂浆料；

（二）按配方量，通过喷雾干燥机将复合阻燃剂浆料包覆在聚苯乙烯发泡保温颗粒、聚氨酯发泡保温颗粒表面；

（三）经干燥，形成聚苯乙烯防火保温颗粒、聚氨酯防火保温颗粒；

（四）按配方量混合聚苯乙烯防火保温颗粒、聚氨酯防火保温颗粒、三聚氰胺树脂、氧化镁、氯化镁、烷基苯磺酸钠与滑石粉，形成混合料；

（五）混合料放入模具，40℃反应得到防火保温板。

得到的防火保温板，取样，按实施例1所述方法检测燃烧性能，防火性能为A级。导热系数为0.06 W/m·k，软化系数为0.92，密度为240㎏/ m³。

实施例6

防火保温板，包含如下组分（百分比重量）：

聚氨酯防火保温颗粒 15%

三聚氰胺树脂 15%

氧化镁 40%

氯化镁 20%

烷基苯磺酸钠 0.01%

滑石粉 9.99%

阻燃剂配方（百分比重量）：

三氧化二锑 30%

氢氧化铝 25%

甲基磷酸二甲酯 10%

六溴环十二烷 20%

硅溶胶 15%

聚氨酯发泡颗粒与阻燃剂重量比为10:1。

制备工艺：

（一）按配方量，混合三氧化二锑、氢氧化铝、甲基磷酸二甲酯、六溴环十二烷及硅溶胶，配制成复合阻燃剂浆料；

（三）经干燥，形成聚氨酯防火保温颗粒；

（四）按配方量混合聚氨酯防火保温颗粒、三聚氰胺树脂、氧化镁、氯化镁、烷基苯磺酸钠与滑石粉，形成混合料；

（五）混合料放入模具，45℃反应得到防火保温板。

得到的防火保温板，取样，按实施例1所述方法检测燃烧性能，防火性能为A级。导热系数为0.055 W/m·k，软化系数为0.90，密度为210㎏/m m³。

实施例7

防火保温板，包含如下组分（百分比重量）：

聚苯乙烯防火保温颗粒 15%

三聚氰胺树脂 15%

氧化镁 40%

氯化镁 20%

烷基苯磺酸钠 0.01%

碳酸钙粉 9.99%

阻燃剂配方（百分比重量）：

三氧化二锑 25%

氢氧化铝 30%

磷酸三苯酯 20%

十溴二苯醚 10%

水玻璃 15%

聚苯乙烯发泡保温颗粒与阻燃剂的重量比为8:1。

制备工艺：

（一）按配方量混合三氧化二锑、氢氧化铝、磷酸三苯酯、十溴二苯醚及水玻璃，配制成复合阻燃剂浆料；

（三）经干燥，形成聚苯乙烯防火保温颗粒；

（四）按配方量混合聚苯乙烯防火保温颗粒、三聚氰胺树脂、氧化镁、氯化镁、烷基苯磺酸钠与碳酸钙粉，形成混合料；

（五）混合料放入模具，35℃反应得到防火保温板。

得到的防火保温板，取样，按实施例1所述方法检测燃烧性能，防火性能为A级。导热系数为0.056 W/m·k，软化系数为0.9，密度为230㎏/ m³。

Claims

1.防火保温板，其特征在于，包含如下重量百分比的组分：

有机防火保温颗粒 10-15%

三聚氰胺树脂 10-15%

氧化镁 30-40%

氯化镁 20-30%

引气剂 0.01-0.1%

无机填料 9-25%，

所述有机防火保温颗粒为颗粒表面包覆有阻燃剂的有机发泡保温颗粒；

所述阻燃剂由以下成分组成：

选自三氧化二锑、氢氧化铝、硼酸铵或聚磷酸铵的任意一种或两种，50～60%重量份；和选自磷酸三（2,3-二氯丙基）酯、磷酸三苯酯、磷酸三（2-溴乙基）酯、甲基磷酸二甲酯、六溴环十二烷或十溴二苯醚的任意一种或两种，20～30%重量份；和胶粘剂，10～20%重量份。

2.根据权利要求1所述的防火保温板，其特征在于，所述有机发泡保温颗粒与阻燃剂的重量比为3～10:1。

3.根据权利要求2所述的防火保温板，其特征在于，所述有机发泡保温颗粒与阻燃剂的重量比为4:1。

4.根据权利要求1所述的防火保温板，其特征在于，所述无机填料选自滑石粉、碳酸钙粉或硅灰石粉的任一种或它们的任意混合物。

5.根据权利要求1所述的防火保温板，其特征在于，所述引气剂选自烷基苯磺酸盐、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或酯化松香衍生物的任一种或其混合物。

6.根据权利要求1所述的防火保温板，其特征在于，所述氧化镁与氯化镁的质量比为1～2:1。

7.权利要求1至6任一项所述的防火保温板的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（一）按配方量，配制阻燃剂浆料；

（二）按配方量，通过喷雾干燥机，将阻燃剂浆料包覆在有机发泡保温颗粒表面；

（三）经干燥，形成有机防火发泡保温颗粒；

（四）按配方量混合有机防火发泡保温颗粒、三聚氰胺树脂、氧化镁、氯化镁、引气剂与无机填料，形成混合料；

（五）混合料放入模具，经加温反应即得。

8.根据权利要求7所述的防火保温板的制备工艺，其特征在于，所述步骤（五）的反应温度为30～50℃。