CN105565762B - 一种轻质a级防火复合板芯材及其制造方法 - Google Patents

一种轻质a级防火复合板芯材及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种复合板芯材，特别涉及一种轻质A级防火复合板芯材及其制造方法。轻质A级防火复合板芯材包括以重量份计的以下组分：有机聚合物3～10份，无机填料10～80份，陶瓷化粘接剂2～50份，空心微珠15～60份，纤维1～6份。本发明的陶瓷化粘接剂在板材发生火灾时能够与无机填料发生陶瓷化，形成具有一定强度的陶瓷化材料，在有机聚合物发生分解后，复合板芯材仍具有较高的强度，保持了复合板芯材的完整性，从而避免出现由于复合板芯材粉末化而导致复合板芯材剥离、脱落和坍塌的现象，保证了安全性。

Description

一种轻质A级防火复合板芯材及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种复合板芯材，特别涉及一种轻质A级防火复合板芯材及其制造方法。
背景技术
由于火灾造成的人员和财产损失巨大，复合板芯材的阻燃性越来越受到重视。特别是在一些公共场所，例如剧院、车站、地铁等对复合板芯材的阻燃等级的要求也越来越高。发生火灾时，由于烟是造成人员伤亡最主要的原因，因此该些场所对复合板芯材不但要求有很好的阻燃性，而且必须具有低的发烟量和热释放量。
无机阻燃剂如氢氧化镁、氢氧化铝等，由于本身在受热时能够分解吸热，并产生水汽，并且该类阻燃剂具有很好的抑烟性，使得该类阻燃剂成为一种很好的填充型阻燃剂，广泛应用于电缆、铝塑板、高铁内饰等对阻燃性有高要求的领域。但由于该类无机阻燃剂的阻燃效率相对较低，需要较高的填充量才能具有较好的阻燃效果，其填充量一般要高于50％，有时甚至要达到70％以上。但由于加工流动性的问题，填充量也是有限的。填充后的复合板芯材的燃烧热值仍然高于9MJ/kg，难以达到4MJ/kg的A级防火的标准，导致在一些特定场所难以应用。
现有的复合板芯材的种类较多，但一般存在以下缺陷：
1、复合板芯材在火灾后，有机粘结剂例如聚合物会发生分解，从而造成复合板芯材粉末化，会导致复合板芯材的剥离、脱落和坍塌，存在安全隐患；
2、复合板芯材的密度较高，一般在1.8g/cm3以上，使得复合后的防火板的质量过重，外挂时由于长期受力过重，容易造成脱落，同时，过重的质量，在脱落时造成较大的冲击力，会造成巨大的安全隐患。
发明内容
本发明目的在于提供一种轻质A级防火复合板芯材，以解决现有的复合板芯材在火灾后，有机粘结剂例如聚合物会发生分解，从而造成复合板芯材粉末化，会导致复合板芯材的剥离、脱落和坍塌，存在安全隐患的技术性问题。
本发明的另一目的在于提供一种上述的轻质A级防火复合板芯材的制造方法。
本发明目的通过以下的技术方案实现：
一种轻质A级防火复合板芯材，包括以重量份计的以下组分：
本发明的陶瓷化粘接剂在板材发生火灾时能够与无机填料发生陶瓷化，形成具有一定强度的陶瓷化材料，在有机聚合物发生分解后，复合板芯材仍具有较高的强度，保持了复合板芯材的完整性，从而避免出现由于复合板芯材粉末化而导致复合板芯材剥离、脱落和坍塌的现象，保证了安全性。
优选地，所述陶瓷化粘接剂选自硼化物、硼酸盐、硅酸盐、磷酸盐玻璃粉、低温玻璃粉的一种或几种。
优选地，所述硼化物为三氧化二硼。
优选地，所述硼酸盐选自硼砂、硼酸锌、偏硼酸钠的一种或几种。
优选地，所述硅酸盐选自硅酸钠、偏硅酸钠的一种或两种。
优选地，所述空心微珠的堆积密度为0.2～1.5g/cm3。
