CN107226673A - 一种保温防火板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种保温防火板材及其制备方法,器板材由以下重量份的原料组成:EPS颗粒30~80份、纤维添加物15~30份、耐火材料30~70份、阻燃剂20~30份、粘结剂30~50份、偶联剂0.1~1份、复合碱激发剂1~2份、苯乙烯‑丙烯酸酯共聚物乳液1~2份、紫外线吸收剂1~5份。通过本发明制备的板材不但具有成本低、强度高、轻质、保温和隔音等优点,而且还具有防火等级高的优点,适合推广。

Description

一种保温防火板材及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料领域,具体涉及一种保温防火板材及其制备方法。
背景技术
近年来多起建筑物火灾事件的发生,促使防火材料在建筑上的大量应用,防火材料可以在火灾发生时阻止火势蔓延,为消防人员灭火提供了宝贵的时间,从而减少了人员伤亡和财产损失。而对防火材料本身而言,防火等级越高、耐温极限时间越长,从安全的角度来看就越好,若一种材料既能防火,又能保温隔音,则更加符合人们的需求。目前市面上通常使用的防火保温隔音建材,多用水泥与泡沫颗粒混合,经压制而成,这种建材遇火不会就显得有些不足,不能达到防火保温的目的。
而EPS板(可发性聚苯乙烯板)具有质轻、价廉、导热率低、吸水性小、电绝缘性能好、隔音、防震、防潮、成型工艺简单等优点,被广泛用作建筑、船舶、汽车、火车、冷藏、冷冻等保温绝热、隔音、抗震材料。
虽然,EPS板在较多领域中得到使用,但大多数为一次性使用,因此每年大约有上千万立方米废弃的EPS板,由于处理与降解困难而成为危害环境的白色污染。因此,利用大量废弃的EPS废料来制备板材,不仅有环保、利废的作用,而且由于EPS板材的轻质保温性能,制备的板材相对于普通板材更具有轻质、隔热、节能等优越性能。但是,一般的EPS板防火等级仅为B2级,属于易燃的保温材料,因此,设计一种既带有轻质、隔热、节能、保温优点,又带有较高防火等级的EPS板材是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种以废弃聚苯乙烯泡沫塑料为材料制成的隔音防火板材及其制备方法,通过此方法制备的板材不但具有成本低、强度高、轻质、保温和隔音等优点,而且还具有防火等级高的优点。
为实现上述发明目的,本发明是通过如下技术方案来实现的:
一种保温防火板材,由以下重量份的原料组成:EPS颗粒30~80份、纤维添加物15~30份、耐火材料30~70份、阻燃剂20~30份、粘结剂30~50份、偶联剂0.1~1份、复合碱激发剂1~2份、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液1~2份、紫外线吸收剂1~5份。
进一步的,所述的耐火材料由下列重量份的原料制成:红磷10~15份、膨胀石墨5~10份、珍珠岩10~15份、氧化镁10~15份、钛白粉4~7份、水泥12~16份、粉煤灰10~20份、硅溶胶12~16份;制备方法为:将红磷、膨胀石墨、珍珠岩、氧化镁、钛白粉、水泥、粉煤灰混合,边搅拌边加入硅溶胶,分散研磨成颗粒,即得。
进一步的,所述的粘结剂为脲醛树脂、酚醛树脂、有机硅树脂当中的一种或多种。
进一步的,所述的EPS颗粒是采用EPS板破碎而成,粒度为2~4mm。
进一步的,所述的复合碱激发剂是由NaOH和水玻璃组成,复合碱激发剂的模数为1.2。
进一步的,所述的偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、三异硬酯酸钛酸异丙酯和二(二辛基焦磷酰氧基)氧代酯酸钛按重量份数为2~9:2~10:4~15的混合物。
进一步的,所述的阻燃剂为磷酸三乙酯、三芳基磷酸酯和磷酸三甲苯酯按重量份数比为2~4:5~7:7~10的混合物。
进一步的,所述纤维添加物为不规则椰壳纤维球,所述椰壳纤维球由胶水粘结而成,所述纤维球直径为1~0.5cm。
