CN114479234A - 一种阻燃型泡棉保温材料及制备方法 - Google Patents

一种阻燃型泡棉保温材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及保温材料技术领域，特别是涉及一种阻燃型泡棉保温材料，包括：50～100份的高压聚乙烯，20～40份的发泡剂，10～50份的阻燃剂，20～50份的陶瓷粉；所述阻燃剂包括：10～20份的多聚磷酸铵，10～20份的氢氧化铝，1～10份的硼酸锌，1～10份的钼酸铋。本发明解决现有技术中有机保温材料的防火性能差的问题。上述阻燃型泡棉保温材料由高压聚乙烯、发泡剂、阻燃剂、陶瓷粉组成，其中基料为高压聚乙烯；阻燃剂起到阻燃的效果，主要克服泡棉保温材料易燃的缺点，使得阻燃型泡棉保温材料的防火性能达到A级要求，满足建筑需求。陶瓷粉作为无机填料，能提高阻燃型泡棉保温材料的保温性能，降低其导热系数。

Description

一种阻燃型泡棉保温材料及制备方法
技术领域
本发明涉及保温材料技术领域，特别是涉及一种阻燃型泡棉保温材料及制备方法。
背景技术
目前建筑保温材料主要有无机类和有机类，无机保温材料是一种用于建筑物内外墙粉刷的保温节能材料，主要有空玻化微珠，膨胀珍珠岩，闭孔珍珠岩，岩棉，发泡混凝土等，具有防火防冻、耐老化以及低廉的价格等特点，但保温热效率差。有机保温材料主要是发泡塑料，主要产品为聚苯乙烯泡沫塑料、酚醛泡棉和聚氨酯泡沫塑料，主要缺点是易燃、易滴熔，燃烧烟雾大、毒性大，燃烧能产生氰化氢气体，一旦发生火灾对人体毒害性极大，且保温效果不好等缺点。
泡棉是塑料粒子发泡过的材料，简称泡棉。泡棉分为PU泡棉，防静电泡棉，导电泡棉，EPE，防静电EPE，架桥PE，SBR，EPDM等。泡棉具有弹性、重量轻、快速压敏固定、使用方便、弯曲自如、体积超薄、性能可靠等一系列特点。
低密度聚乙烯即为高压聚乙烯，高压聚乙烯保温材料又称PEF保温材料，是一种泡棉保温材料。聚乙烯发泡棉是非交联闭孔结构，是一种新型环保的包装材料。它由低密度聚乙烯脂经物理发泡产生无数的独立气泡构成。聚乙烯发泡棉克服了普通发泡胶易碎、变形、回复性差的缺点，具有隔水防潮、防震、隔音、保温、可塑性能佳、韧性强、循环再造、环保、抗撞力强等诸多优点，亦具有很好的抗化学性能。
在现有技术中，有机保温材料的主要缺点是易燃、易滴熔、燃烧烟雾大、毒性大，由此有机保温材料的防火性能很难达到A级要求，不能满足建筑要求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种阻燃型泡棉保温材料，用于解决现有技术中有机保温材料的防火性能差的问题，同时，本发明还将提供一种阻燃型泡棉保温材料的制备方法。上述阻燃型泡棉保温材料由高压聚乙烯、发泡剂、阻燃剂、陶瓷粉组成，其中基料为高压聚乙烯；阻燃剂起到阻燃的效果，主要是克服泡棉保温材料易燃、燃烧烟雾大的缺点，使得阻燃型泡棉保温材料的防火性能达到A级要求，满足建筑需求。陶瓷粉作为无机填料，能提高阻燃型泡棉保温材料的保温性能，降低其导热系数。
为实现上述目的及其他相关目的，
本发明的第一方面，提供一种阻燃型泡棉保温材料，所述阻燃型泡棉保温材料包括重量份数的如下组分：50～100份的高压聚乙烯，20～40份的发泡剂，10～50份的阻燃剂，20～50份的陶瓷粉；
