CN103233524A

CN103233524A - 一种由有机无机轻集料原材料组成的复合防火保温板及制备工艺

Info

Publication number: CN103233524A
Application number: CN2012102617632A
Authority: CN
Inventors: 赵敏; 孙均利
Original assignee: COLLEGE OF CHINESE PEOPLE'S ARMED POLICE FORCES
Current assignee: COLLEGE OF CHINESE PEOPLE'S ARMED POLICE FORCES; Chinese Peoples Armed Police Force Academy
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2032-07-23
Also published as: CN103233524B

Abstract

本发明涉及一种由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板及制备工艺。原材料组成包括：组分(A),该组份至少含有一种无机轻集料保温材料;组分(B),该组份至少含有一种可固化膨胀的高分子粘结材料;组分(C),至少含有一种可以固化组分（B）的材料;组分(D),该组份至少含有一种改善组分（A）的疏水性能的憎水剂。制备工艺包括：（1）组分（B）（C）(D)高速混合分散，（2）混合物与组分（A）混合，（3）混合料在模具中固化、膨胀发泡。本发明涉及的有机无机轻集料复合防火保温板，具有密度低、热导率低、吸水性低、耐候性强、适用性广以及A级防火性能等特点，可以用于高层建筑防火保温、娱乐和人员密集场所隔音防火保温等领域。

Description

一种由有机无机轻集料原材料组成的复合防火保温板及制备工艺

技术领域

本发明属于建筑材料和防火材料领域，涉及一种由有机无机轻集料原材料组成的复合防火保温板及其生产工艺。

背景技术

目前建筑保温材料80%以上是有机可燃材料，例如EPS、XPS、PU等。这些材料的节能效果较好，导热系数低，体系应用相对成熟，但缺点也比较明显，主要是防火性能差，燃烧时烟雾多和烟毒性大。

无机保温材料目前也有应用，比如岩棉、玻璃棉、珍珠岩等。这些材料均为A级不燃材料，虽不易起火，但其保温性能差、吸水率大、密度高、造价也较高，推广难度大。

目前的建筑保温材料处于两难境地，有机保温材料保温性能好，但防火性能差。无机保温材料防火性能好，但保温性能差。最近几年，因保温材料引起的火灾成逐年增长趋势，因此公安部、住房和城乡建设部都颁布了一些文件，对于保温材料的防火性能进行了严格的规定。

发明内容

基于以上的背景，本发明将由有机无机轻集料复合制作了一种新型防火保温板，该防火保温板在干燥固化过程中粘结材料固化发泡，降低了复合保温材料密度、提高了保温性能，同时保障防火性能不受损失，是一种集节能保温、安全防火于一体的建筑墙体保温板，可以满足高层建筑防火保温、娱乐或人员密集场所隔音防火保温等领域的应用，具有很好的应用前景。

本发明要解决的问题是，降低防火保温板的密度、提高其保温性能和力学性能;改进防火保温板的疏水性能,提高其耐气候的性能;改进防火保温板的生产工艺,降低生产成本。设计一种新型轻质的集保温、防火于一身的新型防火保温板替代现有的外墙保温板，全面提高防火保温板的实用性能。

本发明采用如下技术方案：

解决该问题的途径就是采用无机轻集料保温材料、受热可膨胀发泡的高分子粘结材料、疏水透气活性材料复合，经固化、膨胀发泡，得到新型轻质的集保温、防火于一身的新型防火保温板。本发明的由有机无机轻集料复合防火保温板及制备工艺包括：组分(A),该组份至少含有一种无机轻集料保温材料;组分(B),该组份至少含有一种可固化膨胀的高分子粘结材料;组分(C),对应与组分（B）的固化材料;组分(D),该组份至少含有一种改善组分（A）的疏水性能的憎水剂；组分（B）（C）(D)混合分散均匀后与组分（A）混合，在模具中固化、膨胀发泡。本发明涉及的各组分组合物，具有密度低、热导率低、吸水性低、耐候性强、适用性广以及A级以上防火性能等特点，完全可以满足保温板的防火耐候性的要求，可以用于高层建筑防火保温、娱乐或人员密集场所隔音防火保温等领域。

