CN107338059A - 一种防水防火板材材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防水防火板材材料，旨在提供一种防水效果好的板材材料。包括以下重量份的组分制成：硅酸铝65‑70重量份，憎水剂5‑8重量份，氢氧化镁6‑7重量份，碳化钛2‑3重量份。本发明板材材料具有防水防火效果好的特点，能够适用于不同场合。另外本发明还提供了一种防水防火板材材料的制备方法。

Description

一种防水防火板材材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防火材料领域，尤其是涉及一种防火材料及其制备方法。

背景技术

建筑板材的性能和功能各不相同，生产新型建筑板材的原料和工艺方法也各不相同。就其发展的情况而言，有的建筑板材重在花色，花色品种层出不穷，如装饰材料；有的板材重在功能，如保温材料；有的建筑板材则通过深加工衍生出多个品种，如新型建筑板材等。不同的板材采用的原料不同，生产工艺不同，其性能和功能和功用也不同。

卤素材料常被作为阻燃添加剂，使制得的材料具有良好的阻燃性能，卤素阻燃剂是热塑性聚合物通用的防燃烧剂，常和三氧化二锑材料结合使用。但含卤素的产品在燃烧时，会产生高浓度毒性和腐蚀性气体，危害人类身体健康，同时使最终成品回收利用率复杂化。

中国专利公开号CN103524074A公开了一种净化车间防火板材，该种防火板材以石灰石粉为主料，以木质纤维素、双醛淀粉、碳酸二甲酯、聚碳酸酯、铝矾土、钾长石粉为辅料制备而成。该板材所使用的主料石灰石随具有一定的抗火性能，但是板材不具有防水性能，对建材的应用范围造成一定的局限性。

发明内容

本发明是为了克服现有技术防火板材不防水、强度低的问题，提供一种防水效果好、强度高的板材材料。

本发明还提供了一种防水防火板材材料的制备方法。

本发明采用以下技术方案：一种防水防火板材材料，包括以下重量份的组分制成：硅酸铝 65-70重量份，憎水剂 5-8重量份，氢氧化镁6-7重量份，碳化钛2-3重量份。

硅酸铝具有低导热率优良的热稳定性及化学稳定性，不含粘结剂和腐蚀性物质。本发明使用硅酸铝为该防火板材的填料，使用氢氧化镁和碳化钛为添加剂能大大提高该防火板材的防火性能。

作为优选，所述憎水剂包括有机硅和硬脂酸钙中的至少一种。

有机硅和硬脂酸钙具有良好的抗水性，本发明使用有机硅和硬脂酸钙为该防火板的

防水剂可以使板材具有优良的防水性能。

作为优选，所述有机硅与硬脂酸钙混合的重量比为1：2-4。

使用有机硅和硬脂酸钙混合的比重在1：2-4时，大大提高了该防火板的防水性能。

作为优选，所述板材材料还包括12-15重量份的改性硅灰，改性硅灰的改性方法如下：

（1）将硅灰加入活化剂水溶中，加入搅拌，烘干后加入碳酸钾和磷酸二氢铝，经过煅烧冷却至常温；

（2）将乙酸二乙醇酰胺、聚异戊二烯和柠檬酸钾钠分别加入去离子水中混合并搅拌分散，再加入N,N-二仲丁基对苯二胺、丁基硫醇锡，加热直至水完全蒸干；

（3）将上述步骤（1）、步骤（2）得到的物料混合均匀，加入缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷，35-40℃下保温搅拌，得到烷基化混料；

（4）将聚乙烯醇加入到去离子水中，搅拌均匀后加入步骤（3）得到的烷基化混料，调节温度为45-60 ℃，在氮气的保护下，依次加入甲基丙烯酸乙酯、二乙烯苯、偶氮二异庚腈，搅拌反应，反应结束后用去离子水洗涤，最后进行真空干燥。

将聚异戊二烯与硅灰混合大大提高了混料的整体强度。利用硅灰和缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷混和使硅灰表面硅烷基化，然后将甲基丙烯酸乙酯接枝到硅烷基化表面，不但提高了体系的粘合性和稳定性，还提高了体系的抗水性。将改性硅灰添加到板材材料中能有效提高板材的强度。

作为优选，所述步骤（1）中煅烧使用的温度为650-700℃ 。

作为优选，所述步骤（1）中的硅灰、碳酸钾和磷酸二氢铝的重量比为85-90：12-15：

5-8。

作为优选，所述步骤（1）得到的物料与步骤（2）得到的物料相混合的重量比为

80：7-9。

步骤（1）得到的物料与步骤（2）得到的物料相混合的重量比为80：7-9时，

缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷与硅灰混合的较为均匀，得到的烷基化混料的流动性和分散性更好。

