CN103571074A

CN103571074A - 一种防火复合材料的生产方法

Info

Publication number: CN103571074A
Application number: CN201210253271.9A
Authority: CN
Inventors: 何元
Original assignee: SHANGHAI WAKELY POLYMER MATERIAL Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI WAKELY POLYMER MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-02-12

Abstract

一种新型防火复合材料的生产方法，属于防火材料的生产及应用技术领域。所述防火材料是由浆料与填充料搅拌混匀后放入适当的模具，在室温下压制而生产成型。成型时间可控制在几分钟至数十分钟之间。其中浆料的各成分比例(质量百分比)：表面处理氧化镁粉体30-60％；磷酸氢盐20-60％；细纱0-50％；粉煤灰0-50％；硼砂0-20％；水15-30％。填充料的选择：发泡聚苯乙烯颗粒、植物纤维类填料、包括木粉、木削、竹纤维等本身不具有防火阻燃性能的材料。上述填充料在型材中的质量百分比为20-70％；体积百分比为80-97％。本发明中的浆料在与易燃材料混合成型后，使得上述易燃填充物的防火防燃性大幅度提高，达到A1燃烧等级。

Description

一种防火复合材料的生产方法

技术领域

本发明涉及一种新型的防火复合材料。具体地说是将一种具有防火粘结功能的浆料与填充料混合后，在室温下通过压制成型的一种生产方法。由此方法生产的复合材料具有优异的防火阻燃性、优异的力学性能和耐水性，遇火时不仅不燃烧，而且不生烟，无毒气。

技术背景：

阻燃科学技术是为了适应社会安全生产和生活的需要、预防火灾发生、保护人民生命财产而发展起来的一门科学。随着中国合成材料工业的发展和应用领域的不断拓展，阻燃科学技术在化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装饰、衣食住行等各个领域中具有广阔的应用前景。此外，煤田、油田、森林灭火等领域也促进了中国阻燃技术较快的发展。

根据阻燃有效元素可将阻燃材料分为卤系、磷系、氮系、磷-氮复合膨胀阻燃、无机阻燃等几类。

在热塑性树脂中当前应用效果最好、应用量最大的当属含卤素的阻燃材料。常用的卤素阻燃剂主要包括含氯原子的如得克隆、氯化石蜡、CPE等和含溴原子的十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚A、HBCD、八溴醚、溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂等等。其中溴系阻燃材料在热塑性树脂中具备阻燃效率高，制得的材料力学性能好，生产工艺要求不复杂、容易加工，与塑料等树脂相容性比较好，而且材料性能不发生太多改变的阻燃材料。见专利CN10131499，CN101260213，CN102356123A，CN102356096A 等。

还有反应型的卤系阻燃材料则是通过化学反应在高分子材料中引入含卤元素的阻燃基团，从而提高材料的抗燃性，起到阻止材料被引燃和抑制火焰传播的目的。见专利CN102212181A等。

但是卤系阻燃材料具有其自身的弱点，比如燃烧时冒黑烟、甚至还具有毒性等等。

磷系阻燃材料常用的有：包覆红磷、聚磷酸铵体系和一些磷酸酯类等。

磷系列阻燃材料中可能采用红磷的阻燃效果最好、阻燃效率也最高，因为红磷理论来说是完全的磷单质，磷含量可达100％，虽然包覆后磷含量有所下降，但是还是远远高于其它磷的化合物，加之包覆后的红磷吸潮性和加工热稳定性与存储、运输上的更加便利，所以红磷目前成为磷系列阻燃材料中使用最为广泛的。见专利CN101343542，CN101503568，CN101696319A等。

磷系阻燃材料中另外一个应用较多的阻燃材料——APP，聚磷酸铵体系。聚磷酸铵虽然磷含量也很高，而且呈现为白色，原理上可以为塑料等材料的上佳阻燃材料，可惜的是目前市售的APP包括高聚合度的也没有完全克服其容易吸潮、不耐高温的顽疾，虽然很多人采用了诸如包覆技术等方法对其改性后应用作为膨胀型阻燃材料的一些成分，见专利CN1394923，CN101537331，CN101608060等。但是可惜的是即使应用在聚烯烃等加工温度比较低，工艺比较简单的材料中，也常常会在材料的可回收和耐候性上面出问题，所以其应用并不是很广泛。

目前阻燃技术研究开发急切呼唤性能良好的阻燃材料，要求该材料具有高效防火阻燃效果，可以轻松的使得所阻燃的材料达到应有的阻燃等级；对材料的物理性能影响较小，使用后制造的阻燃材料物理性能不应该发生太大改变；与材料的相容性好，能够在所阻燃的材料中均匀分散，并有着较好的亲和力；加工工艺可行，应用传统的工艺可以使用；并且环保，无毒性，无有害物质释放的环保型阻燃材料。

