CN112848583B - 一种阻燃保温板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种阻燃保温板及其制备方法。其技术要点是：一种阻燃保温板，包括中间层和位于中间层上下表面的纤维层，所述纤维层为玻璃纤维表面毡，所述中间层包括板基材和灌注于板基材本体空隙中的阻燃浆料；所述板基材为EPS基板；所述阻燃浆料由包含以下重量份数的组分组成：有机硅改性苯丙乳液5‑15份、重钙5‑10份、羟丙基甲基纤维素醚1‑10份、粘结剂5‑20份、发泡剂1‑10份、填料20‑40份。通过采用上述技术方案得到的阻燃保温板同时具有高阻燃、高保温性能的优点。

Description

一种阻燃保温板及其制备方法
技术领域
本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种阻燃保温板及其制备方法。
背景技术
随着建筑行业的快速发展，保温板已在建筑材料中广泛使用，目前，市场中常用的保温板有硬质聚氨酯发泡板(PU)、酚醛泡沫板(PF)、聚苯乙烯发泡保温板等。聚苯乙烯发泡保温板由于其优异的防腐蚀性、良好的隔热保温性能和抗压抗冲击性能，成为诸多建筑厂商的首选材料。
聚苯乙烯发泡保温板一般分为模塑聚苯乙烯保温板(EPS)和挤塑聚苯乙烯保温板(XPS)。EPS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，因而被广泛用作建筑、船舶、汽车、火车、冷藏、冷冻等保温绝热、隔音、抗震材料。
然而，对于发泡聚苯乙烯这一类保温材料而言，易燃是这类材料的致命缺点，当发生火灾的时候，易燃的外保温材料会燃烧并放出浓烟火灾有害气体，使得处于火灾的人们窒息而造成巨大财产损失和人员伤亡。
发明内容
为了提高保温板的保温绝热性和阻燃性，本申请提供一种阻燃保温板及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种阻燃保温板，采用如下的技术方案：
一种阻燃保温板，包括中间层和位于中间层上下表面的纤维层，所述纤维层为玻璃纤维表面毡，所述中间层包括板基材和灌注于板基材本体空隙中的阻燃浆料；
所述板基材为EPS基板；
所述阻燃浆料由包含以下重量份数的组分组成：水50-70份、有机硅改性苯丙乳液5-15份、重钙5-10份、羟丙基甲基纤维素醚1-10份、粘结剂5-20份、发泡剂1-10份、填料20-40份。
通过采用上述技术方案，综合有机材料的高保温性和无机材料的高阻燃性，将两者进行结合，从而使得制备的保温板具有高阻燃保温性能。板基材采用EPS基板，其具有质轻、保温绝热性能好的优点。有机硅改性苯丙乳液为有机硅与苯丙乳液合成而得的改性树脂乳液，具有较高的粘接强度、耐碱性和耐高温性能。羟丙基甲基纤维素醚的添加可提高保温板的结构强度、提高防火保温性能。
本申请采用阻燃性能优异的浆料灌注到EPS基板的缝隙之中，保证了EPS基板的防火保温性能。利用玻璃纤维表面毡作为增强材料，其覆盖在板基材两侧表面，可进一步提高保温板的抗折强度以及不易剥离开裂的性能。
进一步优选为，所述玻璃纤维表面毡为无碱玻璃纤维表面毡，所述无碱玻璃纤维表面毡由阻燃环氧树脂胶液经过浸渍、烘干、分切制成。
通过采用上述技术方案，由于无碱玻璃纤维表面毡韧性较高，覆盖在板基材表面后形成结构致密的表面层，能够提高保温板的结构强度；将无碱玻璃纤维表面毡经过阻燃环氧树脂浸渍，可进一步提高表面毡的结构致密性，提高其耐热阻燃性能。
进一步优选为，所述粘结剂为磷酸镁、硅溶胶、硅酸钠中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，保证阻燃浆料的正常固化和提高固化后的粘接强度，此外，上述各材料本身具有阻燃性能，与其他原料复配使用，能够具有较好的阻燃性能。
进一步优选为，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，可以使得浆料松软易于施工，且能够有效防止固化后的结构出现空鼓和开裂现象。
进一步优选为，所述填料为钛白粉、高岭土和滑石粉中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，减少胶凝材料用量，改善浆料的流动性，并进一步降低材料脆性。
第二方面，本申请提供一种阻燃保温板的制备方法，采用如下的技术方案：一种阻燃保温板的制备方法，包括以下步骤：
