CN104710950B - 一种用于无机不燃安全级铝复合板的高分子粘接材料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于新材料领域，公开了一种无机不燃安全级铝复合板，该复合板由上到下包括铝基材、无机芯板和铝基材，采用热压连续复合成型的方式制备而成，铝基材与无机防火芯层之间由高分子粘接材料粘合而成。本发明制备的复合板阻燃性能和安全性较高，具备较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于新材料领域，具体涉及一种用于无机不燃安全级铝复合板的高分子粘接材料。
背景技术
铝塑复合板（英文名称：aluminium plastic composite panel），简称铝塑板，是指以塑料为芯层，两面为铝材的3层复合板材，并在产品表面覆以装饰性和保护性的涂层或薄膜（若无特别注明则通称为涂层）作为产品的装饰面。
按用途来分为：1.建筑幕墙用铝塑板：其上、下铝板的最小厚度不小于0.50mm，总厚度应不小于4mm。铝材材质应符合GB/T3880的要求，一般要采用3000、5000等系列的铝合金板材，涂层应采用氟碳树脂涂层。2.外墙装饰与广告用铝塑板：上、下铝板采用厚度不小于0.20mm的防锈铝，总厚度应不小于4mm。涂层一般采用氟碳涂层或聚酯涂层。3.室内用铝塑板：上、下铝板一般采用厚度为0.20mm，最小厚度不小于0.10mm的铝板，总厚度一般为3mm。涂层采用聚酯涂层或丙烯酸涂层。按产品功能分为：1.防火板：选用阻燃芯材，产品燃烧性能达到难燃级（B1级）或不燃级（A级）；同时其他性能指标也须符合铝塑板的技术指标要求。2.抗菌防霉铝塑板：将具有抗菌、杀菌作用的涂料涂覆在铝塑板上，使其具有控制微生物活动繁殖和最终杀灭细菌的作用。3.抗静电铝塑板：采用抗静电涂料涂覆铝塑板，比普通铝塑板表面电阻率小，因此不易产生静电，空气中尘埃也不易附着在其表面。
但是铝塑复合板的芯材通常采用聚乙烯塑料作为主要材料，其防火性能较差，随着世界各国对消防要求的提高，已不能满足消防安全要求。虽然现在一些研究机构通过在聚乙烯中加入各种阻燃成分提高其防火性能，但也很难使其达到真正的安全无烟阻燃。防火铝复合板作为一种新的防火阻燃建材得到了越来越多的研究。防火铝复合板的芯材主要由无机材料组成，阻燃性能得到了明显提高，并且不会产生烟气，其不仅具有普通铝塑板和防火铝塑板装饰方面的优点，在防火等级和环保性能及板材强度、刚度上更弥补了普通铝塑板和防火铝塑板的不足。但是，市场上的产品大多存在阻燃效果达不到预期以及存在烟气等缺陷，如何开发一种真正意义上的无烟不燃安全级铝复合板是现有技术亟待解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种无机不燃安全级铝复合板，其实通过如下方式来实现的：
一种无机不燃安全级铝复合板，由上到下包括铝基材、无机芯板和铝基材，采用热压连续复合成型的方式制备而成，所述铝基材与无机芯板之间以及无机芯板和铝基材之间，由高分子粘接材料粘合而成，高分子粘接材料的厚度优选0.1mm；其特征在于，
无机芯板由粉体、白乳胶、聚丙烯醇以及水制备而成，其中粉体、白乳胶、聚丙烯醇以及水的重量比为89：7：4：20；所述粉体由氢氧化铝、氧化化镁、碳化硅粉、无水硫酸钙以及硼砂制备而成，其重量比为73：11：7：7：2；所述碳化硅粉和硼砂的粒径均控制在100目以上；
其制备方法包括如下步骤：
1）按照重量比称取氢氧化铝、氧化化镁、碳化硅粉、无水硫酸钙以及硼砂，加入高速搅拌机中，2000转/分钟的转速搅拌混合1分钟，制备得到粉体；
2）按照重量比取白乳胶、聚丙烯醇和水，搅拌均匀得到胶液，缓缓将胶液倒入高速搅拌机中，与步骤1）制备的粉体混合，启动高速搅拌机，2000转/分钟的转速搅拌2分钟后，出粉料待用；
3）在压力机模腔内先放入1mm厚的聚四氟乙烯板，再放入布料格栅，将步骤2）获得的粉料倒入压力机模腔内的格栅上，用刮板刮平，再放入1mm厚的聚四氟乙烯板，启动压力机缓慢下行压制，5分钟后，和上下聚四氟乙烯板一并取出，放入烘箱升温至110℃，30秒后取出揭去聚四氟乙烯板，再放入烘箱烘干水份，即得无机芯板。
所述高分子粘接材料由下述重量份的原料制备而成：癸二酸二丁酯100份、聚乙烯85份、聚丙烯70份、聚氯丁二烯56份、酪蛋白5份、滑石粉1份以及云母粉1份。
所述滑石粉和云母粉的粒径均控制在200目以上；首先称取癸二酸二丁酯100份、聚乙烯85份、聚丙烯70份、聚氯丁二烯56份以及酪蛋白5份，搅拌均匀乳状液；然后将滑石粉1份以及云母粉1份添加到乳状液中，并搅拌均匀即得。
本发明取得有益效果：