优选地，所述空心微珠选自空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠、空心粉煤灰微珠的一种或几种。
本发明的防火复合板芯材中添加了空心微珠，空心微珠的堆积密度较低，从而大大降低了防火复合板芯材的密度，进而降低了防火复合板的整体重量，提高了安全性，此外，采用空心微珠，还可以提高防火复合板的隔热性能，提高了建筑的节能效果。
优选地，所述有机聚合物选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(简称EVA)、丙烯酸共聚物、聚氨酯的一种或几种。该些有机聚合物在乳化剂或悬浮稳定剂的作用下可以均匀的分散在水中形成乳液或悬浮液。
优选地，所述无机填料选自氢氧化镁、氢氧化铝、滑石粉、云母、碳酸钙、高岭土、黏土、硅灰石、珍珠岩、二氧化硅、硫酸钡、石膏、氧化钙、二氧化钛、碳酸钾、尾矿砂的一种或多种。
优选地，所述纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维、植物纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯氰纤维的一种或几种。所述纤维起到增强的作用，有利于提高板材的整体力学性能。
优选地，所述轻质A级防火复合板芯材的密度为0.6～1.4g/cm3。
上述的轻质A级防火复合板芯材的制造方法，包括以下步骤：
将3～10份有机聚合物制成水性乳液或悬浮液，然后将所述水性乳液或所述悬浮液、适量水、10～80份无机填料、2～50份陶瓷化粘接剂、15～60份空心微珠和1～6份纤维投入到容器中，搅拌以形成分散均匀的糊状物，然后将糊状物均匀铺放在承载装置上，之后对糊状物进行加热以除掉糊状物中的水分，然后糊状物经过压辊成型，即得到所述轻质A级防火复合板芯材。其中，加热方式可以为烘箱加热、红外辐射加热或热空气传导加热等，以有效挥发掉组分中的水分为基础，并不作特别限定。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
1、本发明的陶瓷化粘接剂在板材发生火灾时能够与无机填料发生陶瓷化，形成具有一定强度的陶瓷化材料，在有机聚合物发生分解后，复合板芯材仍具有较高的强度，保持了复合板芯材的完整性，从而避免出现由于复合板芯材粉末化而导致复合板芯材剥离、脱落和坍塌的现象，保证了安全性；
2、本发明的防火复合板芯材中添加了空心微珠，空心微珠的堆积密度较低，从而大大降低了防火复合板芯材的密度，进而降低了防火复合板的整体重量，提高了安全性，此外，采用空心微珠，还可以提高防火复合板的隔热性能，提高了建筑的节能效果；
3、本发明的防火复合板芯材的燃烧热值低于4MJ/kg，能满足建筑物的A级防火要求。
附图说明
图1为制备本发明的防火复合板芯材的过程示意图。
具体实施方式
下面结合各个实施例详细描述本发明。
实施例1
将15份固含量为50％的EVA乳液(EVA乳液中包括EVA和水)与30份水，投入到装有搅拌器1的不锈钢容器2中，搅拌均匀，再将40份空心玻璃微珠、30份氢氧化镁、20份硅酸钠和2.5份短切玻璃纤维投入到上述含有EVA乳液的容器2中，剧烈搅拌，使各组分分散均匀，形成糊状物3。之后将糊状物3均匀铺放到传送带4上，送入红外烘箱5中进行加热，将水分迅速挥发掉，完全干燥好的糊状物经过压辊6进行压实并控制产品的厚度形成片材7，将辊压好的片材7用收卷机8进行收卷，即可得到轻质防火复合板芯材，制备过程如图1所示。其中，所述空心玻璃微珠的堆积密度为0.9g/cm3。
实施例2
