CN102443185B - 有机防火保温颗粒及其制备工艺与用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑材料领域，具体公开了一种有机防火保温颗粒及其制备工艺与用途。本发明的有机防火保温颗粒，包含有机发泡保温颗粒及有机发泡保温颗粒表面的防火膜，所述防火膜通过在有机发泡保温颗粒表面包覆阻燃剂制得。进一步，所述有机发泡保温颗粒与阻燃剂的重量比为3～10:1；所述阻燃剂为复合阻燃剂。前述有机防火保温颗粒的制备工艺，包括阻燃剂浆料配制，阻燃剂包膜，干燥步骤。本发明的有机防火保温颗粒防火性能达A级，可用于制备各种防火保温板材，提高产品的防火性能，降低导热系数。

Description

有机防火保温颗粒及其制备工艺与用途

技术领域

本发明属于建筑材料领域，特别涉及一种有机防火保温颗粒及其制备工艺与用途。

背景技术

传统的保温板主要由聚苯乙烯发泡板、聚氨酯发泡板制成。这些传统保温板隔热性能好，但易燃烧、不防火。为改善传统保温板的防火性能，常用的技术为在保温板上加装单独的防火结构。这种方法虽改善了保温板的防火性能，但一定程度上影响了保温板的一体性。

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，但防火性不够理想，而且对原材料选材要求较高。

随着国家对建筑物节能环保、防火性能的不断提高，寻找一种能同时实现良好防火性能及保温性能的防火保温材料，是建筑材料领域急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的之一，是针对传统保温材料防火性能不佳的问题，提供一种防火保温一体化的，防火性能A级的有机防火保温颗粒。本发明的目的之二，是提供前述有机防火保温颗粒的制备工艺。本发明的目的之三，是提供前述有机防火保温颗粒的用途。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

有机防火保温颗粒，其包含有机发泡保温颗粒及有机发泡保温颗粒表面的防火膜，所述防火膜通过在有机发泡保温颗粒表面包覆阻燃剂制得。

作为优选方案，前述有机防火保温颗粒，所述有机发泡保温颗粒与阻燃剂的重量比为3～10:1，进一步优选重量比为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，前述有机防火保温颗粒，所述阻燃剂为复合阻燃剂。所述复合阻燃剂，为有机阻燃剂和无机阻燃剂的组合。通过选择有机阻燃剂与无机阻燃剂的组合，能够实现更好的阻燃效果。

作为进一步优选，前述有机防火保温颗粒，所述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。所述三氧化二锑、氢氧化铝、硼酸铵、聚磷酸铵，为无机阻燃剂。所述磷酸三（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、十溴二苯醚，为有机阻燃剂。

作为更一步优选，前述有机防火保温颗粒，所述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，20～30%重量份；和胶粘剂，10～20%重量份。

作为优选方案，前述有机防火保温颗粒，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。

作为本发明的目的之二，是提供前述有机防火保温颗粒的制备工艺。有机防火保温颗粒的制备工艺，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，制得有机防火保温颗粒。

作为本发明的目的之三，是提供前述有机防火保温颗粒在制备防火保温材料中的用途。本发明的有机防火保温颗粒，通过添加本领域常用的粘结剂，可直接用于制备防火保温板。

发明人经研究发现，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。与此同时，发明人通过筛选阻燃剂与有机发泡颗粒的重量比，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。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明的有机防火保温颗粒，防火性能达到A级（不燃），防火性能好；2、本发明的有机防火保温颗粒，实现了保温与防火的功能与结构的统一，可用于制备一体化防火保温板。

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  

聚苯乙烯防火保温颗粒，包含聚苯乙烯发泡保温颗粒，和聚苯乙烯发泡保温颗粒表面包覆的阻燃剂防火膜。聚苯乙烯发泡保温颗粒与阻燃剂重量比为4:1。

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%

制备工艺：

（一）按配方量，混合三氧化二锑与氢氧化铝及磷酸三（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，制得聚苯乙烯防火保温颗粒。

得到的聚苯乙烯防火保温颗粒，取样，按国家标准GB8624-1997所述方法检测，防火性能为A级。 

实施例2  

聚氨酯防火保温颗粒，包含聚氨酯发泡保温颗粒，和聚氨酯发泡保温颗粒表面包覆的阻燃剂防火膜。聚氨酯发泡保温颗粒与阻燃剂重量比为3:1。

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%

制备工艺：

（一）按配方量，混合硼酸铵、聚磷酸铵、磷酸三苯酯、六溴环十二烷与水玻璃，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，制得聚氨酯防火保温颗粒。