发明内容

本发明的目的是为了粒弥补现有阻燃剂体系的不足，提供一种同时具有优异防火功效和粘结性的阻燃防火粘结剂，以及由此而产生的防火材料的生产方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种同时具有防火和粘结强度浆料的配制方法。该浆料与填充料混匀后，在室温下通过压制成型，生产防火复合型材产品。

本发明涉及浆料原料的选择(质量百分比)：表面处理氧化镁粉体30-60％；磷酸氢盐20-60％；细纱0-50％；粉煤灰0-50％；硼砂0-20％；水15-30％。

本发明是通过下述具体工艺步骤实现的：

第一步，将表面处理氧化镁粉体、磷酸氢盐、细纱、粉煤灰、硼砂混合均匀。

第二步，将水加入继续搅拌至形成连续均匀浆液。

第三步，将一种或多种填充料在搅拌桶内混合搅拌。

第四步，搅拌下将第二步的浆料加入填充料搅拌容器中，搅拌均匀。

第五步，将混合均匀的浆料-填充料混合物加到模板中，并均匀铺板。

第六步，压板机压制模具中的混合物。

第七步，根据产品和填充料的需要，压力机压力为2-20kg/cm²。

第八步，压制时间为5-60分钟。

第九步，脱模，整形入库，养护24小时后即可使用。

本发明所述的防火浆料可以和多种填充料混合，生产各种应用领域的产品。浆料在室温下可以固化形成具有陶瓷结晶结构的固体，具有高度的粘结力和隔水性。当采用已发泡聚苯乙烯颗粒作为填充料时，可生产达到A1燃烧等级的发泡聚苯乙烯防火保温材料，对比其它A1级阻燃保温材料具有质轻、疏水防水、永久性保温以及价格低廉的明显优点，是建筑保温材料的优秀选择。当采用木纤维或竹纤维等天然纤维作为填充料时，所生产的复合板材与常规有机粘合剂粘接的复合板相比，不仅具有防火阻燃的功能，板材在整个生产和使用过程中都不含有任何有毒性挥发物质，是超级环保材料，极其适于室内家具和家装的市场需求。

实施例：取1100目表面处理氧化镁1份、磷酸氢钾0.8份、粉煤灰0.5份、细纱0.5粉、硼砂0.2份至于搅拌罐中充分搅拌均匀后，加入水0.7份，继续搅拌至形成均匀浆液。向搅拌罐中加入5-10目竹纤维，与浆液搅拌均匀后加到模具中，铺平后以7kg/cm²压力压板并在室温下保持压力7分钟。脱模、整形、室温下养护24。

采用本发明生产的发泡聚苯乙烯复合板具有A1级燃烧等级，其技术性能如下：

密度(kg/m³)～150；

导热率(w/m.K.)～＜0.040

采用本发明生产的木粉和竹纤维复合板具有A1级燃烧等级，其技术性能如下：

密度(kg/m³)～800-900；

静曲强度(MPa)～20-23。

Claims

1.一种新型防火复合材料，其特征在于所述防火复合材料由浆料和填充料通过混匀、铺板、压制、室温固化成型。

2.权利要求1所述的浆料的成分及重量百分比组成：(a)表面处理氧化镁粉体，30-60％；(b)磷酸氢盐，20-60％；(c)细沙0-50％；(d)粉煤灰0-50％；(e)硼砂0-30％；(f)水15-30％。

3.权利要求1所述的填充料为本身不具有防火阻燃功能的各种材料，包括合成高分子材料和天然植物纤维材料。

4.权利要求1所述填充料的质量百分比为：30-70％。

5.权利要求1所述复合材料的生产方法，浆料和填充料的搅拌混合温度为＞0-30℃。搅拌时间5-120分钟。

6.权利要求1所述复合材料的生产方法，浆料和填充料的搅拌混合后压模成型温度为＞0-30℃，压模成型时间为3-60分钟。

7.权利要求2所述表面氧化镁粉体粒径为800-1400目之间。

8.权利要求2所述磷酸氢盐为磷酸氢钾。

9.权利要求2所述磷酸氢盐为磷酸氢铵。

10.权利要求2所述磷酸氢盐为磷酸氢钾和磷酸氢铵的混合物。

11.权利要求3所述填充料为已发泡聚苯乙烯颗粒。

12.权利要求3所述填充料为竹纤维。