CN103333457B - 一种高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板及其制备方法。本发明属于建筑防火材料技术领域。高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板，各组分质量份数为酚醛树脂100，膨胀型阻燃剂10-20，液态阻燃剂5-10；粉煤灰5-8、微硅灰1-2、氢氧化镁1-2；发泡剂5-7、匀泡剂5-7、固化剂20-30。高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的制备方法：1）混合浆料配制：（1）优选配方；（2）酚醛树脂与液态阻燃剂混合；（3）膨胀型阻燃剂与空心粉煤灰、氢氧化镁、微硅灰混合；加入到混合液；（4）加入发泡剂,匀泡剂，搅拌；（5）加入固化剂，搅拌倒入模具；2）成型固化得到防火保温板。本发明具有施工方便，阻燃性好,体积吸水率小，满足内、外墙保温板高抑烟、高氧指数要求等优点。

Description

一种高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑防火材料技术领域，特别是涉及一种高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板及其制备方法。

背景技术

目前，建筑物的主要能耗之一是透过构成建筑物的围护结构材料所造成的能量散失。为了防止能量散失，保温材料的应用是建筑节能最为直接、有效的方式。建筑用保温材料主要分为有机、无机两大类，有机、无机保温材料可以单独使用、配合使用或与其他材料适当复合后进行使用，由此构成了多类建筑保温材料和建筑外保温系统。酚醛泡沫属于有机类硬泡保温材料，兼具有机类保温材料和无机类保温材料的双重优点，相对于其他有机发泡塑料凸显更为优异的防火、耐火焰穿透和耐高温等独特性能使其更加适合节能建筑保温系统的应用要求。但酚醛保温材料却存在着易燃性及高发烟性这个致命的问题。目前采用的酚醛保温板在氧指数及抑烟程度上还不能满足目前国家关于建筑内、外墙的保温隔热材料的要求，这是制约酚醛类保温材料应用的主要问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板及其制备方法。

本发明为了解决目前有机类酚醛保温板氧指数低且燃烧烟密度大的问题，提出了一种有机-无机复合高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板，该保温板材选用了以酚醛树脂为主体材料有机无机复合体系，极大提高了保温材料的氧指数并降低了烟雾率，同时满足了建筑用保温材料在保温性能和防火性能双方面的要求。

本发明的目的之一是提供一种具有良好的阻燃性以及抑烟性,体积吸水率小，力学性能好，能够满足内、外墙保温板高抑烟、高氧指数的要求等特点的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板。

本发明高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板所采取的技术方案是：

一种高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板，其特点是：高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板为由无机-有机组分构成的复合型产品，包括各组分的质量份数为：酚醛树脂100，膨胀型阻燃剂10-20，液态阻燃剂5-10；粉煤灰5-8、微硅灰1-2、氢氧化镁1-2；发泡剂5-7、匀泡剂5-7、固化剂20-30。

本发明高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板还可以采用如下技术措施：

所述的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板及其制备方法，其特点是：高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的无机组分含有硼酸锌质量份10-15,玻化微珠质量份1-3。

所述的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板及其制备方法，其特点是：酚醛树脂为复合阻燃型热固型树脂，其黏度10000cp-15000cp。

所述的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板及其制备方法，其特点是：膨胀型阻燃剂为聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺以质量比1-4:1－1.2:1混合的膨胀型阻燃剂，粒径为800-3000目。

所述的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板及其制备方法，其特点是：液态阻燃剂为磷系添加型高效环氧树脂N-P复配型液态无色阻燃剂。

所述的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板及其制备方法，其特点是：氢氧化镁粉末粒度为1000-3000目。

所述的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板及其制备方法，其特点是：发泡剂为碳酸钙或碳酸氢钠；匀泡剂为硅酮匀泡剂；固化剂为乙烯基三胺或二氨基环己烷。

本发明的目的之二是提供一种具有工艺简单，加工方便，性能稳定，产品阻燃性以及抑烟性好,能够满足内、外墙保温板高抑烟、高氧指数的要求等特点的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的制备方法。

本发明高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的制备方法所采取的技术方案是：

一种高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的制备方法，其特点是：高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的制备过程包括以下步骤：

1）混合浆料配制

（1）优选配方：按100质量份酚醛树脂计，膨胀型阻燃剂10-20份,液态阻燃剂5-10份,粉煤灰5-8份、氢氧化镁1-2份、微硅灰1-2份、发泡剂5-7份、匀泡剂5-7份、固化剂20-30份；