无水硫酸钙可利用吸水固化性能使现快速成型；碳化硅粉和硼砂可以提高硬度，并且提高耐火隔热性能；氢氧化铝在热分解时吸收大量的热量，可吸收白乳胶燃烧放出的热；氢氧化镁在热分解时吸收大量的热量，可吸收白乳胶燃烧放出的热同时具有抑烟作用；白乳胶作为粉体的粘接剂，具有燃烧时发热量少，粘接效能高，和各组份充分粘合，它们之间的聚合作用添加了阻燃功能以及韧度；聚丙烯醇作为增黏剂，有效增加混合后的粘度，便于成型和增加成形后的强度；水分含量决定着芯板压制成型时胶液的流出量，合适的水份占粉料的20%，使压制时胶液流出较少，同时芯板表面胶液多而强度高；添加了合适的改性剂滑石粉和云母粉，不但提高了物料流动性，并且大大提高了胶体的耐火性能；制备的特殊高分子粘接材料具有与无机芯板能很好的粘结，解决了易燃、溶滴、烟气毒性、燃烧分解问题，同时保证了防火板芯材的强度以及韧度等各项物理指标。
具体实施方式
以下将采用具体实施例的方式对本发明做进一步的阐述，但是其不应该理解为对本发明核心创新精神的限制。
实施例1
一种无机不燃安全级铝复合板，由上到下包括铝基材、无机芯板和铝基材，采用热压连续复合成型的方式制备而成，铝基材与无机芯板之间以及无机芯板和铝基材之间，由高分子粘接材料粘合而成，高分子粘接材料的厚度为0.1mm；
上述无机芯板由粉体、白乳胶、聚丙烯醇以及水制备而成，其中粉体、白乳胶、聚丙烯醇以及水的重量比为89：7：4：20；粉体由氢氧化铝、氧化化镁、碳化硅粉、无水硫酸钙以及硼砂按照重量比为73：11：7：7：2制备而成；所述碳化硅粉和硼砂的粒径均控制在100目以上；其制备方法包括如下步骤：
1）按照重量比称取氢氧化铝、氧化化镁、碳化硅粉、无水硫酸钙以及硼砂，加入高速搅拌机中，2000转/分钟的转速搅拌混合1分钟，制备得到粉体；
2）按照重量比添加白乳胶、聚丙烯醇和水，搅拌均匀得到胶液，缓缓将胶液倒入高速搅拌机中，与步骤1）制备的粉体混合，启动高速搅拌机，2000转/分钟的转速搅拌2分钟后，出粉料待用；
3）在压力机模腔内先放入1mm厚的聚四氟乙烯板，再放入布料格栅，将步骤2）获得的粉料倒入压力机模腔内的格栅上，用刮板刮平，再放入1mm厚的聚四氟乙烯板，启动压力机缓慢下行压制，恒压5分钟后，和上下聚四氟乙烯板一并取出，放入烘箱升温至110℃，30秒后取出揭去聚四氟乙烯板，再放入烘箱烘干水份，即得无机芯板。
上述高分子粘接材料由下述重量份的原料制备而成：癸二酸二丁酯100份、聚乙烯85份、聚丙烯70份、聚氯丁二烯56份、酪蛋白5份、滑石粉1份以及云母粉1份。
所述滑石粉和云母粉的粒径均控制在200目以上；首先称取癸二酸二丁酯100份、聚乙烯85份、聚丙烯70份、聚氯丁二烯56份以及酪蛋白5份，搅拌均匀乳状液；然后将滑石粉1份以及云母粉1份添加到乳状液中，并搅拌均匀即得。
对比试验1：芯板的原料中不含碳化硅粉、硼砂、白乳胶和聚丙烯醇，其它同实施例1。
对比试验2：高分子粘接材料由马来酸酐和PE制备而成；其它同实施例1。
试验一、难燃竖炉试验参数评价（参考GB/T 8625-2005标准）：
选择的复合板材料的厚度为4mm，芯板厚度为1mm，长1m宽0.2m；分为四个试验组：本发明实施例1组，本发明对比试验1组，本发明对比试验2组，普通铝复合板（含聚乙烯芯板）。具体结果见表1
表1
| 组别 | 燃烧剩余长度 | 烟气温度℃ | 表征 |
| 实施例1组 | 792mm | 105 | 样品背部无燃烧现象，没有燃烧滴落物 |
| 对比试验1组 | 647mm | 153 | 样品背部无燃烧现象，没有燃烧滴落物 |
| 对比试验2组 | 589mm | 178 | 样品背部无燃烧现象，没有燃烧滴落物 |
| 普通铝复合板 | 0 | 679 | 样品背部有燃烧现象，有燃烧滴落物 |
SBI试验参数评价（参照GB/T 20284-2006），具体试验设计参照以上试验一。试验参数参照表2：
表2
| 组别 | 600s内总热释放量/MJ | 烟气生成速率/ m2.S-2 | 燃烧增长速率指数/W.S-1 |
| 实施例1组 | 0.9 | 0 | 5.9 |
| 对比试验1组 | 1.3 | 0.1 | 12.7 |
| 对比试验2组 | 1.4 | 0.1 | 16.2 |
| 普通铝复合板 | 27.3 | 16.5 | 416 |
结论：本发明实施例1属于最佳实施方式，其原料选择以及重量配比均经过大量的创新性劳动，其阻燃性能和安全性较高，克服了市场同类产品存在的缺陷。
应当注意的是，所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (1)
1.一种用于无机不燃安全级铝复合板的高分子粘接材料，其特征在于，所述高分子粘接材料由下述重量份的原料制备而成：癸二酸二丁酯100份、聚乙烯85份、聚丙烯70份、聚氯丁二烯56份、酪蛋白5份、滑石粉1份以及云母粉1份；
所述高分子粘接材料的制备方法包括如下步骤：
首先称取癸二酸二丁酯100份、聚乙烯85份、聚丙烯70份、聚氯丁二烯56份以及酪蛋白5份，搅拌均匀乳状液；然后将滑石粉1份以及云母粉1份添加到乳状液中，并搅拌均匀即得；
所述滑石粉和云母粉的粒径均控制在200目以上。
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