作为优选，步骤4中聚乙烯醇、烷基化混料、甲基丙烯酸乙酯、二乙烯苯、偶氮二

异庚腈的混合重量比为：2-3：21-23：16-19：1-2：0.8-1。

当聚乙烯醇、烷基化混料、甲基丙烯酸乙酯、二乙烯苯、偶氮二异庚腈的混合

重量比在2-3：21-23：16-19：1-2：0.8-1范围时，得到的改性过的硅灰同时具有较优的粘合性能、稳定性能和防水性能。

作为优选，所述一种防水防火板材材料的制备方法包括如下步骤：

（1）将硅酸铝、改性粉煤灰、碳化钛混合均匀；

（2）将混合后的物料加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁和憎水剂混料。

作为优选，所述所螺杆挤出机各区段温度分别为：一区温度190-220℃，二区温度

230-250℃，三区温度260-290℃。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）本发明采用有机硅和硬脂酸钙混合料作

为防火板材的防水剂大大调高了板材的防水性能；（2）本发明利用硅灰和缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷混和使硅灰表面硅烷基化，然后将甲基丙烯酸乙酯接枝到硅烷基化表面，不但提高了体系的粘合性和稳定性，还提高了体系的抗水性。将改性硅灰添加到板材中能有效提高板材的强度，另外改性硅灰添加到板材材料中还提高了防水性能。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。

本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1

一种防水防火板材材料，由以下重量份的原料组成：硅酸铝65重量份，憎水剂 5重量份，改性硅灰12重量份、氢氧化镁6重量，碳化钛2重量份。

其中憎水剂中有机硅3重量份，硬酯酸钙4重量份。

改性硅灰通过以下方法制备而得：

（1）将5重量份的氟硅酸钾、3重量份的氯化钠和0.5重量份的肌醇六磷酸加入到100重量份的去离子水中搅拌配制成活化剂水溶液。将硅灰85重量份加入活化剂水溶中，在水浴锅中加热到60℃，搅拌1个小时，取出放入烘箱中烘干后加入12重量份碳酸钾和5重量份磷酸二氢铝，在650℃条件下煅烧3小时后冷却至常温；

（2）将2重量份乙酸二乙醇酰胺、3重量份聚异戊二烯和0.5重量份柠檬酸钾钠分别加入80重量份去离子水中混合并搅拌分散，再加入2重量份N,N-二仲丁基对苯二胺和0.3重量份丁基硫醇锡，加热到90℃，直至水完全蒸干；

（3）将80重量份上述步骤（1）得到的煅烧料与7重量份步骤（2）得到的物料混合均匀，加入40重量份缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷，加热到35℃，搅拌8小时后得到烷基化混料；

（4）将2重量份聚乙烯醇加入到90重量份去离子水中，搅拌均匀后加入步骤（3）得到的21重量份烷基化混料，加热到50℃，在氮气的保护下，依次加入16重量份甲基丙烯酸乙酯、1重量份二乙烯苯、0.8重量份偶氮二异庚腈，搅拌4个小时，使其充分反应，反应结束后用去离子水洗涤，最后进行真空干燥。

其中本发明一种防水防火的板材材料的一种制备方法为：

（1）将硅酸铝65重量份，改性硅灰12重量份，碳化钛2重量份混合均匀；

（2）将混合后的物料加入双螺杆挤出机的进料口中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁6重量份、憎水剂5重量份的混料，熔融过程中调节螺杆挤出机各区段温度分别为：一区温度190℃，二区温度230℃，三区温度260℃，然后挤出的物料置于空气中冷却，最后进行切粒得到防火材料。

实施例2

一种防水防火板材材料，由以下重量份的原料组成：硅酸铝68重量份，憎水剂 6重量份，改性硅灰14重量份，氢氧化镁7重量，碳化钛3重量份。

其中憎水剂中有机硅3重量份，硬酯酸钙5重量份。

其中改性硅灰通过以下方法制备而得：

（1）将5重量份的氟硅酸钾、3重量份的氯化钠和0.5重量份的肌醇六磷酸加入到100重量份的去离子水中搅拌配制成活化剂水溶液。将硅灰87重量份加入活化剂水溶中，在水浴锅中加热到60℃，搅拌1个小时，取出放入烘箱中烘干后加入14重量份碳酸钾和6重量份磷酸二氢铝，在670℃条件下煅烧3小时后冷却至常温；

（2）将2重量份乙酸二乙醇酰胺、3重量份聚异戊二烯和0.5重量份柠檬酸钾钠分别加入80重量份去离子水中混合并搅拌分散，再加入2重量份N,N-二仲丁基对苯二胺和0.3重量份丁基硫醇锡，加热到90℃，直至水完全蒸干；

（3）将80重量份上述步骤（1）得到的煅烧料与8重量份步骤（2）得到的物料混合均匀，加入42重量份缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷，加热到35℃，搅拌8小时后得到烷基化混料；

（4）将3重量份聚乙烯醇加入到90重量份去离子水中，搅拌均匀后加入22重量份步骤（3）得到的烷基化混料，加热到50℃，在氮气的保护下，依次加入17重量份甲基丙烯酸乙酯、1重量份二乙烯苯、0.9重量份偶氮二异庚腈，搅拌5个小时，使其充分反应，反应结束后用去离子水洗涤，最后进行真空干燥。