得到的聚氨酯防火保温颗粒，取样检测，检测方法与实施例1相同，经检测，防火性能为A级。

实施例3  

聚氨酯防火保温颗粒，包含聚氨酯发泡保温颗粒，和聚氨酯发泡保温颗粒表面包覆的阻燃剂防火膜。聚氨酯发泡保温颗粒与阻燃剂重量比为5:1。

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%

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氨酯发泡保温颗粒表面；

（三）经干燥，制得聚氨酯防火保温颗粒。

得到的聚氨酯防火保温颗粒，取样检测，检测方法与实施例1相同，经检测，防火性能为A级。

实施例4  

酚醛防火保温颗粒，包含酚醛发泡保温颗粒，和酚醛发泡保温颗粒表面包覆的阻燃剂防火膜。酚醛发泡保温颗粒与阻燃剂重量比为5:1。

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%

制备工艺：

（一）按配方量，混合三氧化二锑、聚磷酸铵、六溴环十二烷、磷酸三（2-溴乙基）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酚醛发泡保温颗粒表面；

（三）经干燥，制得酚醛防火保温颗粒。

得到的酚醛防火保温颗粒，取样检测，检测方法与实施例1相同，经检测，防火性能为A级。

实施例5

酚醛和聚氨酯防火保温颗粒，包含酚醛发泡保温颗粒和酚醛发泡颗粒表面包覆的阻燃剂防火膜，以及聚氨酯发泡保温颗粒和聚氨酯发泡保温颗粒表面包覆的阻燃剂防火膜。酚醛发泡保温颗粒和聚氨酯发泡保温颗粒的总重与阻燃剂的重量比为4:1。

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%        

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）酯和水玻璃，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酚醛发泡保温颗粒和聚氨酯发泡保温颗粒表面；

（三）经干燥，制得酚醛和聚氨酯防火保温颗粒。

得到的酚醛和聚氨酯防火保温颗粒，取样检测，检测方法与实施例1相同，经检测，防火性能为A级。

实施例6

聚氨酯防火保温颗粒，包含聚氨酯发泡保温颗粒，和聚氨酯发泡保温颗粒表面包覆的阻燃剂防火膜。聚氨酯发泡保温颗粒与阻燃剂重量比为10:1。

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%

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氨酯发泡保温颗粒表面；

（三）经干燥，制得聚氨酯防火保温颗粒。

得到的聚氨酯防火保温颗粒，取样检测，检测方法与实施例1相同，经检测，防火性能为A级。

实施例7

聚苯乙烯防火保温颗粒，包含聚苯乙烯发泡保温颗粒和聚苯乙烯发泡保温颗粒表面包覆的阻燃剂防火膜。聚苯乙烯发泡保温颗粒与阻燃剂的重量比为8:1。

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%

制备工艺：

（一）按配方量，混合三氧化二锑、氢氧化铝及磷酸三苯酯、十溴二苯醚和水玻璃，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表面；

（三）经干燥，制得聚苯乙烯防火保温颗粒。

得到的聚苯乙烯防火保温颗粒，取样检测，检测方法与实施例1相同，经检测，防火性能为A级。 

Claims (6)

1.有机防火保温颗粒，其特征在于，其包含有机发泡保温颗粒及有机发泡保温颗粒表面的防火膜，所述防火膜通过在有机发泡保温颗粒表面包覆阻燃剂制得；

所述有机发泡保温颗粒与阻燃剂的重量比为3-10:1；

所述阻燃剂为复合阻燃剂，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一种或任两种，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。

2.根据权利要求1所述的有机防火保温颗粒，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。

3.根据权利要求1所述的有机防火保温颗粒，其特征在于，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，20-30%重量份；和胶粘剂，10-20%重量份。

4.根据权利要求1所述的有机防火保温颗粒，其特征在于，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。

5.根据权利要求1-4任一项所述的有机防火保温颗粒的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

按配方量，配制阻燃剂浆料；

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；

经干燥，制得有机防火保温颗粒。

6.权利要求1-4任一项所述的有机防火保温颗粒在制备防火保温材料中的用途。