所述阻燃剂包括重量份数的如下组分：10～20份的多聚磷酸铵，10～20份的氢氧化铝，1～10份的硼酸锌，1～10份的钼酸铋。
上述阻燃型泡棉保温材料由高压聚乙烯、发泡剂、阻燃剂、陶瓷粉组成，其中基料为高压聚乙烯；阻燃剂起到阻燃的效果，主要是克服泡棉保温材料易燃、燃烧烟雾大的缺点，使得阻燃型泡棉保温材料的防火性能达到A级要求，满足建筑需求。陶瓷粉作为无机填料，能提高阻燃型泡棉保温材料的保温性能，降低其导热系数。
上述阻燃型泡棉保温材料的基料为高压聚乙烯，低密度聚乙烯即为高压聚乙烯。低密度聚乙烯发泡棉是非交联闭孔结构，经辐照交联后发泡产生无数的独立气泡构成，具有隔水防潮、防震、隔音、保温、耐化学性能好的优点。
上述阻燃型泡棉保温材料通过在高压聚乙烯中加入阻燃剂，提高泡棉保温材料的阻燃性能，使其成为阻燃型泡棉保温材料。阻燃剂为多聚磷酸铵、氢氧化铝、硼酸锌和钼酸铋复配而成，多聚磷酸铵、氢氧化铝作为阻燃的主体材料，钼酸铋和硼酸锌主要起到抑制烟雾产生的效果。
氢氧化铝具有无毒、稳定性好的优点，高温下不产生有毒气体，还能减少塑料燃烧时的发烟量等优点，而且价格低廉，来源广泛；聚磷酸铵无毒无味、不产生腐蚀气体、吸湿性小、热稳定性高，并且对泡棉保温材料的发泡性能和保温性能均不产生不利影响。硼酸锌作为多聚磷酸铵、氢氧化铝的多功能增效添加剂，可以有效提高阻燃性能，减少燃烧时烟雾的产生；钼酸铋具有良好的热稳定性、易分散，可以有效提高阻燃性能，也能减少燃烧时烟雾的产生。
于本发明的一实施例中，所述阻燃型泡棉保温材料包括重量份数的如下组分：60～80份的高压聚乙烯，30～40份的发泡剂，20～40份的阻燃剂，30～40份的陶瓷粉。
于本发明的一实施例中，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，所述陶瓷粉和阻燃剂的粒径均≥100目。
发泡剂为偶氮二甲酰胺，阻燃型泡棉保温材料经过辐照交联后发泡，生产过程更环保经理，并且发泡率可到达35倍。此外，也能降低发泡温度，缩短发泡时间。
于本发明的一实施例中，所述阻燃剂包括重量份数的如下组分：15～20份的多聚磷酸铵，14～18份的氢氧化铝，5～10份的硼酸锌，4～8份的钼酸铋。
于本发明的一实施例中，所述阻燃剂包括重量份数的如下组分：15～18份的多聚磷酸铵，14～16份的氢氧化铝，5～8份的硼酸锌，4～6份的钼酸铋。
本发明的第二方面，提供一种制备上述阻燃型泡棉保温材料的方法，包括如下步骤：
步骤一、按照上述重量份配比将多聚磷酸铵、氢氧化铝、硼酸锌和钼酸铋搅拌混合均匀，得到阻燃剂待用；
步骤二、按照上述重量份配比将高压聚乙烯、发泡剂、阻燃剂、陶瓷粉搅拌混合均匀，密炼后挤出造粒，挤片，辐照交联，发泡，即得阻燃型泡棉保温材料。
上述阻燃型泡棉保温材料的制备过程为常规的泡棉保温材料制作过程。
于本发明的一实施例中，所述步骤二中密炼温度为110～130℃，密炼时间为10～20min；
所述步骤二中挤出温度为135～150℃，主机转速为30～35r/min。
于本发明的一实施例中，所述步骤二中挤片得到的片材厚度为5～20mm。
于本发明的一实施例中，所述步骤二中辐照交联的电子加速器的能量为1～5Mev。
如上所述，本发明的一种阻燃型泡棉保温材料及制备方法，具有以下有益效果：
