CN104004282A - 一种热固复合树脂泡沫保温板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热固复合树脂泡沫保温板及其制备方法，所述的保温板是由以下重量份的原料组成：经预发、熟化的EPS颗粒100、防火杂化胶黏剂50-2000、固化剂5-500。本发明的热固复合树脂泡沫保温板达到了A2级。本发明利用防火杂化胶黏剂制备的热固复合树脂泡沫保温板，遇火时着火面碳化，无纵、横向明火蔓延，离火自熄，无阴燃，无燃屑滴落，烟气量低且无毒，安全无虞有保证，可真正实现A2级防火。本发明的防火杂化胶黏剂具有粘结强度高、韧性高的优点，有利于颗粒后期的加热成型，能够保证掺合匀质泡沫保温板的防火等级。
Description
技术领域
本发明涉及保温材料制备技术领域，尤其涉及一种热固复合树脂泡沫保温板及其制备方法。
背景技术
目前我国建筑中广泛使用的EPS保温材料，具备良好的隔热、憎水性能，施工工艺成熟，质轻价廉，是目前全球使用量最大的外墙保温材料。但是这种保温板阻燃性能很差，易着火、易滴熔，存在很大的火灾隐患。全国各大城市高层建筑数量增多和高层不断攀升，给防火带来了很大的困难，一旦发生火灾，由于不能像一般建筑那样从外部进行灭火，极易造成重大人员伤亡，经济和财产损失。因此，开发出具备防火阻燃性能的EPS保温板一直是近年来的研究热点。
目前，EPS保温材料的阻燃方法主要是采用添加阻燃剂的办法实现，该方法较为简单和实用，但目前采用此法制作出的防火保温板阻燃效果并不明显。本发明要解决现有改性EPS泡沫保温板防火等级难以达到A2级的问题。
具备防火阻燃功能的EPS泡沫保温板，其技术原理是在经过预发、熟化后的EPS颗粒表面均匀涂覆阻燃剂，使EPS颗粒在涂覆层的包裹下具备优良的防火性能，遇火时，颗粒表面的涂覆层可形成连续蜂窝状结构，有效阻隔火焰穿透。
传统改性EPS防火保温板的制备方法中，并未对阻燃颗粒的凝胶状态进行严格控制，生产过程中极易造成EPS颗粒凝胶不充分或超凝胶现象。若颗粒凝胶不充分，颗粒表面仍有部分粘性，颗粒粘接现象严重，难以实现颗粒的泵送；若颗粒超凝胶，颗粒粘接活性降低，粘结性能变差，成型时易造成颗粒夹心、松散或因粘接活性差根本无法成型的后果。
由于A2级改性EPS防火保温板的生产过程中，阻燃胶黏剂的用量较多，利用常规蒸汽加热成型方式时几乎无法实现A2级防火泡沫保温板的成型，这也是A2级EPS防火保温板制作过程中的难点。
发明内容
本发明目的在于提供一种热固复合树脂泡沫保温板及其制备方法。
本发明采取的技术方案是：
本发明的热固复合树脂泡沫保温板是由以下重量份的原料组成：经预发、熟化后的EPS颗粒100、防火杂化胶黏剂50-2000、固化剂5-500。
所述的防火杂化胶黏剂是由以下重量份的原料组成：磷酸二氢铝100、酚醛树脂10-50、三聚氰胺甲醛树脂5-20、交联剂5-15、发泡剂10-15、表面活性剂1-5。
所述的磷酸二氢铝的制备方法如下：质量分数85％的磷酸1份，加入反应釜内，边搅拌边加水2.5份，保持温度100℃以上，反应50-70min，得到磷酸二氢铝溶液；
所述的酚醛树脂的制备方法如下：苯酚1份，甲醛1-1.3份，加入氢氧化钠溶液0.01-0.02份，升温至85-95℃并保持4-5h，即得酚醛树脂；
所述的三聚氰胺甲醛树脂的制备方法如下：将氢氧化钠加入质量分数37％的甲醛水溶液中，调节PH值为8-10，搅拌均匀，加入三聚氰胺,三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1:2-2.5,升温至85-95℃，保温45-60min，即得三聚氰胺甲醛树脂。
所述的交联剂为多异氰酸酯，优选所述的交联剂是二异氰酸酯、MDI、TDI、TDI-TMP、HDI三聚体、HDI二聚体、HDI缩二脲、多亚甲基多苯基异氰酸酯、多异氰酸酯混合物TDI-HDI混合多聚体、HDI-IPDI混合多聚体、三异氰酸酯及四异氰酸酯中的一种。
所述的发泡剂是环戊烷、异戊烷、正戊烷、石油醚、二氯甲烷、氟氯烃发泡剂以及脂肪烃和卤代烃中的一种。