一种保温防火板材的制备方法,具体步骤如下:
(1)准确取各组分,先将耐火材料加入到粘结剂中,再加入偶联剂、阻燃剂和紫外线吸收剂,充分搅拌分散;
(2)将步骤(1)搅拌分散后的物料再与EPS颗粒、复合碱激发剂、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液和纤维添加物混合并搅拌分散,而后加入成型机中蒸汽加热,蒸汽的压力为0.2MPa,通蒸汽加热时间为30s,即得保温防火板材;
(3)将步骤(2)得到的保温防火板材进行烘干,烘干分为低温区和高温区,首先进入低温区进行烘干,烘干温度为60℃,烘干时间20分钟;再进入高温区进行烘干,烘干温度为200-400℃,烘干时间20-40分钟。
本发明的有益效果为:通过本发明制备的一种保温防火板材,耐火材料为红磷、膨胀石墨、珍珠岩、氧化镁、钛白粉、水泥、粉煤灰,通过粘结剂和偶联剂先进行处理,使此板材达到耐火防火的作用;通过自制的复合碱激发剂来使耐火材料在EPS颗粒中进行激发,使EPS颗粒更好的分散到耐火材料中,并且在此过程中还省去了缓凝剂的加入;而将废弃的EPS破碎成颗粒作为原材料的使用,不但使此板材具有EPS板本身自带的保温优点,而且也使其带有环保利废的优点;另外,本发明中的纤维添加物可在板材中央设置不规则的中空纤维球,降低板材密度,同时保证板材具有较高的重量,所述纤维添加物为不规则椰壳纤维球,所述椰壳纤维球由胶水粘结而成,所述纤维球直径为1-0.5cm,采用不规则形状保证了结构强度不易松散移动,同时降低板材密度,也增加此板材的隔音和保温效果。因此,本发明的保温防火板材具有保温、隔音和防火等优点,适合推广。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种保温防火板材,由以下重量份的原料组成:EPS颗粒30份、不规则椰壳纤维球20份、耐火材料50份、阻燃剂30份、脲醛树脂30份、偶联剂0.5份、复合碱激发剂1份、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液2份、紫外线吸收剂5份。
其中,耐火材料由下列重量份的原料制成:红磷10份、膨胀石墨7份、珍珠岩10份、氧化镁15份、钛白粉7份、水泥14份、粉煤灰15份、硅溶胶14份;制备方法为:将红磷、膨胀石墨、珍珠岩、氧化镁、钛白粉、水泥、粉煤灰混合,边搅拌边加入硅溶胶,分散研磨成颗粒,即得。
所述的EPS颗粒是采用EPS板破碎而成,粒度为2~4mm。
所述的复合碱激发剂是由NaOH和水玻璃组成,复合碱激发剂的模数为1.2。
所述的偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、三异硬酯酸钛酸异丙酯和二(二辛基焦磷酰氧基)氧代酯酸钛按重量份数为2:10:12的混合物。
所述的阻燃剂为磷酸三乙酯、三芳基磷酸酯和磷酸三甲苯酯按重量份数比为3:5:9的混合物。
所述不规则椰壳纤维球由胶水粘结而成,纤维球直径为1~0.5cm。
一种保温防火板材的制备方法,具体步骤如下:
(1)准确取各组分,先将耐火材料加入到粘结剂中,再加入偶联剂、阻燃剂和紫外线吸收剂,充分搅拌分散;
(2)将步骤(1)搅拌分散后的物料再与EPS颗粒、复合碱激发剂、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液和不规则椰壳纤维球混合并搅拌分散,而后加入成型机中蒸汽加热,蒸汽的压力为0.2MPa,通蒸汽加热时间为30s,即得保温防火板材;
(3)将步骤(2)得到的保温防火板材进行烘干,烘干分为低温区和高温区,首先进入低温区进行烘干,烘干温度为60℃,烘干时间20分钟;再进入高温区进行烘干,烘干温度为200℃,烘干时间30分钟。
经测试,实施例1制备的保温防火板材的阻燃等级达到GB 8624-2012中A2级,表观密度为34~36Kg/m3,导热系数为0.038~0.042W/m·k,抗压强度为0.30~0.32MPa,压缩强度为252~254KPa,体积吸水率≤1.0%,尺寸稳定性≤1.2。
