CN112266625A - 一种高韧度高耐燃发泡材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高韧度高耐燃发泡材料，包括下列重量份的原料：氢氧化镁83％～93％，木糠粉9％～12％，珍珠岩3.5％～6％，玻纤布2％～4.5％，发泡剂0.3～1.5％。进一步地，还提供了该高韧度高耐燃发泡材料的制备方法，包括：(1)将各种材料蓬松化、粉碎化处理；(2)将发泡剂稀释，然后与其他材料一并混合均匀，置于模具中自发泡。通过上述方式制得的材料，尤其适合用作防火板芯材，而且通过测试，该防火板芯材达到A1级防火性能，无毒无烟无气味释出，其韧度、抗裂度、强度均比市面上的产品更佳。
Description
技术领域
本发明涉及防火阻燃材料技术领域，特别是涉及一种高韧度高耐燃发泡材料及其制备方法和应用。
背景技术
目前，PVC树脂、聚氨酯等材料由于具有较好的溶解聚合性能和强度，被广泛地应用于防火板材的制造中，如地板革、地板砖、发泡材料等。但PVC材料和聚氨酯等常用材料具有较强极性，制出的防火板材硬度和脆性均较大，容易断裂。常用的解决办法是，通过对PVC或聚氨酯材料进行改性处理，使其具有更佳的延展性，但往往只能在其中添加最多30％～40％的阻燃剂，阻燃剂过量也会重新引起制出的板材硬度和脆性增加的问题。
基于上述现有技术的缺陷，本发明重新设计一种高韧度高防火性、耐热性的发泡材料的配方，使其具有较强的韧度、延展性，且防火性能可同时达到A1级别。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高韧度、高防火、且无毒无卤释放的环保防火材料。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高韧度高耐燃发泡材料，其特征在于，包括下列重量份的原料：氢氧化镁83％～93％，木糠粉9％～12％，珍珠岩3.5％～6％，玻纤布2％～4.5％，发泡剂0.3～1.5％。
优选地，所述发泡剂为由济南镁嘉图新型材料开发有限公司生产的GX-7#发泡剂。
优选地，所述氢氧化镁为的粒径为微米级别，且为非结晶状态。氢氧化镁为的粒径最好为不超过800目，优选为300～500目。
优选地，所述珍珠岩的粒度不超过600μm。
优选地，所述玻纤布的粒度不超过1mm。
进一步地，所述高韧度高耐燃发泡材料的原料中，还可以包括氧化镁0～5.5％和/或氯化镁 0～2.5％。
现有的防火板多数采用氯化镁和氧化镁的混合物作为主要的防火材料，俗称玻镁板，而玻镁板普遍存在几个问题：(1)返卤、返碱，使得产品性质不稳定，板材表面形成霜状结晶；(2)翘曲、变形；(3)强度高，柔韧度不足，板材容易发脆开裂；(4)原材料含有卤素、有机添加剂，使得燃烧时板材会释放出有机气体，不利于环保和人体健康。
传统的防火材料中，也有采用氢氧化镁的，但是其作为辅助阻燃剂，而且用量一般不超过50％，由于传统的防火材料中，将氢氧化镁和其他聚合材料或有机耐燃材料混合，而氢氧化镁呈晶粒状，且与其他材料的膨胀系数相差较远，使得发泡出的板材间隙较大，而且容易产生裂纹。
而本发明的技术方案，摒弃了传统的有机原材料，将氢氧化镁采用氢氧化镁作为防火主材料，而且将其用量提高至80％以上，不添加其他高聚物和有机助剂，并且采用非结晶体将其粉碎至微米级别的粉末，使其与其他辅料混合得更均匀，且发泡时材料内部的结构更紧密细致，不易形成较大的间隙。氢氧化镁具有较佳的吸热性能和阻燃性能，而且无毒、低烟及分解后生成的氧化镁化学性质稳定，不产生二次污染。
木糠粉，质地疏松多孔，作为填充材料，可减少防火材料的质量；与微米级的氢氧化镁混合，氢氧化镁进入到木糠粉的多孔间隙中，发泡时，木糠粉具有膨化作用，能减少较大的间隙和孔道产生；而且木糠粉能在一定程度上增加材料的韧性。
珍珠岩，具有密度轻、导热系数低、化学稳定性好、无毒无味等优点。一般采用珍珠岩制作防火板，其粒度为毫米级别，便于压制。而本发明采用了超细粉碎化的珍珠岩，一方面能为防火材料提供一定硬度，另一方面增加珍珠岩的分散度、能减少材料发泡后的间隙。