所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、硅酮类表面活性剂系列、非硅酮类表面活性剂吐温系列或有机硅系列中的一种或几种。
所述的固化剂为二氧化锆、氮化硅和氧化铝的混合物。二氧化锆、氮化硅和氧化铝的重量比为1:1:8-20。
制备本发明的热固复合树脂泡沫保温板的方法的具体步骤如下：(1)EPS颗粒的覆膜与凝胶：取经过预发、熟化后的EPS颗粒作为基料，加入防火杂化胶黏剂，搅拌均匀后，加入固化剂，继续搅拌直至颗粒表面已经均匀地涂覆上防火杂化胶黏剂，涂膜后的防火阻燃颗粒经微波、热风中的一种或微波和热风组合的干燥方式实现颗粒凝胶；
(2)模压成型：将步骤(1)得到的均匀涂覆防火杂化胶黏剂的EPS颗粒放入模具中并加压，将模具置于120℃左右的加热装置中保持1-2min，冷却、开模，即得到本发明所述的热固复合树脂泡沫保温板。
在热固复合树脂泡沫保温板的制作过程中，严禁颗粒出现超凝胶或凝胶不充分的现象，严格控制颗粒的凝胶效果。凝胶是固化过程的一个阶段，凝胶时体系内已经形成一些交联结构，但还有很多的活性基团没有反应。当颗粒处于100％凝胶状态时，颗粒表面的防火胶黏剂与颗粒包裹比较牢固，不会出现表层胶黏剂脱落的现象，而模塑加热成型时又利于粘接，板材成型质量好，阻燃效果优异。
本发明的积极效果如下：
本发明的热固复合树脂泡沫保温板达到了A2级。
本发明利用防火杂化胶黏剂制备的掺合匀质防火泡沫保温板，遇火时着火面碳化，无纵、横向明火蔓延，离火自熄，无阴燃，无燃屑滴落，烟气量低且无毒，安全无虞有保证，可真正实现A2级防火。
本发明的防火杂化胶黏剂具有粘结强度高、韧性高的优点，有利于颗粒后期的加热成型，能够保证掺合匀质泡沫保温板的防火等级。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
在实施例1-3中，“份”均为重量份。
实施例1
防火杂化胶黏剂的制备：磷酸二氢铝1份，酚醛树脂0.3份，三聚氰胺甲醛树脂0.1份，二异氰酸酯0.08份，正戊烷0.1份，表面活性剂DC-193和非硅酮类表面活性剂吐温-80的混合物质0.02份；
固化剂的调配：二氧化锆1份，氮化硅1份，氧化铝8份；
EPS泡沫颗粒的覆膜：取经过预发、熟化后的EPS颗粒100g，防火杂化胶黏剂1000g，搅拌均匀后，加入固化剂100g，继续搅拌至得到均匀覆膜的EPS颗粒；微波加热烘干约0.5min，热风烘干约1min，得到凝胶后的EPS颗粒；
模压成型：将上述均匀覆膜的EPS颗粒放入模具中并加压，将模具置于温度为120℃左右的加热装置中，保持1-2min，冷却、开模，得到热固复合树脂泡沫保温板。
实施例2
防火杂化胶黏剂的制备：磷酸二氢铝1份，酚醛树脂0.5份，三聚氰胺甲醛树脂0.15份，二异氰酸酯0.1份，异戊烷0.1份，DC-193和非硅酮类表面活性剂吐温-80的混合物质0.03份；
固化剂的调配：二氧化锆1份，氮化硅1份，氧化铝15份；
EPS泡沫颗粒的覆膜：取经过预发、熟化后的EPS颗粒100g，防火杂化胶黏剂1200g，搅拌均匀后，加入固化剂130g，继续搅拌至得到均匀覆膜的EPS颗粒；微波加热烘干约0.5min，热风烘干约1min，得到凝胶后的EPS颗粒；
模压成型：将上述均匀覆膜的EPS颗粒放入模具中并加压，将模具置于温度为120℃左右的加热装置中，保持1-2min，冷却、开模，得到热固复合树脂泡沫保温板。
实施例3
防火杂化胶黏剂的制备：磷酸二氢铝1份，酚醛树脂0.5份，三聚氰胺甲醛树脂0.2份，二异氰酸酯0.15份，异戊烷0.15份，DC-193和非硅酮类表面活性剂吐温-80的混合物质0.05份；
固化剂的调配：二氧化锆1份，氮化硅1份，氧化铝20份；
EPS泡沫颗粒的覆膜：取经过预发、熟化后的EPS颗粒100g，防火杂化胶黏剂1500g，搅拌均匀后，加入固化剂160g，继续搅拌至得到均匀覆膜的EPS颗粒；微波加热烘干约0.5min，热风烘干约1min，得到凝胶后的EPS颗粒；
模压成型：将上述均匀覆膜的EPS颗粒放入模具中并加压，将模具置于温度为120℃左右的加热装置中，保持1-2min，冷却、开模，得到热固复合树脂泡沫保温板。
实施例4本发明制备的热固复合树脂泡沫保温板的性能