（2）将100份酚醛树脂首先与5-10份液态阻燃剂混合均匀，形成稳定混合液；

（3）将10-20份膨胀型阻燃剂与空心粉煤灰5-8份、氢氧化镁1-2份、微硅灰份1-2份混合均匀；加入到上述有机混合液中，搅拌均匀；

（4）向混合料中加入5-7份发泡剂，5-7份匀泡剂后，搅拌形成均匀的混合浆料；

（5）向均匀的混合浆料加入20-30份的固化剂，搅拌后倒入模具中；

2）成型固化

将装载了混合浆料的模具置于70-80℃的温度下进行发泡固化，固化时间为15－20分钟，脱模得到防火保温板。

本发明高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的制备方法还可以采用如下技术方案：

所述的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的制备方法，其特点是：优选配方中含有硼酸锌10-15份和膨胀玻化微珠1-3份。

本发明的有机-无机复合高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板采用发泡塑料作为保温板主体，大量气孔大程度降低主体材料的导热系数，可使其降低至0.035W/K·m，保证了材料对于保温性能的要求。体系中加入了复合阻燃成分，其中包括有机膨胀阻燃剂、有机液态阻燃剂以及一系列具有良好阻燃性能的无机填料，使得防火保温板的氧指数可提高至70以上，在达到国家关于防火材料氧指数的标准基础上有很大提升。特别是有机液态阻燃剂选用氮－磷复合体系，研究证实该复合体系是阻燃性能良好具有协同效应的无毒阻燃体系。N－P阻燃体系能够使燃烧氧化过程中产生的酯类低温下分解，形成焦炭和水，并增加焦炭残留物的生成量。而在高温下，N－P复合体系能形成膨胀性焦炭层，可以起到良好隔热阻氧保护层的作用。含磷化合物燃烧中所形成的磷酸与含氮化合物反应形成磷酰胺，氮化物还可以通过对磷化物中R－O－P键的亲核进攻，使磷以非挥发性胺盐的形式保留下来，使之产生了阻止暗火的作用。通过元素分析可知，燃烧后的残留物中含氮、磷、氧三种元素，认为其在火焰温度下形成热稳定性无定形物，形成类玻璃体隔离层，达到良好的隔绝阻燃效果。综合上述作用，N－P复配液体阻燃剂对最终阻燃性能起到了至关重要的作用。此外，氢氧化镁在一定温度下开始产生吸热分解，分解产生的水吸收大量热能，降低温度，可以达到良好的阻燃效果；产生水汽吸热液化过程中，也可以有效的形成抑烟效果，使得所制防火保温板在抑烟性能上有很大的提升。膨胀玻化微珠的加入，对防火保温板的低容重、防火性能、材料强度及耐老化性能等方面都有所改善。选用工业废渣的粉煤灰作为填料，起到了防水保温的作用，由于其本身多面体微结构的存在，也可调节发泡材料的孔径大小分布及孔洞结；所用粉煤灰为空心结构，可在一定程度上降低材料的容重，赋予材料轻质高强的特性。

本发明具有的优点和积极效果是：

高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板及其制备方法由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明的防火保温材料加入有多种复合的阻燃型、抑烟型阻燃填料，产生良好的协同效应。赋予该防火保温材料优异的高抑烟、高氧指数的性能，同时具有低导热系数，氧指数可达到70以上，导热系数达到0.035W/K·m，达到并远高于国家针对保温材料的相关标准。此外，该材料还呈现出使用温度范围广，体积吸水率小，力学性能好等诸多优点，很好地满足了建筑内、外墙在防火、保温、装饰等方面的综合要求，此外该产品制备工艺及施工方法简单易行值得推广使用。

本发明有机-无机复合酚醛防火保温板具有以下明显优点：

1．保温性能好。本专利所涉及的有机-无机酚醛放火保温板采用发泡树脂作为主体板材，大量孔隙存在使得保温板的导热系数≤0.035W/K·m，具有良好的保温隔热性能。

2．阻燃抑烟性能好，氧指数高。本专利所涉及的防火保温板采用多阻分有机-无机复合阻燃体系，产生协同阻燃效果，阻燃效果好，氧指数达到70以上，且呈现出优异的抑烟性能。