玻纤布，具有较强的抗拉性、韧性和抗静电性。玻纤布的成分包括玻璃纤维和无纺布材料复合而成的，属于无机非金属材料，其能够同时增加材料的强度和韧性，使产品具有抗开裂的性质；氢氧化镁单体容易在材料表面聚积负电荷，使材料产生静电，而混合玻纤布后能中和氢氧化镁的带电显性。
本发明还提供了该高韧度高耐燃发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将木糠粉蓬松处理，玻纤布粉碎成粒度不超过1mm，珍珠岩粉碎成粒度不超过600 μm，氢氧化镁粉碎成粒度不超过800目；
(2)将发泡剂加入50～80倍水混合稀释，然后与其余材料混合均匀，置于槽形模具中待其自发泡；
(3)步骤(2)的中所述的发泡剂，其条件是：温度为室温，湿度为50～60％，发泡时间 10～16小时。
该高韧度高耐燃发泡材料，尤其适合在制备防火材料中应用，特别是制备成板块形状的防火材料，用于制作防火墙、防火地砖。具体可以作为防火板的芯材使用，将其制备成板块状芯材后，在所述板块状芯材的两侧通过防水粘合剂黏合上装饰铝板，制成适合用作墙面的防火板。
本发明提供的高韧度高耐燃发泡材料及其制备与应用，与现有技术相比，具体以下特点和优异效果：
1、本发明提供的高韧度高耐燃发泡材料，无需采用PVC树脂、聚氨酯等材料，采用木糠粉和植物纤维替代，使产品的硬度和脆性大大降低、而使韧度增强；
2、木糠粉蓬松的结构，与植物纤维混合后形成蓬松的多孔结构，使材料在自发泡的过程中，气体能更均匀地散布且缓慢释放，发泡效率提高，发泡过程安全易控。
3、本发明所提供的发泡材料，其氢氧化镁的的含量高达83％以上，防火质量高，且不影响产品的韧性。
本发明公开的方案制备工艺简单，生产过程中不需要特殊发泡设备，而且材料韧性大，便于运输和存放，产品性质稳定，绿色环保。
具体实施方式
以下结合实施例，具体说明本发明可实施的方案，但本发明的保护范围不仅限于具体实施例的阐述，通过其他同等技术手段或等同置换获得的与本发明具有相同或近似功能的技术结构，也应属于本发明的保护范围内。
实施例1
一种高韧度高耐燃发泡材料，其特征在于，包括下列重量份的原料：氢氧化镁86％，木糠粉12％，珍珠岩3.5％，玻纤布4.5％，发泡剂0.6％。
本实施例的高韧度高耐燃发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将木糠粉蓬松处理，玻纤布粉碎成粒度为0.8～1mm，珍珠岩粉碎成粒度为500±50 μm，氢氧化镁粉碎成粒度约为720目；
(2)将发泡剂加入80倍水混合稀释，然后与其余材料混合均匀，一并搅拌均匀后，置于槽形模具中待其自发泡；
(3)步骤(2)的中所述的发泡剂，其条件是：温度为室温，湿度为50～60％，发泡时间 10小时。
得到防火芯材板A1。
实施例2
一种高韧度高耐燃发泡材料，其特征在于，包括下列重量份的原料：氢氧化镁83％，木糠粉10％，珍珠岩5％，玻纤布3％，发泡剂0.35％。
本实施例的高韧度高耐燃发泡材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将木糠粉蓬松处理，玻纤布粉碎成粒度为0.8～1mm，珍珠岩粉碎成粒度为500±50 μm，氢氧化镁粉碎成粒度约为720目；
(2)将发泡剂加入60倍水混合稀释，然后与其余材料混合均匀，一并搅拌均匀后，置于槽形模具中待其自发泡；
(3)步骤(2)的中所述的发泡剂，其条件是：温度为室温，湿度为50～60％，发泡时间 16小时。
得到防火芯材板A2。
实施例3
一种高韧度高耐燃发泡材料，其特征在于，包括下列重量份的原料：氢氧化镁90％，木糠粉12％，珍珠岩5％，玻纤布3％，发泡剂0.3％。
本实施例的高韧度高耐燃发泡材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将木糠粉蓬松处理，玻纤布粉碎成粒度为0.6～0.8mm，珍珠岩粉碎成粒度为350± 50μm，氢氧化镁粉碎成粒度约为600目；
(2)将发泡剂加入80倍水混合稀释，然后与其余材料混合均匀，一并搅拌均匀后，置于槽形模具中待其自发泡；
(3)步骤(2)的中所述的发泡剂，其条件是：温度为室温，湿度为50～60％，发泡时间 12小时。