本发明制备的热固复合树脂泡沫保温板的燃烧性能参数按照国家标准GB8624-2012中对于A2级材料的规定方法进行。结果如表1和表2所示:
表1热固复合树脂泡沫保温板性能参数指标
表2热固复合树脂泡沫保温板燃烧性能参数指标
从上面的数据可以看出，实施实例1、2、3制备出的制品，其燃烧性能参数均达到了国家标准GB8624-2012中对于A2级材料的规定要求，防火等级达到A2级。通过多次试验证明，当防火杂化胶黏剂的比例与经过预发、熟化后的EPS颗粒的比例大于等于10:1时，热固复合树脂泡沫保温板的防火性能可以达到A2级。从上面的数据还可以看出制备得到的热固复合树脂泡沫保温板不仅防火性能优异，而且具有优良的保温性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种热固复合树脂泡沫保温板，其特征在于：所述的保温板是由以下重量份的原料组成：经预发、熟化后的EPS颗粒100、防火杂化胶黏剂50-2000、固化剂5-500。
2.如权利要求1所述的热固复合树脂泡沫保温板，其特征在于：所述的防火杂化胶黏剂是由以下重量份的原料组成：磷酸二氢铝100、酚醛树脂10-50、三聚氰胺甲醛树脂5-20、交联剂5-15、发泡剂10-15、表面活性剂1-5。
3.如权利要求2所述的热固复合树脂泡沫保温板，其特征在于：所述的磷酸二氢铝的制备方法如下：质量分数85％的磷酸1份，加入反应釜内，边搅拌边加水2.5份，保持温度100℃以上，反应50-70min，得到磷酸二氢铝溶液；
所述的酚醛树脂的制备方法如下：苯酚1份，甲醛1-1.3份，加入氢氧化钠溶液0.01-0.02份，升温至85-95℃并保持4-5h，即得酚醛树脂；
所述的三聚氰胺甲醛树脂的制备方法如下：将氢氧化钠加入质量分数37％的甲醛水溶液中，调节PH值为8-10，搅拌均匀，加入三聚氰胺,三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1:2-2.5,升温至85-95℃，保温45-60min，即得三聚氰胺甲醛树脂。
4.如权利要求2所述的热固复合树脂泡沫保温板，其特征在于：所述的交联剂为多异氰酸酯。
5.如权利要求2所述的热固复合树脂泡沫保温板，其特征在于：所述的交联剂是二异氰酸酯、MDI、TDI、TDI-TMP、HDI三聚体、HDI二聚体、HDI缩二脲、多亚甲基多苯基异氰酸酯、多异氰酸酯混合物TDI-HDI混合多聚体、HDI-IPDI混合多聚体、三异氰酸酯及四异氰酸酯中的一种。
6.如权利要求2所述的热固复合树脂泡沫保温板，其特征在于：所述的发泡剂是环戊烷、异戊烷、正戊烷、石油醚、二氯甲烷、氟氯烃发泡剂以及脂肪烃和卤代烃中的一种。
7.如权利要求2所述的热固复合树脂泡沫保温板，其特征在于：所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、硅酮类表面活性剂系列、非硅酮类表面活性剂吐温系列或有机硅系列中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的热固复合树脂泡沫保温板，其特征在于：所述的固化剂为二氧化锆、氮化硅和氧化铝的混合物。
9.如权利要求8所述的热固复合树脂泡沫保温板，其特征在于：二氧化锆、氮化硅和氧化铝的重量比为1:1:8-20。
10.一种制备如权利要求1-9任一项所述的热固复合树脂泡沫保温板的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：
(1)EPS颗粒的覆膜与凝胶：取经过预发、熟化后的EPS颗粒作为基料，加入防火杂化胶黏剂，搅拌均匀后，加入固化剂，继续搅拌直至颗粒表面已经均匀地涂覆上防火杂化胶黏剂，涂膜后的防火阻燃颗粒经微波、热风中的一种或微波和热风组合的干燥方式实现颗粒凝胶；
(2)模压成型：将步骤(1)得到的均匀涂覆防火杂化胶黏剂的EPS颗粒放入模具中并加压，将模具置于120℃左右的加热装置中保持1-2min，冷却、开模，即得到本发明所述的热固复合树脂泡沫保温板。
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