CN103132624A - 一种泡沫岩棉复合阻燃保温材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泡沫岩棉复合阻燃保温材料的制备方法，其特征在于包括泡沫材料部分、岩棉材料部分，并拥有泡沫材料包裹岩棉材料及预制孔的结构。它由以下方法生产：将具有预制孔结构的岩棉材料固定于模具中，将泡沫材料液体组分经高速混合后注入上述模具中，合模，待发泡结束后脱模、成型。本发明的阻燃保温泡沫材料具有泡沫材料包裹岩棉材料的结构，发挥了泡沫材料的低导热系数、高防水性质量轻的特点，以及岩棉的高阻燃性能，两者结合不仅具有阻燃、保温功能，而且还有质量轻、耐候性好、抗拉伸强度高、施工简单、施工无污染及成本低廉的特点。

Description

一种泡沫岩棉复合阻燃保温材料

技术领域：

本发明涉及一种泡沫材料与岩棉材料复合阻燃保温材料及其制备工艺技术。

背景技术：

保温材料是建筑行业非常重要的材料之一。但由于传统有机保温材料的阻燃能力有限，在建设及使用过程中容易直接或间接引起严重火灾，造成重大的生命损害和财产损失。因此，为有效防止建筑外墙外保温系统引起的火灾事故，公安部、住房和城乡建设部于2009年9月25日联合制定了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》(公通字〔2009〕46号)，其中明确规定：民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级，且不应低于B₂级。

在常用现有外墙保温材料中，以聚苯板、聚氨酯泡沫材料为代表的有机外墙保温材料由于保温效果好，重量轻，被广泛使用，但是这类材料的防火等级最该只能达到B₁级阻燃标准，且燃烧时有大量有毒烟雾产生；而以硅酸盐保温材料、岩棉、陶瓷保温材料、玻珠防火保温板为代表的无机保温材料，又具有导热系数较高、憎水性差、保温效果差、重量大等缺点，无法满足节能指标的要求。

保温性能是保温材料重要的参考指标，其评价指标计算方法如下：

单层结构：R＝δ/λ……………………………(式1)

多层结构：R＝R1+R2+……+Rn…………………  (式2)

δ/λ＝δ₁/λ₁+δ₂/λ₂+……δ_n/λ_n…………(式3)

R：热阻[(m²·K)/W]

δ：材料层厚度[m]

λ：材料层导热系数[W/(m·K)]

针对本材料为两种材料构成，则由式3，可以得到材料整体导热系数λ：

$\mathrm{\λ}=\begin{array}{c}\mathrm{\ρ}\·(m_1\·{\mathrm{\ρ}}_2{\mathrm{\λ}}_2+m_2\·{\mathrm{\ρ}}_1\·{\mathrm{\λ}}_1)\\ m\·{\mathrm{\ρ}}_1\·{\mathrm{\λ}}_1\·{\mathrm{\ρ}}_2\·{\mathrm{\λ}}_2\end{array}$ …………(式4)

δ₁：岩棉层厚度[m]

λ₁：岩棉材料导热系数[W/(m·K)]

δ₂：泡沫材料层厚度[m]

λ₂：泡沫材料材料导热系数[W/(m·K)]

m：材料整体质量

m₁：岩棉所占质量[kg]

m₂：泡沫材料所占质量[kg]

ρ：材料整体密度

ρ₁：岩棉材料密度

ρ₂：泡沫材料材料密度

因此当采用多层材料作为保温材料时，通过加入一定质量的低导热系数保温材料，可有效降低整体材料的导热系数。

发明内容：

本发明的目的在于针对目前保温材料现有技术的特点，充分利用有机泡沫材料的导热系数低、防水效果好、质量轻的特点，和岩棉材料阻燃效果好，但是松散、强度低、吸水性高的缺点，把两者结合起来，制备了一种阻燃保温复合材料，其具有保温系数低、阻燃性能好、低密度、耐候性好、施工简单、无污染、综合性能优良等优点，更具有实用意义和工业价值。

为实现这样的目的，本发明采用的材料为符合国标GB/T8624-2006要求的A₁级岩棉材料，与低导热系数且符合国标GB/T8624-2006要求的B₁级泡沫材料，依靠控制有机/无机质量配比，达到满足至少B₁级标准的阻燃性能的产品。而且，将整体材料视为非匀质制品时，可将泡沫材料作为次要组分，岩棉作为主要组分，从而得到满足A₂级以上阻燃标准的产品。