将12份固含量为50％的丙烯酸共聚物乳液、80份浓度为4％的纸浆投入到装有搅拌器的不锈钢容器中搅拌均匀，然后再将55份粉煤灰空心微珠、10份硼酸锌、15份磷酸盐玻璃粉、6份氢氧化铝、4.8份滑石粉加入到容器中，剧烈搅拌，使各组分分散均匀，并得到糊状物。将糊状物均匀铺放到传送带上，进入红外烘箱中进行加热，将水分迅速挥发掉，完全干燥好的糊状物经过压辊进行压实并控制产品的厚度形成片材，将辊压好的片材收卷，即可得到轻质防火复合板芯材。其中，所述粉煤灰空心微珠的堆积密度为0.2g/cm3。
实施例3
将20份固含量为50％的聚氨酯乳液和30份水投入到装有搅拌器的容器中，搅拌均匀，然后将20份空心陶瓷微珠、30份低温玻璃粉、10份珍珠岩粉、10份氢氧化铝、3份聚乙烯醇纤维、5份黏土和2份二氧化硅投入到容器中，剧烈搅拌，使各组分分散均匀，并得到糊状物。将糊状物均匀铺放到传送带上，进入红外烘箱中进行加热，将水分迅速挥发掉，完全干燥好的糊状物经过压辊进行压实并控制产品的厚度形成片材，将辊压好的片材收卷，即可得到轻质防火复合板芯材。其中，所述空心陶瓷微珠的堆积密度为1.5g/cm3。
实施例4
将6份固含量为50％的聚氨酯乳液和10份水投入到装有搅拌器的容器中，搅拌均匀，然后将15份空心陶瓷微珠、5份偏硼酸钠、5份云母粉、5份氧化钙、3份植物纤维、5份碳酸钾和2份尾矿砂投入到容器中，剧烈搅拌，使各组分分散均匀，并得到糊状物。将糊状物均匀铺放到传送带上，进入红外烘箱中进行加热，将水分迅速挥发掉，完全干燥好的糊状物经过压辊进行压实并控制产品的厚度形成片材，将辊压好的片材收卷，即可得到轻质防火复合板芯材。其中，所述空心陶瓷微珠的堆积密度为1.5g/cm3。
实施例5
将20份固含量为50％的聚氨酯乳液和30份水投入到装有搅拌器的容器中，搅拌均匀，然后将60份空心陶瓷微珠、20份低温玻璃粉、15份偏硅酸钠、10份硼砂、5份磷酸盐玻璃粉、20份硫酸钡、20份高岭土、3份聚酯纤维、3份玄武岩纤维、20份二氧化钛和20份碳酸钙投入到容器中，剧烈搅拌，使各组分分散均匀，并得到糊状物。将糊状物均匀铺放到传送带上，进入红外烘箱中进行加热，将水分迅速挥发掉，完全干燥好的糊状物经过压辊进行压实并控制产品的厚度形成片材，将辊压好的片材收卷，即可得到轻质防火复合板芯材。其中，所述空心陶瓷微珠的堆积密度为1.5g/cm3。
实施例6
将6份固含量为50％的聚氨酯乳液和10份水投入到装有搅拌器的容器中，搅拌均匀，然后将10份空心陶瓷微珠、5份空心粉煤灰微珠、2份三氧化二硼、1份聚丙烯纤维、5份碳酸钾和5份尾矿砂投入到容器中，剧烈搅拌，使各组分分散均匀，并得到糊状物。将糊状物均匀铺放到传送带上，进入红外烘箱中进行加热，将水分迅速挥发掉，完全干燥好的糊状物经过压辊进行压实并控制产品的厚度形成片材，将辊压好的片材收卷，即可得到轻质防火复合板芯材。其中，所述空心陶瓷微珠的堆积密度为1.5g/cm3，所述粉煤灰空心微珠的堆积密度为0.2g/cm3。
对比例
将15份固含量为50％的EVA乳液与30份水，投入到装有搅拌器的不锈钢容器中，搅拌均匀，将75份氢氧化镁、15份碳酸钙和2.5份短切玻璃纤维投入到上述含有EVA乳液的容器中，剧烈搅拌，使各组分分散均匀，形成糊状物。将糊状物均匀铺放到传送带上，进入红外烘箱，将水分迅速挥发掉，完全干燥好的混合物经过压辊进行压实并控制产品的厚度形成片材，将辊压好的片材收卷，即可得到防火复合板芯材。
根据国家标准GB/T 10297-1998和GB14402－93对实施例1-6及对比例制备得到的防火复合板芯材的密度、燃烧热值、导热系数及在600℃加热30分钟后的芯材强度进行测量，结果如表1所示。
表1
