聚苯乙烯A级不燃房顶保温材料
技术领域
本发明属于有机高分子组合物领域,具体涉及一种以聚苯乙烯为基料的高分子材料组合物。
背景技术
随着社会经济的发展,自然资源迅速消耗,能源问题日趋严峻。其中,建筑能耗已占全国能源消耗总量的27.8%,故建筑节能势在必行。国家相应制定出台了一系列节能减排的措施及规定。具有节能环保概念的建筑材料日益受到国家的重点扶持及市场的青睐。建筑屋顶的材料需要具有保温、防水、防火的功能,传统的屋顶材料可分为无机材料和有机材料两大类:
无机材料包括(1)松散材料:炉渣或水渣容重为500~800kg/m3,导热系数为0.16~0.25W/m.k。吸水率12%,防火等级A级。(2)泡沫混凝土板:容重为400-500kg/m3,抗压强度应不低于0.4Mpa。吸水率16%,防火等级A级。(3)加气混凝土板:容重为500~600kg/m3,抗压强度应不低于0.2Mpa吸水率11%,防火等级A级。
综上所述无机材料的缺点:容重高、导热系数低、吸水率高。
有机的屋顶防水材料通常为有机泡沫板,其容重低、吸水率低,作为屋顶材料,大大降低了建筑成本。例如聚苯泡沫板块容重为45-60kg/m3,抗压强度不低于0.18Mpa,导热系数为0.043W/m.k,吸水率0.4%,防火等级B2级;酚醛泡沫板容重为60-80kg/m3,抗压强度不低于0.1Mpa,导热系数为0.058W/m·k,吸水率0.8%,防火等级B1级;聚氯脂泡沫板容重为120-150kg/m3,抗压强度应不低于0.21Mpa,导热系数为0.065W/m·k。吸水率0.6%,防火等级B2级。有机材料的缺点在于防火等级低,存在安全隐患。
发明内容
针对本领域的不足之处,本发明提出一种聚苯乙烯A级不燃房顶保温材料。
为实现本发明的目的的技术方案为:
一种聚苯乙烯A级不燃房顶保温材料,由以下重量份的原料制备而得:
XPS 100份,色母1-2份、成核剂1-2份、稳定剂1-2份、抗老化剂1-2份、石油脂3-5份、抑烟剂3-5份、阻燃剂61-74份,包括步骤:
所述的房顶保温材料,采用以下步骤制备:
(1)将XPS置于捏炼机中密炼25分钟,温度控制为90-98℃,然后加入色母、成核剂、稳定剂、抗老剂、石油脂、抑烟剂、阻燃剂,在同样温度下继续密炼10-15分钟后取出放在开炼机上成片,粉碎后得到颗粒,
(2)将颗粒置于发泡挤出机设备中注入氟利昂作为发泡剂制得厚度为20mm-100mm的板材,切割为宽度、长度均为600mm板材备用。
其中,所述成核剂为纳米级滑石粉、纳米级二氧化硅、有机磷酸盐中的一种或多种;所述稳定剂为二盐基亚磷酸铅、2—乙基己酸锌、月桂酸锌、烷基酚钡、2—乙基己酸钡、月桂酸钡中的一种或多种;所述抑烟剂为三氧化钼、三氧化二锑、二茂铁、硼酸锌、八钼酸铵、Al(OH)3、Mg(OH)2中的一种或多种;抗老化剂为金红石钛白粉,石油脂为T-50型或M-50型。
优选地,所述抑烟剂为三氧化钼和二茂铁,二者比例为1:0.8-1.2。
优选地,所述阻燃剂由重量份的十溴联苯醚12-15,多聚磷酸铵7-8,三聚氰胺16-19,阻火聚醚21-25,季茂四醇5-7组成。
其中,所述阻燃聚醚采用以下方法制备而得:质量份数分别为1-2、0.5-0.8、1.4-2.3、1.5-3的氟化物、环氧丁烷、催化剂、聚四氟乙烯、在温度为500-700、压力为50~80MPa、电压1.2-2.0万伏反应条件下,经过2-4小时反应得到;
其中,所述氟化物为氟化钠、氟化钾、氟化稀土、氟化镁中的一种或多种;所述催化剂为甲醇0.6-0.8质量份、硅油0.4-0.7质量份、硅酸钠0.3-0.5质量份、碳酸氢钠0.1-0.3质量份的混合物。
进一步地,制备阻燃聚醚的反应在密闭的反应容器中进行,所述反应容器充以非氧化性气体,所述非氧化性气体为100份氮气或氩气和1-3份二氧化碳的混合物;
