CN103146344A - 水性无机防火发泡胶 - Google Patents

Abstract

一种水性无机防火发泡胶，其特征在于由A、B双组份构成：A组份的原料组成及重量百分比含量为：水性复合成膜物质25％-50％，无机复合填充粉料20％-40％，抗裂纤维2％-5％，偶联剂0.3％-1％；多功能复合助剂0.02％-5％，水25％-50％；B组份的原料组成及重量百分比含量为：发泡剂0.1％-0.3％，偶联剂0.01％-0.03％；A、B两种组份的总和为100％；使用离心机和反应釜按所述步骤制备，优点是：耐高温、防火、无毒、环保，粘合力更强，且对金属板材没有腐蚀性，可满足相关国家标准，1100℃时一个半小时不燃烧。本发明作为聚氨酯发泡胶的替代产品，主要用于钢、木制防火门的粘合剂和填充剂。

Description

水性无机防火发泡胶

技术领域

本发明涉及一种粘合剂，具体涉及一种可用于钢制、木制防火门强力发泡、粘接的无机水性防火发泡胶及其制备方法。

技术背景

目前，在钢、木制防火门的行业内，国内一直采用的是一种既不防火又不环保的聚氨酯发泡胶。材料的阻燃性一般使用极限氧指数(LOI)表示，极限氧指数高表示材料不易燃烧，极限氧指数低表示材料容易燃烧，一般认为极限氧指数＜22％属于易燃材料，极限氧指数在22～27％之间属可燃材料，极限氧指数＞27属难燃材料，空气中的氧含量为21％，当某些物质的极限氧指数在21％以下时，在某种特殊的环境中，有时会产生自燃现象。而聚氨酯发泡胶的极限氧指数仅为17％。燃点仅为50℃左右，耐高温性能较差，在制造钢制防火门的后道工序时，需采用200℃以上的高温，进行喷漆烘烤，这时的聚氨酯发泡胶极易出现碳化现象，产生碳化脱层，致使防火门会出现空鼓，从而直接影响了钢制、木制防火门的质量。更为严重的是聚氨酯发泡胶在燃烧的过程中，所产生的烟毒气中，含有大量氰化氢、丙烯醛、一氧化碳等对人体极为有害的物质，而氰化氢、丙烯醛都是剧毒物质。在发生火灾时，当氰化氢浓度达到250-400ppm或丙烯醛的浓度达到500-1000ppm时，人体吸入这些烟毒气后，在几秒钟内就会感觉呼吸困难、窒息，严重者会导致中毒死亡。因此防火门行业内的科研技术人员，多年来在此领域做了大量的技术攻关，但收效甚微。虽然市场上出现了“聚氨酯阻燃发泡胶”，具有离火自熄的功能，但离国家现行的GB8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》A1级，1100℃一个半小时不燃烧、GB/20285-2006《材料产烟毒性危害分级》AQ1级的指标还相差甚远。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型防火发泡胶，这种发泡胶采用水性无机材料制作，具有防火、耐高温、无毒、环保的特性。

为解决上述问题，本发明提供了一种水性无机防火发泡胶，其特征在于由A、B双组份构成：

A组份的原料组成及重量百分比含量为：水性复合成膜物质25％-50％，无机复合填充粉料20％-40％，抗裂纤维2％-5％，偶联剂0.3％-1％；多功能复合助剂0.02％-5％，水25％-50％；