S1、将板基材两侧表面分别覆盖一层玻璃纤维表面毡；
S2、将阻燃浆料浇筑到板基材一侧表面的玻璃纤维表面毡上，并从板基材另一侧表面抽真空；
S3、烘干后，即得所述阻燃保温板。
通过采用上述技术方案，先将基板两侧覆盖一层玻璃纤维表面毡，然后再对其一侧抽真空，使得浆料能够快速灌注到板基材的内部孔隙中，一方面可提高板基材的防火保温性能，另一方面可提高保温板的结构强度；上述制备方法能够快速得到成型的阻燃保温板，制作效率高。
进一步优选为，所述阻燃浆料由包含以下制备步骤获得：
将有机硅改性苯丙乳液、重钙、羟丙基甲基纤维素醚、粘结剂、发泡剂和填料加入到水中进行搅拌，即得所述阻燃浆料。
通过采用上述技术方案，制备方法简单、高效，能够快速得到阻燃浆料，缩短保温板的制作加工时间。
进一步优选为，步骤S1中，所述板基材表面覆盖玻璃纤维表面毡之前还经过抽真空处理。
通过采用上述技术方案，对板基材进行抽真空处理，一方面可将其内部粘接强度不高的结构破碎吸走，一方面可对板基材内部进行打通，方便后续的阻燃浆料灌注。
进一步优选为，步骤S2中，所述玻璃纤维表面毡铺设之前还经过阻燃环氧树脂浸渍、固化、分切处理，分切处理后的玻璃纤维表面毡的质量含量为100-150g/m3。
通过采用上述技术方案，将无碱玻璃纤维表面毡经过阻燃环氧树脂浸渍，可进一步提高表面毡的结构致密性，提高其耐热阻燃性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
(1)本申请以EPS基板为板基材，具有高保温性，采用自制的偏向于无机的阻燃浆料具有高保温性能和高阻燃性能，将阻燃浆料以抽真空方式灌注到EPS基板的内部缝隙中，使其两者结合，得到的保温板具有高阻燃性和高保温性；
(2)本申请在板基材两侧表面均覆盖一层玻璃纤维表面毡，并利用板基材中溢出的阻燃浆料作为粘结剂，对表面毡进行粘接固定，不需要单独添加粘结剂，在工艺上能够使得保温板快速完成制作，且能够保证保温板的整体结构强度；
(3)本申请的阻燃浆料以有机硅改性苯丙乳液作为主体，并添加羟丙基甲基纤维素醚和其他无机填料，制作出的浆料具有高防火绝热性能，灌注到EPS基板内部的缝隙中，可大幅度提高保温板的防火保温性能和结构强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请制备例和实施例中的有机硅改性苯丙乳液购自山东奥凯防水材料有限公司。
阻燃环氧树脂购自东莞市志胜实业有限公司。
羟丙基甲基纤维素醚购自石家庄耐施纤维素有限公司。
硅酸钠和硅溶胶均购自山东今朝化工有限公司。
玻璃纤维表面毡购自济南昭合新材料有限公司生产的无碱玻璃纤维表面毡，且无碱玻璃纤维表面毡经过浸渍阻燃环氧树脂后经过40℃烘干、分切得到，其质量含量为100-150g/m3。
制备例
制备例1
一种阻燃浆料，各组分原料及其相应的重量如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
开启搅拌，转速为600r/min，按照表1中各组分原料用量，依次将有机硅改性苯丙乳液、粘结剂、重钙、羟丙基甲基纤维素醚、填料和发泡剂加入到水中进行搅拌，各组分原料的加入间隔时间为5min，即得所述阻燃浆料。
其中粘结剂采用磷酸镁；发泡剂采用十二烷基硫酸钠；填料采用钛白粉。
制备例2-6
一种阻燃浆料，与制备例1的不同之处在于，各组分原料及其相应的重量如表1所示。
制备例7
一种阻燃浆料，各组分原料及其相应的重量与制备例1相同，与制备例1不同之处在于，通过如下步骤制备获得：
开启搅拌，转速为800r/min，按照表1中各组分原料用量，依次将有机硅改性苯丙乳液、粘结剂、羟丙基甲基纤维素醚、重钙、填料和发泡剂加入到水中进行搅拌，各组分原料的加入间隔时间为5min，即得所述阻燃浆料。
其中粘结剂为磷酸镁、硅溶胶和硅酸钠组成的混合物，且磷酸镁、硅溶胶和硅酸钠的重量比为0.5∶1∶1；
发泡剂为十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠，且十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠的重量比为1∶1；
填料为钛白粉、高岭土和滑石粉组成的混合物，且钛白粉、高岭土和滑石粉的重量比为1∶3∶2。
表1制备例1-3中各组分原料及其重量(kg)