所述反应容器内设置有频率为80GHz-140GHz的微波发生器。
其中,步骤(2)中以15兆帕压力注入氟利昂。
进一步地,步骤(2)中挤出机有15段,1-15段的温度分别为166℃、172℃、177℃、182℃、187℃、192℃、198℃、186℃、178℃、169℃、155℃、143℃、131℃、115℃、100℃。挤出模具的温度为80-90℃。
其中,所述房顶保温材料的形状为长方体形,两个相对的侧面有凸起的长方棱或凹下的长方槽,凸起的高度等于凹下的深度。
在铺设屋顶材料之前,可用开槽机在步骤(2)制得的板材两侧开槽。
本发明所述的房顶保温材料在建筑中的应用。
所述的应用具体为:在所述房顶保温材料表面涂覆粘接剂,在建筑物顶也涂覆粘接剂,然后把房顶保温材料放在建筑屋顶并施以30公斤压力,静置12-24小时。优选静置12小时。所述粘接剂可选磷酸铝铬。
本发明的有益效果为:
本发明提出一种XPS不燃有机塑料新型屋面保温、防水隔热板。本品具有保温、隔热、防水效果好、使用寿命长等。解决了传统结构(防水层在保温层上结构)的防水层老化、开裂、渗漏、保温性能差等问题,铺设后不需再设置防水层。阻燃级为A级不燃。绝热性能10年内可保持95%-98%。
附图说明
图1为房顶保温材料立体图,其中,1为凹型槽保温材料,2为凸型槽保温材料。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不应用来限制本发明的范围。实施例中,如无特别说明,所用手段均为本领域常规技术手段。
实施例中,挤出机为青岛永焕新塑料机械设备制造有限公司生产的YHX-452型XPS发泡挤出机。
实施例1:阻燃聚醚的制备
2米高、圆柱形密闭的反应容器,在反应容器中设置电弧发生器,反应器壁1.5m高度处设置微波发生器。在反应开始之前,抽真空后用氮气和二氧化碳(体积比100:1.5)充满容器,使容器内压力为75MPa。
催化剂为甲醇0.6质量份、硅油0.5质量份、硅酸钠0.3质量份、碳酸氢钠0.1质量份的混合物。
质量份数分别为1、0.5、1.5、1.0的氟化稀土(购自宜兴新威利成稀土有限公司,2000目)、环氧丁烷、催化剂、聚四氟乙烯,在温度为570℃、压力为75MPa、电压1.5万伏、微波频率100GHz反应条件下,经过3小时反应得到。
实施例2:阻燃聚醚的制备
设备和压力控制同实施例1。
催化剂同实施例2。质量份数分别为1、0.5、2.0、0.5的氟化镧(购自宜兴新威利成稀土有限公司)、环氧丁烷、催化剂、聚四氟乙烯在温度为550℃、压力为75MPa、电压1.5万伏、微波频率90GHz反应条件下,经过3小时反应得到。
实施例3:
原料配比(以下均为重量份)聚苯乙烯(XPS)100份,色母1份、成核剂1份,稳定剂1份,抗老化剂5份,石油脂(T-50型)4份,阻燃剂69份,发泡剂3份、粘合剂3份、抑烟剂4份。
其中,成核剂为滑石粉(意大利IMFABI,HTP Ultra),稳定剂为二盐基亚磷酸铅,抗老剂为金红石钛白粉,阻燃剂由十溴联苯醚14份、多聚磷酸铵8份三聚氰胺17份、实施例1制阻火聚醚24份、茂四醇6份组成,
抑烟剂为三氧化钼0.5和二茂铁1.6
发泡剂为氟里昂
粘合剂为磷酸铝铬CR-203型(新乡伯马风帆实业有限公司)
制配工艺:
(1)将XPS置于捏炼机中密炼25分钟温度控制在95℃左右,然后加入色母、成核剂、稳定剂、抗老剂、石油脂、抑烟剂、阻燃剂,在96℃温度下继续密炼11分钟后取出放在开炼机上成片,粉碎后得到颗粒;
(2)将颗粒置于发泡挤出机设备中以15兆帕压力注入氟利昂作为发泡剂制得厚度为20mm-100mm的板材,切割为宽度、长度均为600mm板材备用。挤出机1-15段温度分别为167℃、172℃、178℃、182℃、187℃、192℃、198℃、186℃、178℃、169℃、155℃、143℃、131℃、115℃、100℃,模具温度为85℃。