同时，本发明采用的材料具有预制孔结构的岩棉材料作为主体结构，并以泡沫材料填充在预制孔中作为增强、填充结构，且泡沫材料包覆于岩棉表面，整体材料具有低导热系数，且具有B₁级以上阻燃性能。

说明书附图1、附图2是本发明的一个具体实例的截面构造示意图。图中：1为岩棉层，2为泡沫材料层。

其具体制备步骤如下：

1)将岩棉置于23±5℃、湿度小于70％的环境中，然后将材料固定于特制模具中。

2)将模具置于温度为5～80℃环境中预热，然后将搅拌均匀的泡沫材料液体原料加入模具中，合模，并将模具置于5～80℃环境中，得到均匀的泡沫材料/岩棉复合材料。

其中步骤1)中所述岩棉每0.5m²面积具有1～20个预制孔结构，其直径为1mm～20cm。步骤1)中所述的模具为封闭结构，且可以承受10MPa以上压力。步骤2中所述的模具预热温度，根据不同的泡沫材料发泡温度确定的。

与现有节能保温材料相比，本发明具有保温系数低、阻燃性能好、低密度、防水性能好、耐候性好、施工简单、无污染、造价低、综合性能优良等优点。

具体实施方法

下列实施例中所使用的酚醛树脂泡沫，闭孔率大于70％，密度为0.01～0.4g/cm³；聚氨酯泡沫闭孔率大于70％，密度为0.02～0.4g/cm³。岩棉憎水率大于90％。

实施例1

将岩棉固定于模具中，置于60±5℃环境中，将酚醛泡沫液体组分经过充分混合，倒入模具中，合模、成型。得到酚醛/岩棉复合材料。岩棉与酚醛树脂质量比为40∶1。

经测试，导热系数为0.04W/(m·K)，整体密度为0.153g/cm³，材料燃烧等级达到A₁级。

实施例2

将岩棉固定于模具中，置于20±5℃环境中，将聚氨酯泡沫液体组分经过充分混合，倒入模具中，合模、成型。得到聚氨酯/岩棉复合材料。岩棉与聚氨酯树脂质量比为60∶1。

经测试，导热系数为0.05W/(m·K)，整体密度为0.142g/cm³，材料燃烧等级达到A₂级。

实施例3

将岩棉固定于模具中，置于60±5℃环境中，将酚醛泡沫液体组分经过充分混合，倒入模具中，合模、成型。得到酚醛/岩棉复合材料。岩棉与酚醛树脂质量比为1∶1。

经测试，导热系数为0.03W/(m·K)，整体密度为0.042g/cm³，材料燃烧等级达到B1级。

Claims (8)

1.一种泡沫岩棉复合阻燃保温材料，由以下方法制备：

将岩棉固定于模具中，将泡沫材料液体组分经高速混合后注入上述模具中，合模，待发泡结束后脱模成型。

2.如权利要求1所述的泡沫材料/岩棉阻燃保温复合材料，其特征在于各合成原料的重量份数为：泡沫材料1份，岩棉材料0.5～500份。

3.如权利1所述的泡沫材料，其特征在于包括酚醛泡沫材料，聚氨酯泡沫材料，三聚氰胺泡沫材料，改性酚醛泡沫材料，改性聚氨酯泡沫材料，但不限于此。

4.如权利1所述的岩棉材料，其特征在于经过憎水处理，其憎水率大于50％。

5.如权利1所属的复合材料，其特征在于所述材料采用预制孔岩棉作为主体结构，并以泡沫材料填充在预制孔中作为增强、填充结构，且泡沫材料包覆于岩棉表面，整体材料具有B₁级以上阻燃性能，且整体材料具有B₁级以上阻燃性能。

6.如权利3所述的泡沫材料其特征在于闭孔率不小于10％，密度为0.002g/cm³～0.5g/cm³。

7.如权利5所述的泡沫材料对岩棉的表面包覆，应覆盖2～6个平面。

8.如权利5所述的岩棉预制孔，其直径为1mm～20cm。 

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