Figure BDA0002879613180000051
Figure BDA0002879613180000061
实施例
实施例1
一种阻燃保温板，通过如下步骤制备获得：
S1、将玻璃纤维表面毡平铺于模具中，将容重15kg/m3厚5cm的EPS基板平铺于玻璃纤维表面毡上，再在EPS基板表面铺设一层玻璃纤维表面毡；
S2、将阻燃浆料浇筑到EPS基板顶侧面的玻璃纤维表面毡上，并从EPS基板底侧面抽真空3min后，直至底侧面的玻璃纤维表面毡完全润湿；
S3、取出EPS基板，对其两侧进行刮料后，采用定厚辊压平，于35℃下烘干，即得阻燃保温板。
本实施例中的阻燃浆料按照制备例1中制备步骤获得。
实施例2-7
一种阻燃保温板，与实施例1的不同之处在于，实施例2-7中的阻燃浆料分别按照制备例2-7中的制备步骤获得。
实施例8
一种阻燃保温板，通过如下步骤制备获得：
S1、将玻璃纤维表面毡平铺于模具中，将容重18kg/m3厚5cm的EPS基板平铺于玻璃纤维表面毡上，再在EPS基板表面铺设一层玻璃纤维表面毡；
S2、将阻燃浆料浇筑到EPS基板顶侧面的玻璃纤维表面毡上，并从EPS基板底侧面抽真空3.5min后，直至底侧面的玻璃纤维表面毡完全润湿；
S3、取出EPS基板，对其两侧进行刮料后，采用定厚辊压平，于40℃下烘干，即得阻燃保温板。
本实施例中的阻燃浆料按照制备例1中制备步骤获得。
实施例9
一种阻燃保温板，通过如下步骤制备获得：
S1、对EPS基板进行抽真空，使其内部孔隙打通；
S2、将玻璃纤维表面毡平铺于模具中，将容重15kg/m3厚5cm的EPS基板平铺于玻璃纤维表面毡上，再在EPS基板表面铺设一层玻璃纤维表面毡；
S3、将阻燃浆料浇筑到EPS基板顶侧面的玻璃纤维表面毡上，并从EPS基板底侧面抽真空2min后，直至底侧面的玻璃纤维表面毡完全润湿；
S4、取出EPS基板，对其两侧进行刮料后，采用定厚辊压平，于35℃下烘干，即得阻燃保温板。
本实施例中的阻燃浆料按照制备例1中制备步骤获得。
实施例10
一种阻燃保温板，通过如下步骤制备获得：
S1、对EPS基板进行抽真空，使其内部孔隙打通；
S2、将玻璃纤维表面毡平铺于模具中，将容重18kg/m3厚5cm的EPS基板平铺于玻璃纤维表面毡上，再在EPS基板表面铺设一层玻璃纤维表面毡；
S3、将阻燃浆料浇筑到EPS基板顶侧面的玻璃纤维表面毡上，并从EPS基板底侧面抽真空2.5min后，直至底侧面的玻璃纤维表面毡完全润湿；
S4、取出EPS基板，对其两侧进行刮料后，采用定厚辊压平，于40℃下烘干，即得阻燃保温板。
本实施例中的阻燃浆料按照制备例1中制备步骤获得。
对比例
对比例1
一种阻燃保温板，采用AEPS聚苯板，购自寿光日升源新型建材有限公司。
对比例2
一种阻燃保温板，与实施例1的不同之处在于，步骤S2中所用阻燃浆料由如下制备步骤获得：
开启搅拌，转速为600r/min，依次将1kg粘结剂、10kg重钙、1kg羟丙基甲基纤维素醚、20kg填料和1kg发泡剂加入到50kg水中进行搅拌，各组分原料的加入间隔时间为5min，即得所述阻燃浆料。
其中粘结剂采用磷酸镁；发泡剂采用十二烷基硫酸钠；填料采用钛白粉。
对比例3
一种阻燃保温板，与实施例1的不同之处在于，步骤S2中所用阻燃浆料由如下制备步骤获得：
开启搅拌，转速为600r/min，依次将5kg有机硅改性苯丙乳液、1kg粘结剂、10kg重钙、20kg填料和1kg发泡剂加入到50kg水中进行搅拌，各组分原料的加入间隔时间为5min，即得所述阻燃浆料。
其中粘结剂采用磷酸镁；发泡剂采用十二烷基硫酸钠；填料采用钛白粉。
对比例4
一种阻燃保温板，通过如下步骤制备获得：
S1、将玻璃纤维表面毡平铺于模具中，将容重15kg/m3厚5cm的EPS基板平铺于玻璃纤维表面毡上，再在EPS基板表面铺设一层玻璃纤维表面毡；
S2、将阻燃浆料浇筑到容重15kg/m3厚5cm的EPS基板顶侧面，并从EPS基板底侧面抽真空3min；
S3、取出EPS基板，对其两侧进行刮料后，于35℃下烘干，即得阻燃保温板。
本对比例中的阻燃浆料按照制备例1中制备步骤获得。
与实施例1的不同之处在于，EPS基板两侧不覆盖玻璃纤维表面毡。
对比例5
一种阻燃保温板，与实施例1的不同之处在于，本对比例中的玻璃纤维表面毡采用未经过阻燃环氧树脂浸渍过的无碱玻璃纤维表面毡，其容重为50g/m3