实施例2
一种保温防火板材,由以下重量份的原料组成:EPS颗粒50份、不规则椰壳纤维球15份、耐火材料30份、阻燃剂20份、酚醛树脂40份、偶联剂0.1份、复合碱激发剂2份、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液1份、紫外线吸收剂3份。
其中,耐火材料由下列重量份的原料制成:红磷15份、膨胀石墨5份、珍珠岩15份、氧化镁12份、钛白粉4份、水泥12份、粉煤灰10份、硅溶胶12份;制备方法为:将红磷、膨胀石墨、珍珠岩、氧化镁、钛白粉、水泥、粉煤灰混合,边搅拌边加入硅溶胶,分散研磨成颗粒,即得。
所述的EPS颗粒是采用EPS板破碎而成,粒度为2~4mm。
所述的复合碱激发剂是由NaOH和水玻璃组成,复合碱激发剂的模数为1.2。
所述的偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、三异硬酯酸钛酸异丙酯和二(二辛基焦磷酰氧基)氧代酯酸钛按重量份数为5:7:15的混合物。
所述的阻燃剂为磷酸三乙酯、三芳基磷酸酯和磷酸三甲苯酯按重量份数比为4:7:10的混合物。
所述不规则椰壳纤维球由胶水粘结而成,所述纤维球直径为1~0.5cm。
一种保温防火板材的制备方法,具体步骤如下:
(1)准确取各组分,先将耐火材料加入到粘结剂中,再加入偶联剂、阻燃剂和紫外线吸收剂,充分搅拌分散;
(2)将步骤(1)搅拌分散后的物料再与EPS颗粒、复合碱激发剂、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液和不规则椰壳纤维球混合并搅拌分散,而后加入成型机中蒸汽加热,蒸汽的压力为0.2MPa,通蒸汽加热时间为30s,即得保温防火板材;
(3)将步骤(2)得到的保温防火板材进行烘干,烘干分为低温区和高温区,首先进入低温区进行烘干,烘干温度为60℃,烘干时间20分钟;再进入高温区进行烘干,烘干温度为300℃,烘干时间20分钟。
经测试,实施例2制备的保温防火板材的阻燃等级达到GB 8624-2012中A2级,表观密度为31~34Kg/m3,导热系数为0.040~0.044W/m·k,抗压强度为0.33~0.37MPa,压缩强度为260~262KPa,体积吸水率≤1.0%,尺寸稳定性≤1.2。
实施例3
一种保温防火板材,由以下重量份的原料组成:EPS颗粒80份、不规则椰壳纤维球30份、耐火材料70份、阻燃剂25份、有机硅树脂50份、偶联剂1份、复合碱激发剂1.5份、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液1.5份、紫外线吸收剂1份。
其中,所述的耐火材料由下列重量份的原料制成:红磷12份、膨胀石墨10份、珍珠岩12份、氧化镁10份、钛白粉6份、水泥16份、粉煤灰20份、硅溶胶16份;制备方法为:将红磷、膨胀石墨、珍珠岩、氧化镁、钛白粉、水泥、粉煤灰混合,边搅拌边加入硅溶胶,分散研磨成颗粒,即得。
所述的EPS颗粒是采用EPS板破碎而成,粒度为2~4mm。
所述的复合碱激发剂是由NaOH和水玻璃组成,复合碱激发剂的模数为1.2。
所述的偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、三异硬酯酸钛酸异丙酯和二(二辛基焦磷酰氧基)氧代酯酸钛按重量份数为9:2:4的混合物。
所述的阻燃剂为磷酸三乙酯、三芳基磷酸酯和磷酸三甲苯酯按重量份数比为2:6:7的混合物。
所述不规则椰壳纤维球由胶水粘结而成,所述纤维球直径为1~0.5cm。
一种保温防火板材的制备方法,具体步骤如下:
(1)准确取各组分,先将耐火材料加入到有机硅树脂中,再加入偶联剂、阻燃剂和紫外线吸收剂,充分搅拌分散;
(2)将步骤(1)搅拌分散后的物料再与EPS颗粒、复合碱激发剂、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液和不规则椰壳纤维球混合并搅拌分散,而后加入成型机中蒸汽加热,蒸汽的压力为0.2MPa,通蒸汽加热时间为30s,即得保温防火板材;