根据本发明由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板及制备工艺，无机轻集料可以选用以下物质中的至少一种或几种的混合物：膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、玻化微珠、泡沫玻璃、膨胀玻化微珠、淘砂，优选表面玻化集料。他们可以是开孔结构、也可以是闭孔结构，优选闭孔结构。可以进行表面改性，表面改性材料可以是有机高分子树脂，也可以是表面活性剂；用于表面改性的有机高分子树脂可以是三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、有机硅树脂或改性酚醛树脂、改性有机硅树脂或含氟聚合物，优选有机硅树脂或改性酚醛树脂、改性有机硅树脂或含氟聚合物；用于表面改性的表面活性剂可以是阴离子表面活性剂硬脂酸盐、烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐，可以是阳离子表面活性剂脂肪胺盐、乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐、长链烷基苄基季铵盐、杂环类铵盐或季铵盐，可以是非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯酯、聚丙二醇的环氧乙烷加成物、失水山梨醇酯、烷基醇酰胺，也可以是有机硅表面活性剂氨基改性硅油、羧基改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、环氧改性硅油、酯改性硅油，以上表面活性剂也可以是含氟的表面活性剂，优选有机硅表面活性剂或含氟的表面活性剂。

根据本发明由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板及制备工艺，粘结材料可以选用无机高分子粘接料或有机高分子粘接料。无机高分子粘接料可以是玻璃、水玻璃、硅酸盐、铝酸盐或他们的混合物；可以用有机高分子树脂增韧改性，可以选用聚乙醇及其缩醛、聚醚、聚醋酸乙烯酯乳液、聚丙烯酸酯乳液、有机硅乳液，优选聚乙醇及其缩醛或有机硅乳液。有机高分子粘接料可以是沥青、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、丁腈橡胶或他们的混合物，优选酚醛树脂、三聚氰胺树脂；可以进行接枝、共聚或共混改性，酚醛树脂或三聚氰胺树脂可用硼、钼、磷、有机硅、焦油进行耐热改性或用丁腈橡胶、聚醚、聚乙醇缩醛、有机硅进行增韧；

根据本发明由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板及制备工艺，固化发泡材料可以是以下物质中的至少一种或几种的混合物：碳酸钙、芒硝、硅酸钙，氟硅酸钠，磷酸硅，氟化物，双氰胺、三聚氰胺、六次甲基四胺、密胺、密胺磷酸盐、密胺硼酸盐、聚磷酸铵、对甲苯磺酸、硫酸、盐酸、磷酸、硼酸、五氧化二磷、磷酸酯及其衍生物、硼酸酯及其衍生物、磷酸盐、硼酸盐、固体超强酸、氯化铵、脂肪胺、脂环胺、芳香胺、改性胺、聚酰胺，当选用无极高分子粘结料时优选碳酸钙、芒硝、硅酸钙，氟硅酸钠，磷酸硅，氟化物，当选用有机高分子粘结料时优选氯化铵、六次甲基四胺、聚磷酸铵、对甲苯磺酸、磷酸酯及其衍生物、硼酸酯及其衍生物、脂肪胺、改性胺、聚酰胺。

根据本发明由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板及制备工艺，疏水改性剂选自以下物质中的至少一种或几种的混合物：阴离子表面活性剂中的硬脂酸、硬脂酸盐（钙盐、锌盐）、（十二、十六）烷基硫酸盐、（十二、十六）烷基磺酸盐、（十二、十六）烷基苯磺酸盐，阳离子表面活性剂中的与十六烷基三甲基溴化铵有相似结构的脂肪胺盐、乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐、长链烷基苄基季铵盐、杂环类铵盐或季铵盐，有机硅表面活性剂中的氨基改性硅油、羧基改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、环氧改性硅油、酯改性硅油，以上表面活性剂也可以是含氟的表面活性剂，比如：全氟硬脂酸及其盐、全氟烷基苯磺酸及其盐、全氟烷基苄基季铵盐、全氟脂肪醇聚氧乙烯醚、全氟聚醚、全氟聚硅氧烷。