B组份的原料组成及重量百分比含量为：发泡剂0.1％-0.3％，偶联剂0.01％-0.03％；

A、B两种组份的总和为100％；

所述水性复合成膜物质是包含以下物质中的任一种或几种混合物的水溶液：水性富锌树脂、硅酸钠、硅酸钾、水性环氧树脂；上述水溶液的固含量优选45％-50％；

所述无机复合填充粉料是包含以下物质中的任一种或几种的混合物：膨胀型珍珠岩、膨胀型蛭石、海泡石纤维、堇青石微粉；粉料的粒径优选1500-2000目之间；

所述多功能复合助剂是包含以下物质中的任一种或几种的混合物：有机硅润湿剂、分散剂、附着力促进剂、纳米耐盐雾剂。

所述抗裂纤维是包含以下物质中的任一种或几种的混合物：聚丙烯抗裂短纤维、聚酯抗裂短纤维、聚丙烯晴抗裂短纤维。

所述的发泡剂是包含以下物质中的任一种或几种的混合物：ADC发泡剂、OBSH发泡剂、微球发泡剂、高效膨胀剂。

本发明的水性无机防火发泡胶为双组份，其制备的工艺流程包含以下步骤：

步骤1：将计量好的水加入到反应釜里，将水温加热至70℃-100℃之间；

步骤2：将无机复合填充粉料加入到离心机内，进行混合分散处理，并加入偶联剂，对无机复合填充超细粉料进行分散改性包覆处理；

步骤3：将上述经水性偶联剂包覆处理好的无机复合填充粉料倒入反应釜内，旋转进行分散处理；

步骤4：将水性复合成膜树脂加入反应釜内，充分搅拌；

步骤5：将抗裂纤维加入到反应釜内，进行充分搅拌；

步骤6：将多功能复合助剂，进行充分搅拌，然后进行包装，完成A组份的生产；

步骤7：将发泡剂倒入离心机内，旋转分散；

步骤8：将偶联剂加入复合型发泡剂内，再次进行旋转分散，做包覆处理，然后单独包装，完成B组份的生产。

使用时，将本发明的A组份和B组份按比例混合后，搅拌均匀即可，随搅随用。

在本发明中，水性富锌树脂的作用是耐温性能好，成膜物质含量高，与金属和非金属表面有很好的附着力，该树脂中含有对金属防腐、防锈蚀，作用的氧化锌，可极大的降低水性树脂整体上对金属钢板的腐蚀；硅酸钠的水溶液粘接剂的特点是成膜物质稳定，耐火极限高，一般在1000℃左右，而且粘结力强；无机硅酸钾水溶液粘接剂的特点是其密度高，又辅助于胶水整体的成膜性，与金属的粘接力更强；水性环氧树脂为自固型树脂，该树脂的漆膜好、坚硬耐磨，用在钢铁、金属表面能形成一种极强的成膜物质，可阻断金属表面与空气的接触，大大降低了金属表面的氧化作用，起到防腐蚀、防水、耐盐雾、优良的耐候性和良好的导热性。

膨胀型珍珠岩属无机矿物质，经煅烧、风选后，形成膨胀轻质的耐火材料。在本发明中选用粒径在3mm-5mm之间为宜，该无机材料属环保材料，无毒、无味。导热系数在0.047-0.054w/m.k。耐火度在1250-1300℃之间，在胶水中起到容重轻，高耐火的骨架材料。膨胀型蛭石是良好的隔热材料，质量良好的膨胀蛭石，最高使用温度可达1100℃，实属轻质耐火材料，在本发明中选用粒径在3mm-5mm之间为宜。无机海泡石纤维是一种天然矿物纤维，是海泡石矿物的纤维状变种，海泡石具有较好的耐热性。由于海泡石具有纤维物质的形状，在制作胶水时，经分散、搅拌后起到与各种骨料的搭桥和交联的作用。使胶水具有一定的强度和抗裂性。在本发明中无机复合填充粉料优选1500目-2000目左右的微粉，来满足胶水的填充物料。

有机硅润湿剂主要用来改善有机聚合物和无机颜填料表面的润湿与粘接性能；分散剂具有良好的耐热性、互溶性、效率高，粘度稳定，防止胶水的固液分层和沉淀、凝絮，无毒、无腐蚀、无特殊气味；附着力促进剂含有多个活性反应基团，通过化学键的结合，来改善有机聚合物和无机颜填料表面的粘接性能。纳米耐盐雾剂可提高胶水在粘接金属板材时的耐盐雾抗腐蚀性。

本发明与现有技术相比，其优点是：耐高温、防火、无毒、环保，粘合力更强，且对金属板材没有腐蚀性，可满足GB/20285-2006《材料产烟毒性危害分级》AQ1级和GB8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》A1级的国家标准，1100℃时一个半小时不燃烧。本发明作为聚氨酯发泡胶的替代产品，在防火门行业内填补了一项国内外此领域的空白，主要用于钢、木制防火门的粘合剂和填充剂。

具体实施方式

实施例1：

制备1000kg双组分的水性无机防火发泡胶，工艺流程如下：

步骤1：将400kg水加入到2000L搪玻璃反应釜里，将水温加热至70℃-100℃之间；

步骤2：将1500-2000目的膨胀型珍珠岩100kg、膨胀型蛭石200kg作为无机复合填充粉料倒入高速离心机内，转速设定为450-550转/min，分散时间为8-12min，再添加水性的偶联剂3kg，倒进离心机的投料口内，转速设定为700-900转/min，分散时间为15-25min，对无机复合填充粉料进行分散改性包覆处理；

步骤3：将上述经偶联剂包覆处理好的无机复合填充粉料303kg倒入反应釜内，设定转速为270-330转/min，分散时间为25-35min；

步骤4：将固含量48％的水性富锌树脂粘稠液274kg上述加入反应釜内，提高转速至450-550转/min，高速分散时间为25-35min；

步骤5：将聚丙烯抗裂短纤维20kg作为抗裂纤维加入到反应釜内，搅拌20-30min；

步骤6：将有机硅润湿剂、分散剂、附着力促进剂的混合物1kg作为多功能复合助剂加入到上述反应釜内，充分搅拌后，即可进行包装，完成A组份的生产。

步骤7：将OBSH发泡剂1.8kg倒入离心机内，转速设为200转/min，复合分散时间为5min；

步骤8：将0.2Kg偶联剂加入复合型发泡剂内，分散时间为10min，做包覆处理，然后单独包装，完成B组份的生产。

实施例2：

再制备1000kg双组分的水性无机防火发泡胶，工艺流程如下：

步骤1：将500kg水加入到2000L搪玻璃反应釜里，将水温加热至70℃-100℃之间；

步骤2：将2000目的海泡石纤维200kg作为无机复合填充粉料倒入高速离心机内，转速设定为550转/min，分散时间为10min，再添加水性的偶联剂4kg，倒进离心机的投料口内，转速设定为700-900转/min，分散时间为15-25min，对无机复合填充粉料进行分散改性包覆处理；