(3)将步骤(2)得到的保温防火板材进行烘干,烘干分为低温区和高温区,首先进入低温区进行烘干,烘干温度为60℃,烘干时间20分钟;再进入高温区进行烘干,烘干温度为400℃,烘干时间40分钟。
经测试,实施例3制备的保温防火板材的阻燃等级达到GB 8624-2012中A2级,表观密度为34~35Kg/m3,导热系数为0.040~0.043W/m·k,抗压强度为0.30~0.32MPa,压缩强度为250~252KPa,体积吸水率≤1.0%,尺寸稳定性≤1.2。
从以上实施例可以看出,本发明保温防火板材的强度、防火性能和保温性能都很优异,符合国家标准。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种保温防火板材,其特征在于,由以下重量份的原料组成:EPS颗粒30~80份、纤维添加物15~30份、耐火材料30~70份、阻燃剂20~30份、粘结剂30~50份、偶联剂0.1~1份、复合碱激发剂1~2份、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液1~2份、紫外线吸收剂1~5份。
2.根据权利要求1所述的一种保温防火板材,其特征在于,所述的耐火材料由下列重量份的原料制成:红磷10~15份、膨胀石墨5~10份、珍珠岩10~15份、氧化镁10~15份、钛白粉4~7份、水泥12~16份、粉煤灰10~20份、硅溶胶12~16份;制备方法为:将红磷、膨胀石墨、珍珠岩、氧化镁、钛白粉、水泥、粉煤灰混合,边搅拌边加入硅溶胶,分散研磨成颗粒,即得。
3.根据权利要求1所述的一种保温防火板材,其特征在于,所述的粘结剂为脲醛树脂、酚醛树脂、有机硅树脂当中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种保温防火板材,其特征在于,所述的EPS颗粒是采用EPS板破碎而成,粒度为2~4mm。
5.根据权利要求1所述的一种保温防火板材,其特征在于,所述的复合碱激发剂是由NaOH和水玻璃组成,复合碱激发剂的模数为1.2。
6.根据权利要求1所述的一种保温防火板材,其特征在于,所述的偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、三异硬酯酸钛酸异丙酯和二(二辛基焦磷酰氧基)氧代酯酸钛按重量份数为2~9:2~10:4~15的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种保温防火板材,其特征在于,所述的阻燃剂为磷酸三乙酯、三芳基磷酸酯和磷酸三甲苯酯按重量份数比为2~4:5~7:7~10的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种保温防火板材,其特征在于,所述纤维添加物为不规则椰壳纤维球,所述椰壳纤维球由胶水粘结而成,所述纤维球直径为1~0.5cm。
9.一种保温防火板材的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)准确取各组分,先将耐火材料加入到粘结剂中,再加入偶联剂、阻燃剂和紫外线吸收剂,充分搅拌分散;
(2)将步骤(1)搅拌分散后的物料再与EPS颗粒、复合碱激发剂、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液和纤维添加物混合并搅拌分散,而后加入成型机中蒸汽加热,蒸汽的压力为0.2MPa,通蒸汽加热时间为30s,即得保温防火板材;
(3)将步骤(2)得到的保温防火板材进行烘干,烘干分为低温区和高温区,首先进入低温区进行烘干,烘干温度为60℃,烘干时间20分钟;再进入高温区进行烘干,烘干温度为200-400℃,烘干时间20-40分钟。
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