得到防火芯材板A3。
实施例4
一种高韧度高耐燃发泡材料，其特征在于，包括下列重量份的原料：氢氧化镁93％，木糠粉9％，珍珠岩4％，玻纤布2.5％，发泡剂1％。
本实施例的高韧度高耐燃发泡材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将木糠粉蓬松处理，玻纤布粉碎成粒度为0.6～0.8mm，珍珠岩粉碎成粒度为350± 50μm，氢氧化镁粉碎成粒度约为600目；
(2)将发泡剂加入80倍水混合稀释，然后与其余材料混合均匀，一并搅拌均匀后，置于槽形模具中待其自发泡；
(3)步骤(2)的中所述的发泡剂，其条件是：温度为室温，湿度为50～60％，发泡时间14小时。
得到防火芯材板A4。
实施例5
一种高韧度高耐燃发泡材料，其特征在于，包括下列重量份的原料：氢氧化镁91％，木糠粉10％，珍珠岩6％，玻纤布2％，发泡剂1.5％。
本实施例的高韧度高耐燃发泡材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将木糠粉蓬松处理，玻纤布粉碎成粒度为0.6～0.8mm，珍珠岩粉碎成粒度为400± 50μm，氢氧化镁粉碎成粒度约为350目；
(2)将发泡剂加入70倍水混合稀释，然后与其余材料混合均匀，一并搅拌均匀后，置于槽形模具中待其自发泡；
(3)步骤(2)的中所述的发泡剂，其条件是：温度为室温，湿度为50～60％，发泡时间 15小时。
得到防火芯材板A5。
实施例6
本实施例的配方，是在实施例2的基础上增加了氧化镁2.5％、氯化镁1％。其制备方法一致。得到防火芯材板A6。
实施例7
本实施例的配方，是在实施例3的基础上增加了氧化镁3％。其制备方法一致。得到防火芯材板A7。
实施例8
本实施例的配方，是在实施例2的基础上增加了氧化镁5.5％、氯化镁2％。其制备方法一致。得到防火芯材板A8。
实施例9
本实施例将实施例1～8分别所得的防火芯材板A1～A8，进行防火性能测试，其结果如下表：
从以上结果可见，虽然少量参杂氯化镁和/或氧化镁的配方，其防火级别也能达到A1级别，但只采用氢氧化镁作为主料而无添加其他高聚分子物质和有机物质的防火板芯材，其防火质量更高，而且无卤释出、无毒无味。
Claims (10)
1.一种高韧度高耐燃发泡材料，其特征在于，包括下列重量份的原料：氢氧化镁83％～93％，木糠粉9％～12％，珍珠岩3.5％～6％，玻纤布2％～4.5％，发泡剂0.3～1.5％。
2.如权利要求1所述的一种高韧度高耐燃发泡材料，其特征在于：所述发泡剂为由济南镁嘉图新型材料开发有限公司生产的GX-7#发泡剂。
3.如权利要求1所述的一种高韧度高耐燃发泡材料，其特征在于：所述氢氧化镁为的粒径为微米级别，且为非结晶状态。
4.如权利要求1所述的一种高韧度高耐燃发泡材料，其特征在于：所述氢氧化镁为的粒径为不超过800目。
5.如权利要求1所述的一种高韧度高耐燃发泡材料，其特征在于：所述珍珠岩的粒度不超过600μm。
6.如权利要求1所述的一种高韧度高耐燃发泡材料，其特征在于：所述玻纤布的粒度不超过1mm。
7.一种高韧度高耐燃发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将木糠粉蓬松处理，玻纤布粉碎成粒度不超过1mm，珍珠岩粉碎成粒度不超过600μm，氢氧化镁粉碎成粒度不超过800目；
(2)将发泡剂加入50～80倍水混合稀释，然后与其余材料混合均匀，置于槽形模具中待其自发泡；
(3)步骤(2)的中所述的发泡剂，其条件是：温度为室温，湿度为50～60％，发泡时间10～16小时。
8.一种高韧度高耐燃发泡材料的的应用，其特征在于：在制备防火材料中应用。
9.如权利要求8所述的一种高韧度高耐燃发泡材料的的应用，其特征在于：制备成板块形状的防火材料，用于制作防火墙、防火地砖。
10.如权利要求8所述的一种高韧度高耐燃发泡材料的的应用，其特征在于：制备成板块状芯材后，在所述板块状芯材的两侧通过防水粘合剂黏合上装饰铝板，制成适合用作墙面的防火板。
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