根据本发明由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板及制备工艺，制备工艺包括：组分（B）（C）(D)在高速混合机中进行高速混合分散；混合物与组分（A）在Z型混合机或螺带混合机中进行混合；混合料在模具中固化、膨胀发泡。固化发泡温度当采用无机高分子粘接料时不高于450℃、采用有机高分子粘接料时不高于200℃，采用有机高分子粘接料时可以在400 ℃~500℃进一步炭化。

本发明由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板及制备工艺，采用绿色环保有机无机轻集料复合，制备工艺简单，所得到的防火保温板具有密度低、热导率低、吸水性低、耐候性强、适用性广以及A级以上防火性能特点，可以用于高层建筑防火保温、娱乐场所和/或人员密集场所隔音防火保温领域。

具体实施方式

实施例1

配方中均为质量份。

（A）组分：玻化微珠40，膨胀珍珠盐10；

（B）组分：水玻璃45；

（C）组分：氟硅酸钠4，磷酸硅1；

（D）组分：PTA 0.04，硬脂酸钙0.01。

组分（A）、（C）、（D）均为固体粉末，组分（B）为固含量为60％水玻璃溶液。（B）组分与（C）组分快速混合均匀，随之加入（D）组分，进行低速分散，然后将组分（A）加入上述混合液中，搅拌、捏合，放入大小固定的模具（300mm*600mm*50mm）之中，液压成型，在180℃温度条件下，烘干固化60分钟，300℃高温玻化发泡，得到防火保温板。板材防火等级A，密度260kg/m³，抗压强度0.5MPa，导热系数0.060W/m·k。

实施例2

配方中均为质量份。

（A）组分：玻化微珠40，膨胀蛭石10；

（B）组分：硼改性硼酚醛树脂45；

（C）组分：六次甲基四胺4，改性胺1。

（A）（C）组分为固体粉末，（B）组分为50％的硼酚醛树脂水分散液。首先将组分（B）与组分（C）充分混合分散，然后把混合液加入到组分（A）之中，搅拌混合，放入指定尺寸的模具之中（300mm*600mm*50mm）,液压成型，120℃保温60分钟，升温至180℃保温120分钟，400℃炭化30分钟，得到防火保温板。板材防火等级A，密度180kg/m³，抗压强度0.4MPa，导热系数0.056W/m·k。

实施例3

配方中均为质量份.

（A）组分：玻化微珠40，膨胀蛭石10；

（B）组分：硼改性硼酚醛树脂20，水玻璃25；

（C）组分：氟硅酸钠3，六次甲基四胺2。

（A）（C）组分为固体粉末，（B）组分硼改性酚醛树脂为50％的水分散液,水玻璃为固含量为60%的水溶液。首先将组分（B）与组分（C）充分混合分散，然后把混合液加入到组分（A）之中，搅拌混合，放入指定尺寸的模具之中（300mm*600mm*50mm）,液压成型，120℃保温30分钟，升温至180℃保温120min,400℃炭化30分钟，得到防火保温板。板材防火等级A，密度210kg/m³，抗压强度0.45MPa，导热系数0.058W/m·k。

与现有防火保温板相比，本发明的防火保温板采用有机无机轻集料复合，制备工艺简单，在制备过程中几乎不对自然环境造成污染、且原材料易得，成本也可以较好的控制；选择的保温材料以及活性物质可以有效的改善保温板的保温性能以及显著提高了其耐候性和防火性能。能够适应目前建筑墙体的内外保温需求，同时满足能够满足防火性能的要求。