3．无毒无污染，绿色环保。所选用阻燃体系不含卤素，无毒性气体释放。其它助剂也符合环保要求。原料中粉煤灰为工业废渣，对其进行回收再利用具有良好的环境效应。

4．生产成本低廉。本发明所用原材料来源广泛，价格低廉，生产成本较低，投入少。

5．制备工艺简单且条件温和，成型工艺普适性强，适用于各种类型保温板的制备。

6．使用范围广。本发明可应用于内外墙保温系统。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：

实施例1

一种高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板，为由无机-有机组分构成的复合型产品，包括各组分的质量份数为：酚醛树脂100，膨胀型阻燃剂15，液态阻燃剂8；硼酸锌12,玻化微珠2，粉煤灰6、微硅灰1、氢氧化镁1；发泡剂6、匀泡剂6、固化剂25。

实施例2

一种高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的制备方法，产品为有机-无机复合高抑烟、高氧指数防火保温板，是由无机-有机组分构成的复合型产品，其中此防火保温板是采用阻燃型酚醛树脂为主体，并按以下质量分数进行配比：（所有配比均以酚醛质量100份为基准进行配比）其中有机组分为：酚醛树脂100、膨胀型阻燃剂10-20%、液态阻燃剂5-10%。无机组分：硼酸锌10-15%,膨胀玻化微珠1-3%、空心粉煤灰5-8%、微硅灰1-2%、氢氧化镁1-2%。其它助剂：发泡剂5-7%、匀泡剂5-7%、固化剂20-30%。

本发明所涉及的有机无机复合酚醛保温板的制备方法，具体实施步骤如下：

（1）称取100份酚醛树脂，加入5-10份液态阻燃剂，室温下充分搅拌均匀，形成稳定液态混合物。

（2）将有机固体填料即膨胀型阻燃剂10-15份与各种无机固体填料充分搅拌混合，形成均匀固体混合物。无机填料包括：硼酸锌10-15份、膨胀玻化微珠3-5份、空心粉煤灰5-8份、微硅粉1-3份、氢氧化镁1-2份。将上述固体混合物加入到步骤（1）中所述液态混合物中，利用电动搅拌器搅拌制成均匀配合料。

（3）向步骤（2）中所得配合料中加入5－7份发泡剂、5－7份均泡剂，利用电动搅拌器进行高速搅拌至形成均匀的混合浆料。

（4）向步骤（3）中所述混合浆料中加入20－25份固化剂，电动高速搅拌至混合均匀，将浆料加入至特制模具中，封模。

（5）将步骤(4)中装入了混合浆料的模具置于70－80℃的温度气氛中，进行发泡固化15－20分钟后，脱除模具即可得到所述有机－无机复合酚醛保温板材料。

实施例3

一种有机-无机复合高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的制备方法，按下列步骤进行：

（1）称取酚醛60g,液态阻燃剂3g，膨胀阻燃剂6g，硼酸锌6g，膨胀玻化微珠1.8g，空心粉煤灰3g，微硅灰1.2g,氢氧化镁1.2g。

（2）量取发泡剂3g，匀泡剂3g先后倒入（1）中放在电动搅拌器下以1000r-2500r/min的速度搅拌均匀。

（3）量取13g固化剂倒入（2）中放在电动搅拌器下以2000-3500r/min的速度快速搅拌；

（4）将（3）中搅拌好的混合配料注入模具中，在70-80℃温度条件下加热固化15-20min；

（5）将固化好的酚醛防火保温板脱模。

实施例4

一种有机-无机复合高抑烟酚醛防火保温板的制备方法，包括以下步骤：

（1）称取酚醛60g,液态阻燃剂3g，膨胀阻燃剂9g，硼酸锌9g，膨胀玻化微珠0.06g，空心粉煤灰3g，微硅灰0.06g,氢氧化镁0.06g。先将液态阻燃剂与酚醛混合均匀，然后将所取其他原料混合均匀后与酚醛/液态阻燃剂的混合物进行简单搅拌后放在电动搅拌器下充分搅拌均匀。