步骤3：将上述经偶联剂包覆处理好的无机复合填充粉料204kg倒入反应釜内，设定转速为320转/min，分散时间为35min；

步骤4：将固含量48％的水玻璃250kg上述加入反应釜内，提高转速至500转/min，高速分散时间为30min；

步骤5：将聚酯抗裂短纤维40kg作为抗裂纤维加入到反应釜内，搅拌25min；

步骤6：将附着力促进剂、纳米耐盐雾剂的混合物3kg作为多功能复合助剂加入到上述反应釜内，充分搅拌后，即可进行包装，完成A组份的生产。

步骤7：将OBSH发泡剂2.7kg倒入离心机内，转速设为200转/min，复合分散时间为5min；

步骤8：将0.3Kg偶联剂加入复合型发泡剂内，分散时间为10min，做包覆处理，然后单独包装，完成B组份的生产。

使用时，将A组份和B组份按比例混合搅拌均匀即可以用于钢、木制防火门的粘合剂。

Claims (10)

1.一种水性无机防火发泡胶，其特征在于由A、B双组份构成：

A组份的原料组成及重量百分比含量为：水性复合成膜物质25％-50％，无机复合填充粉料20％-40％，抗裂纤维2％-5％，偶联剂0.3％-1％；多功能复合助剂0.02％-5％，水25％-50％；

B组份的原料组成及重量百分比含量为：发泡剂0.1％-0.3％，偶联剂0.01％-0.03％；

A、B两种组份的总和为100％；

所述水性复合成膜物质是包含以下物质中的任一种或几种混合物的水溶液：水性富锌树脂、硅酸钠、硅酸钾、水性环氧树脂；

所述无机复合填充粉料是包含以下物质中的任一种或几种的混合物：膨胀型珍珠岩、膨胀型蛭石、海泡石纤维、堇青石微粉；

所述多功能复合助剂是包含以下物质中的任一种或几种的混合物：有机硅润湿剂、分散剂、附着力促进剂、纳米耐盐雾剂。

2.根据权利要求1所述的水性无机防火发泡胶，其特征在于：所述水性复合成膜物质的水溶液固含量优选45％-50％。

3.根据权利要求1所述的水性无机防火发泡胶，其特征在于：所述无机复合填充粉料的粒径优选1500-2000目。

4.根据权利要求1所述的水性无机防火发泡胶，其特征在于：所述抗裂纤维是包含以下物质中的任一种或几种的混合物：聚丙烯抗裂短纤维、聚酯抗裂短纤维、聚丙烯晴抗裂短纤维。

5.根据权利要求1所述的水性无机防火发泡胶，其特征在于：所述发泡剂是包含以下物质中的任一种或几种的混合物：ADC发泡剂、OBSH发泡剂、微球发泡剂、高效膨胀剂。

6.制备权利要求1所述水性无机防火发泡胶的方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤1：将计量好的水加入到反应釜里，将水温加热至70℃-100℃之间；

步骤2：将无机复合填充粉料加入到离心机内，进行混合分散处理，并加入偶联剂，对无机复合填充超细粉料进行分散改性包覆处理；

步骤3：将上述经水性偶联剂包覆处理好的无机复合填充粉料倒入反应釜内，旋转进行分散处理；

步骤4：将水性复合成膜树脂加入反应釜内，充分搅拌；

步骤5：将抗裂纤维加入到反应釜内，进行充分搅拌；

步骤6：将多功能复合助剂，进行充分搅拌，然后进行包装，完成A组份的生产；

步骤7：将发泡剂倒入离心机内，旋转分散；

步骤8：将偶联剂加入复合型发泡剂内，再次进行旋转分散，做包覆处理，然后单独包装，完成B组份的生产。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，将无机复合填充粉料倒入高速离心机内，转速设定为450-550转/min，分散时间为8-12min，再添加水性的偶联剂，转速设定为700-900转/min，分散时间为15-25min。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，将经偶联剂包覆处理好的无机复合填充粉料倒入反应釜内，设定转速为270-330转/min，分散时间为25-35min。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4中，将水性复合成膜树脂加入反应釜内，转速450-550转/min，分散时间为25-35min。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤7中，将发泡剂倒入离心机内，转速设为200转/min，复合分散时间为5min。