(3)先将屋顶表面整理平整光洁用粘接剂喷涂均匀,将(2)所得板材用开槽机开槽,两立面为凹型槽两立面为凸型槽(参见图1。其中,1为凹型槽保温材料,2为凸型槽保温材料)。将板材凹凸槽表面及板材接触屋顶平面均匀的涂上胶粘剂而后粘接置于平整的胶粘剂喷涂后的屋顶30公斤压力压实。12小时后粘接部位达到最高强度。
聚苯乙烯A级不燃房顶保温材料容重为45-60kg/m3,抗压强度不低于0.18Mpa,导热系数为0.046W/m.k,吸水率0.42%,防火等级A级。
实施例4:
原料配比(以下均为重量份)聚苯乙烯(XPS)100份,色母2份、成核剂2份,稳定剂2份,抗老化剂6份,石油脂(T-50型)4份,阻燃剂73份,发泡剂3份、粘合剂4、抑烟剂5份。
其中,成核剂为滑石粉(意大利IMFABI,HTP Ultra),
稳定剂为二盐基亚磷酸铅,
抗老剂为金红石钛白粉,
阻燃剂由重量份的十溴联苯醚15份、多聚磷酸铵8份、三聚氰胺18份、实施例2制阻火聚醚25份、季茂四醇7份组成,
抑烟剂为三氧化钼0.5和二茂铁1.3,
发泡剂为氟里昂,
粘合剂为磷酸铝铬CR-203型(新乡伯马风帆实业有限公司)。
制配工艺:
(1)将XPS置于捏炼机中密炼25分钟温度控制在95℃左右,然后加入色母、成核剂、稳定剂、抗老剂、石油脂、抑烟剂、阻燃剂,在96℃温度下继续密炼11分钟后取出放在开炼机上成片,粉碎后得到颗粒,
(2)将颗粒置于发泡挤出机设备中以15兆帕压力注入氟利昂作为发泡剂制得厚度为20mm-100mm的板材,切割为宽度、长度均为600mm板材备用。挤出机1-15段温度分别为167℃、172℃、178℃、182℃、187℃、192℃、198℃、186℃、178℃、169℃、155℃、143℃、131℃、115℃、100℃,模具温度为85℃。
(3)先将屋顶表面整理平整光洁用粘接剂喷涂均匀,将(2)所得板材用开槽机开槽,两立面为凹型槽、两立面为凸型槽(参见图1)。将板材凹凸槽表面及板材接触屋顶平面均匀的涂上胶粘剂而后粘接置于平整的胶粘剂喷涂后的屋顶30公斤压力压实。12小时后粘接部位达到最高强度。
聚苯乙烯A级不燃房顶保温材料容重为45-60kg/m3,抗压强度不低于0.18Mpa,导热系数为0.041W/m.k,吸水率0.43%,防火等级A级
对比例
原料种类中,抑烟剂为八钼酸铵(埃登化学Charmax LS-AOM)4份,阻燃剂为四溴苯酐酯75份,其他原料同实施例3。
制备方法同实施例3。
聚苯乙烯A级不燃房顶保温材料容重为40-55kg/m3,抗压强度不低于0.18Mpa,导热系数为0.043W/m.k,吸水率0.45%,防火等级B2级
实验例:
按照现行中华人民共和国GB 8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》的A级标准测试产品的防火能力.
各取实施例3、实施例4、对比例各取直径45mm,高50mm板样品2块(共6块),实验仪器为JCB-2建材不燃性试验炉。测试结果为见下表1。
表1:板材阻燃性能测试结果
实施例3、实施例4、对比例各取宽度495mm,长度1500mm板样品1块;宽度1000mm,长度1500mm板样品1块,经建材制品单体燃烧试验装置(DT-1型)测试,结果为:表2。
表2:板材单体燃烧性能测试结果
实施例3、实施例4、对比例各取边长为400mm的方形板材1块用产烟毒性试验装置,依据国家标准“GB/T20285-2006材料产烟毒性危险分级进行测试,测试结果为:产烟毒性t0级。
虽然,上文中已经本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。