性能检测试验对实施例1-10和对比例1-5制备得到的阻燃保温板进行阻燃性能、保温性能和抗压强度测试。
阻燃性能具体测试步骤参见GB 8624-2012；
保温性能具体测试步骤参见GB/T 5990-2006；
抗压强度具体测试步骤参见GB/T 5072-2008；
具体测试结果计入下表2。
由表2的结果可知，实施例1-10制备得到的阻燃保温板，其防火性能各项测试数据均远小于A级标准，导热系数远小于企业标准0.05W/(m·k)，抗压强度远大于企业标准0.2MPa，可达到不燃A级防火标准，具有较高的阻燃性能、保温性能和结构强度。且由实施例1-10和对比例1的数据可知，本申请制备的阻燃保温板，其阻燃性能要远远优于市售的AEPS聚苯板。
由实施例1、对比例1和对比例2中测试结果可知，阻燃浆料中无论缺少有机硅改性苯丙乳液还是缺少羟丙基甲基纤维素醚，阻燃保温板的阻燃性能、导热系数和抗压强度数据均有明显变差，说明采用本申请阻燃浆料中的原料配比，并加入有机硅改性苯丙乳液和羟丙基甲基纤维素醚，可同时提高保温板的阻燃性能、保温性能和结构强度。
由实施例1和对比例4中测试结果可知，基板两侧的玻璃纤维表面毡对保温板的各项性能的提升均具有较大的贡献。两侧无玻璃纤维表面毡的保温板，其阻燃性能虽能达到A级防火性能，导热系数也能达到企业标准，但阻燃性能和保温性能有明显下降，而抗压强度则大大降低。
由实施例1和对比例5中测试数据可知，玻璃纤维表面毡未浸渍阻燃环氧树脂，制备的保温板的阻燃性能有所下降；导热系数和抗压强度也有所下降，原因在于，实施例1中的玻璃纤维表面毡浸渍过环氧树脂后，在压制保温板时，玻璃纤维表面的环氧树脂能与渗透出来的阻燃浆料进一步结合，固化后，能够提高致密性和整体结构强度。
表2性能测试结果
Figure BDA0002879613180000101
以上所述仅是本申请的优选实施方式，本申请的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本申请思路下的技术方案均属于本申请的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种阻燃保温板，其特征在于，包括中间层和位于中间层上下表面的纤维层，所述纤维层为玻璃纤维表面毡，所述中间层包括板基材和灌注于板基材本体空隙中的阻燃浆料；
所述板基材为EPS基板；
所述阻燃浆料由包含以下重量份数的组分组成：水50-70份、有机硅改性苯丙乳液5-10份、重钙10-20份、羟丙基甲基纤维素醚1-10份、粘结剂10-20份、发泡剂1-10份、填料20-40份；
所述玻璃纤维表面毡为无碱玻璃纤维表面毡，所述无碱玻璃纤维表面毡由阻燃环氧树脂胶液经过浸渍、烘干、分切制成；
所述粘结剂为磷酸镁、硅溶胶、硅酸钠中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的阻燃保温板，其特征在于，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的阻燃保温板，其特征在于，所述填料为钛白粉、高岭土和滑石粉中的一种或多种。
4.权利要求1-3任一所述的阻燃保温板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将板基材两侧表面分别覆盖一层玻璃纤维表面毡；
S2、将阻燃浆料浇筑到板基材一侧表面的玻璃纤维表面毡上，并从板基材另一侧表面抽真空；
S3、烘干后，即得所述阻燃保温板。
5.根据权利要求4所述的阻燃保温板的制备方法，其特征在于，所述阻燃浆料由包含以下制备步骤获得：
将有机硅改性苯丙乳液、重钙、羟丙基甲基纤维素醚、粘结剂、发泡剂和填料加入到水中进行搅拌，即得所述阻燃浆料。
6.根据权利要求4所述的阻燃保温板的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述板基材表面覆盖玻璃纤维表面毡之前还经过抽真空处理。
7.根据权利要求4所述的阻燃保温板的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述玻璃纤维表面毡铺设之前还经过阻燃环氧树脂浸渍、固化、分切处理，分切处理后的玻璃纤维表面毡的质量含量为100-150g/m3。
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