由上表可以得知，添加空心微珠后，防火板芯材的密度和导热系数明显降低，有利于降低防火复合板材的整体重量，提高了产品的安全性；添加了陶瓷化粘结剂的芯材在600℃的温度条件下加热30分钟后，芯材仍具有一定的强度，保证了安全性，而未添加陶瓷化粘结剂的芯材完全粉末化，没有任何强度。
本发明的陶瓷化粘接剂在板材发生火灾时能够与无机填料发生陶瓷化，形成具有一定强度的陶瓷化材料，在有机聚合物发生分解后，复合板芯材仍具有较高的强度，保持了复合板芯材的完整性，从而避免出现由于复合板芯材粉末化而导致复合板芯材剥离、脱落和坍塌的现象，保证了安全性。本发明的防火复合板芯材中添加了空心微珠，空心微珠的堆积密度较低，从而大大降低了防火复合板芯材的密度，进而降低了防火复合板的整体重量，提高了安全性，此外，采用空心微珠，还可以提高防火复合板的隔热性能，提高了建筑的节能效果。本发明的防火复合板芯材的燃烧热值低于4MJ/kg，能满足建筑物的A级防火要求。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种轻质A级防火复合板芯材，其特征在于，包括以重量份计的以下组分：
所述有机聚合物选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸共聚物、聚氨酯的一种或几种；
所述陶瓷化粘接剂选自硼化物、硼酸盐、硅酸盐、磷酸盐玻璃粉、低温玻璃粉的一种或几种；
所述无机填料选自氢氧化镁、氢氧化铝、滑石粉、云母、碳酸钙、高岭土、黏土、硅灰石、珍珠岩、二氧化硅、硫酸钡、石膏、氧化钙、二氧化钛、碳酸钾、尾矿砂的一种或多种。
2.如权利要求1所述的轻质A级防火复合板芯材，其特征在于，所述硼化物为三氧化二硼。
3.如权利要求1所述的轻质A级防火复合板芯材，其特征在于，所述硼酸盐选自硼砂、硼酸锌、偏硼酸钠的一种或几种。
4.如权利要求1所述的轻质A级防火复合板芯材，其特征在于，所述硅酸盐选自硅酸钠、偏硅酸钠的一种或两种。
5.如权利要求1所述的轻质A级防火复合板芯材，其特征在于，所述空心微珠的堆积密度为0.2～1.5g/cm3。
6.如权利要求1或5所述的轻质A级防火复合板芯材，其特征在于，所述空心微珠选自空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠、空心粉煤灰微珠的一种或几种。
7.如权利要求1所述的轻质A级防火复合板芯材，其特征在于，所述纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维、植物纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯氰纤维的一种或几种。
8.如权利要求1所述的轻质A级防火复合板芯材，其特征在于，所述轻质A级防火复合板芯材的密度为0.6～1.4g/cm3。
9.一种如权利要求1-8中任意一项所述的轻质A级防火复合板芯材的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
将3～10份有机聚合物制成水性乳液或悬浮液，然后将所述水性乳液或所述悬浮液、适量水、10～80份无机填料、2～50份陶瓷化粘接剂、15～60份空心微珠和1～6份纤维投入到容器中，搅拌以形成分散均匀的糊状物，然后将糊状物均匀铺放在承载装置上，之后对糊状物进行加热以除掉糊状物中的水分，然后糊状物经过压辊成型，即得到所述轻质A级防火复合板芯材。
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