（2）量取发泡剂4g，匀泡剂4g先后倒入（1）中放在电动搅拌器下以1000r-2500r/min的速度搅拌大约半分钟左右。

（3）量取13g固化剂倒入（2）中放在电动搅拌器下以2000r-3500r/min的速度快速搅拌。

（4）将（3）中搅拌好的混合配料倒入模具中在70-80℃温度条件下加热固化15-20min。

（5）将固化好的酚醛防火保温板脱模。

实施例5

一种有机-无机复合高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的制备方法，包括以下步骤：

（1）称取酚醛60g,液态阻燃剂6g，膨胀阻燃剂12g，硼酸锌9g，膨胀玻化微珠0.06g，空心粉煤灰2g，微硅灰0.06g,氢氧化镁1g。先将液态阻燃剂与酚醛混合均匀，然后将所取其他原料混合均匀后与酚醛/液态阻燃剂的混合物进行简单搅拌后放在电动搅拌器下充分搅拌均匀。

（2）量取发泡剂4g，匀泡剂4g先后倒入（1）中放在电动搅拌器下以1000r-2500r/min的速度搅拌大约半分钟左右。

（3）量取16g固化剂倒入（2）中放在电动搅拌器下以2000r-3500r/min的速度快速搅拌。

（4）将（3）中搅拌好的混合配料倒入模具中在70-80℃温度条件下加热固化15-20min。

（5）将固化好的酚醛防火保温板脱模。

本实施制备方式得到的有机－无机复合酚醛保温板，其技术指标可达到以下标准：

导热系数≤0.035W/K·m；

氧指数≥72；

烟密度＜5；

使用温度为-60℃～150℃。

体积吸水率（96h）≤5%，

尺寸稳定性/(70±2℃,7d)≤5%；

抗拉强度≥0.08MPa；

容重50-60kg/m³。

本发明所举实施例仅为技术方案的较佳实施方式，并非对本发明作出的任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、组分替换、等同变化与修饰均属于本发明的技术方案保护的范围。

Claims (9)

1.一种高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板，其特征是：高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板为由无机-有机组分构成的复合型产品，包括各组分的质量份数为：酚醛树脂100，膨胀型阻燃剂10-20，液态阻燃剂5-10；粉煤灰5-8、微硅灰1-2、氢氧化镁1-2；发泡剂5-7、匀泡剂5-7、固化剂20-30。

2.根据权利要求1所述的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板，其特征是：高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的无机组分含有硼酸锌质量份10-15,玻化微珠质量份1-3。

3.根据权利要求1或2所述的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板，其特征是：酚醛树脂为复合阻燃型热固型树脂，其黏度10000cP-15000cP。

4.根据权利要求1或2所述的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板，其特征是：膨胀型阻燃剂为聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺以质量比1-4:1－1.2:1混合的膨胀型阻燃剂，粒径为800-3000目。

5.根据权利要求1或2所述的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板，其特征是：液态阻燃剂为磷系添加型高效N-P复配型液态无色阻燃剂。

6.根据权利要求1或2所述的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板，其特征是：氢氧化镁粉末粒度为1000-3000目。

7.根据权利要求1或2所述的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板，其特征是：发泡剂为碳酸钙或碳酸氢钠；匀泡剂为硅酮匀泡剂；固化剂为乙烯基三胺或二氨基环己烷。

8.一种高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的制备方法，其特征是：高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的制备过程包括以下步骤：

1)混合浆料配制

(1)优选配方：按100质量份酚醛树脂计，膨胀型阻燃剂10-20份,液态阻燃剂5-10份,粉煤灰5-8份、氢氧化镁1-2份、微硅灰1-2份、发泡剂5-7份、匀泡剂5-7份、固化剂20-30份；

(2)将100份酚醛树脂首先与5-10份液态阻燃剂混合均匀，形成稳定混合液；

(3)将10-20份膨胀型阻燃剂与粉煤灰5-8份、氢氧化镁1-2份、微硅灰1-2份混合均匀；加入到上述有机混合液中，搅拌均匀；

(4)向混合料中加入5-7份发泡剂，5-7份匀泡剂后，搅拌形成均匀的混合浆料；

(5)向均匀的混合浆料加入20-30份的固化剂，搅拌后倒入模具中；

2)成型固化

将装载了混合浆料的模具置于70-80℃的温度下进行发泡固化，固化时间为15－20分钟，脱模得到防火保温板。

9.根据权利要求8所述的高抑烟、高氧指数酚醛防火保温板的制备方法，其特征是：优选配方中含有硼酸锌10-15份和膨胀玻化微珠1-3份。