Claims

1.一种由有机无机轻集料原材料组成的复合防火保温板，所述保温板的材料组成包括：组分(A),该组份至少含有一种无机轻集料保温材料;组分(B),该组份至少含有一种可固化膨胀的高分子粘结材料;组分(C),该组份至少含有一种可以固化组分（B）的材料;组分(D),该组份至少含有一种改善组分（A）的疏水性能的憎水剂。

2.根据权利要求1所述的由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板，其特征在于，组分（A）选自以下物质中的至少一种：膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、玻化微珠、泡沫玻璃、膨胀玻化微珠、淘砂。

3.根据权利要求2所述的由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板，其特征在于，

膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、玻化微珠、泡沫玻璃、膨胀玻化微珠、淘砂,是开孔结构或闭孔结构；

将膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、玻化微珠、泡沫玻璃、膨胀玻化微珠、淘砂,进行表面改性；表面改性材料为有机高分子树脂或是表面活性剂。

4.根据根据权利要求2所述的由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板，其特征在于，用于表面改性的有机高分子树脂为三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、有机硅树脂或改性酚醛树脂、改性有机硅树脂或含氟聚合物；用于表面改性的表面活性剂为阴离子表面活性剂硬脂酸盐、烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐，或为阳离子表面活性剂脂肪胺盐、乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐、长链烷基苄基季铵盐、杂环类铵盐或季铵盐，或为非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯酯、聚丙二醇的环氧乙烷加成物、失水山梨醇酯、烷基醇酰胺，或为有机硅表面活性剂氨基改性硅油、羧基改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、环氧改性硅油、酯改性硅油，上述表面活性剂可以是含氟的表面活性剂。

5.根据权利要求1所述的由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板，其特征在于，它含有的组分（B）选自以下物质中的至少一种：无机高分子粘接料、有机高分子粘接料。

6.根据权利要求5所述的由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板，其特征在于，

无机高分子粘接料为玻璃、水玻璃、硅酸盐、铝酸盐或他们的混合物；

有机高分子粘接料为沥青、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、丁腈橡胶或他们的混合物。

7.根据权利要求6所述的由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板，其特征在于，

所述无机高分子粘接料用有机高分子树脂增韧改性；将所述有机高分子粘接料进行接枝、共聚或共混改性。

8.根据权利要求1所述的由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板，其特征在于，它含有的组分（C）选自以下物质中的至少一种或几种的混合物：碳酸钙、芒硝、硅酸钙，氟硅酸钠，磷酸硅，氟化物,双氰胺、三聚氰胺、六次甲基四胺、密胺、密胺磷酸盐、密胺硼酸盐、聚磷酸铵、对甲苯磺酸、硫酸、盐酸、磷酸、硼酸、五氧化二磷、磷酸酯及其衍生物、硼酸酯及其衍生物、磷酸盐、硼酸盐、固体超强酸、氯化铵、脂肪胺、脂环胺、芳香胺、改性胺、聚酰胺。

9.根据权利要求1所述的由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板，其特征在于，它含有的组分（D）选自以下物质中的至少一种或几种的混合物：阴离子表面活性剂中的硬脂酸、硬脂酸钙盐、硬脂酸钙锌盐、（十二、十六）烷基硫酸盐、（十二、十六）烷基磺酸盐、（十二、十六）烷基苯磺酸盐，或为对应的含氟表面活性剂；阳离子表面活性剂中的十六烷基三甲基溴化铵、脂肪胺盐、乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐、长链烷基苄基季铵盐、杂环类铵盐或季铵盐，或为对应的含氟表面活性剂；有机硅表面活性剂中的氨基改性硅油、羧基改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、环氧改性硅油、酯改性硅油，或为对应的含氟表面活性剂。

10.一种由有机无机轻集料原料组成的复合防火保温板的制备工艺，其特征在于，制备工艺包括：（1）组分（B）（C）(D)高速混合分散；（2）混合物与组分（A）混合；（3）混合料在模具中固化、膨胀发泡。