其中本发明一种防水防火板材材料的一种制备方法为：

（1）将硅酸铝68重量份，改性硅灰14重量份，碳化钛3重量份混合均匀；

（2）将混合后的物料加入双螺杆挤出机的进料口中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁7重量份、憎水剂6重量份的混料，熔融过程中调节螺杆挤出机各区段温度分别为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度270℃，然后挤出的物料置于空气中冷却，最后进行切粒得到防火材料。

实施例3

一种防水防火板材材料，由以下重量份的原料组成：硅酸铝70重量份，憎水剂 8重量份，改性硅灰15重量份，氢氧化镁7重量份，碳化钛3重量份。

其中憎水剂中有机硅3重量份，硬酯酸钙6重量份。

其中改性硅灰通过以下方法制备而得：

（1）将5重量份的氟硅酸钾、3重量份的氯化钠和0.5重量份的肌醇六磷酸加入到100重量份的去离子水中搅拌配制成活化剂水溶液。将硅灰90重量份加入活化剂水溶中，在水浴锅中加热到60℃，搅拌1个小时，取出放入烘箱中烘干后加入15重量份碳酸钾和8重量份磷酸二氢铝，在670℃条件下煅烧3小时后冷却至常温；

（2）将2重量份乙酸二乙醇酰胺、3重量份聚异戊二烯和0.5重量份柠檬酸钾钠分别加入80重量份去离子水中混合并搅拌分散，再加入2重量份N,N-二仲丁基对苯二胺和0.3重量份丁基硫醇锡，加热到90℃，直至水完全蒸干；

（3）将80重量份上述步骤（1）得到的煅烧料与9重量份步骤（2）得到的物料混合均匀，加入43重量份缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷，加热到35℃，搅拌8小时后得到烷基化混料；

（4）将3重量份聚乙烯醇加入到90重量份去离子水中，搅拌均匀后加入23重量份步骤（3）得到的烷基化混料，加热到50℃，在氮气的保护下，依次加入19重量份甲基丙烯酸乙酯、2重量份二乙烯苯、1重量份偶氮二异庚腈，搅拌5个小时，使其充分反应，反应结束后用去离子水洗涤，最后进行真空干燥。

其中本发明一种防水防火板材材料的一种制备方法为：

（1）将硅酸铝70重量份，改性硅灰15重量份，碳化钛3重量份混合均匀；

（2）将混合后的物料加入双螺杆挤出机的进料口中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁7重量份、憎水剂8重量份的混料，熔融过程中调节螺杆挤出机各区段温度分别为：一区温度220℃，二区温度250℃，三区温度290℃，然后挤出的物料置于空气中冷却，最后进行切粒得到防火材料。

Claims (10)

1.一种防水防火板材材料，其特征是，包括以下重量份的组分：硅酸铝 65-70重量份，憎水剂 5-8重量份，氢氧化镁6-7重量份，碳化钛2-3重量份。

2.根据权利要求1所述的一种防水防火板材材料，其特征是，所述憎水剂包括有机硅和硬脂酸钙中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的一种防水防火板材材料，其特征是所述有机硅与硬脂酸钙混合的重量比为3：4-6。

4.根据权利要求1所述的一种防水防火板材材料，其特征是，还包括12-15重量份的改性硅灰。

5.根据权利要求4所述的一种防水防火板材材料，其特征是，所述硅灰的改性方法如下：

（1）将硅灰加入活化剂水溶中，加入搅拌，烘干后加入碳酸钾和磷酸二氢铝，经过煅烧冷却至常温；

（2）将乙酸二乙醇酰胺、聚异戊二烯和柠檬酸钾钠分别加入去离子水中混合并搅拌分散，再加入N,N-二仲丁基对苯二胺、丁基硫醇锡，加热直至水完全蒸干；

（3）将上述步骤1、步骤2得到的物料混合均匀，加入缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷，35-40℃下保温搅拌，得到烷基化混料；

（4）将聚乙烯醇加入到去离子水中，搅拌均匀后加入步骤3得到的烷基化混料，调节温度为45-60 ℃，在氮气的保护下，依次加入甲基丙烯酸乙酯、二乙烯苯、偶氮二异庚腈，搅拌反应，反应结束后用去离子水洗涤，最后进行真空干燥。

6.根据权利要求5所述的一种防水防火板材材料，其特征是，所述步骤1中的煅烧温度为650-700℃ 。

7.根据权利要求5所述的一种防水防火板材材料，其特征事，所述步骤1中的硅灰、碳酸钾和磷酸二氢铝的重量比为85-90：12-15：5-8。

8.根据权利要求5所述的一种防水防火板材材料，其特征是，步骤4中聚乙烯醇、烷基化混料、甲基丙烯酸乙酯、二乙烯苯、偶氮二异庚腈的混合重量比为：2-3：21-23：16-19：1-2：0.8-1。

9.一种如权利要求1所述的一种防水防火板材材料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：

（1）将硅酸铝、改性粉煤灰、碳化钛混合均匀；

（2）将混合后的物料加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁和憎水剂的混料，熔融、挤出、干燥、切粒得到防火材料。

10.根据权利要求9所述的一种防水防火板材材料的制备方法，其特征是，所述所螺杆挤出机各区段温度分别为：一区温度190-220℃，二区温度230-250℃，三区温度260-290℃。