1、上述阻燃型泡棉保温材料由高压聚乙烯、发泡剂、阻燃剂、陶瓷粉组成，其中基料为高压聚乙烯；阻燃剂起到阻燃的效果，主要是克服泡棉保温材料易燃、燃烧烟雾大的缺点，使得阻燃型泡棉保温材料的防火性能达到A级要求，满足建筑需求。陶瓷粉作为无机填料，能提高阻燃型泡棉保温材料的保温性能，降低其导热系数。
2、上述阻燃型泡棉保温材料的基料为高压聚乙烯，低密度聚乙烯即为高压聚乙烯。低密度聚乙烯发泡棉是非交联闭孔结构，经辐照交联后发泡产生无数的独立气泡构成，具有隔水防潮、防震、隔音、保温、耐化学性能好的优点。
3、上述阻燃型泡棉保温材料通过在高压聚乙烯中加入阻燃剂，提高泡棉保温材料的阻燃性能，使其成为阻燃型泡棉保温材料。阻燃剂为多聚磷酸铵、氢氧化铝、硼酸锌和钼酸铋复配而成，多聚磷酸铵、氢氧化铝作为阻燃的主体材料，钼酸铋和硼酸锌主要起到抑制烟雾产生的效果。
4、氢氧化铝具有无毒、稳定性好的优点，高温下不产生有毒气体，还能减少塑料燃烧时的发烟量等优点，而且价格低廉，来源广泛；聚磷酸铵无毒无味、不产生腐蚀气体、吸湿性小、热稳定性高，并且对泡棉保温材料的发泡性能和保温性能均不产生不利影响。硼酸锌作为多聚磷酸铵、氢氧化铝的多功能增效添加剂，可以有效提高阻燃性能，减少燃烧时烟雾的产生；钼酸铋具有良好的热稳定性、易分散，可以有效提高阻燃性能，也能减少燃烧时烟雾的产生。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1
一种阻燃型泡棉保温材料，所述阻燃型泡棉保温材料包括重量份数的如下组分：50份的高压聚乙烯，20份的发泡剂AC(偶氮二甲酰胺)，10份的阻燃剂，20份的陶瓷粉；
所述阻燃剂包括重量份数的如下组分：10份的多聚磷酸铵，10份的氢氧化铝，2份的硼酸锌，2份的钼酸铋；
其中，所述陶瓷粉和阻燃剂的粒径均≥100目。
一种制备上述阻燃型泡棉保温材料的方法，包括如下步骤：
步骤一、按照上述重量份配比将多聚磷酸铵、氢氧化铝、硼酸锌和钼酸铋搅拌混合均匀，得到阻燃剂待用；
步骤二、按照上述重量份配比将高压聚乙烯、发泡剂AC(偶氮二甲酰胺)、阻燃剂、陶瓷粉搅拌混合均匀，密炼后挤出造粒，挤片，辐照交联，发泡，即得阻燃型泡棉保温材料；具体地参数如表格1所示。
表格1
Figure BDA0002775049060000041
实施例2
一种阻燃型泡棉保温材料，所述阻燃型泡棉保温材料包括重量份数的如下组分：100份的高压聚乙烯，40份的发泡剂AC(偶氮二甲酰胺)，50份的阻燃剂，50份的陶瓷粉；
所述阻燃剂包括重量份数的如下组分：20份的多聚磷酸铵，20份的氢氧化铝，10份的硼酸锌，10份的钼酸铋；
其中，所述陶瓷粉和阻燃剂的粒径均≥100目。
制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种阻燃型泡棉保温材料，所述阻燃型泡棉保温材料包括重量份数的如下组分：60份的高压聚乙烯，30份的发泡剂AC(偶氮二甲酰胺)，20份的阻燃剂，30份的陶瓷粉；
所述阻燃剂包括重量份数的如下组分：15份的多聚磷酸铵，14份的氢氧化铝，5份的硼酸锌，4份的钼酸铋；
其中，所述陶瓷粉和阻燃剂的粒径均≥100目。
制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种阻燃型泡棉保温材料，所述阻燃型泡棉保温材料包括重量份数的如下组分：80份的高压聚乙烯，40份的发泡剂AC(偶氮二甲酰胺)，40份的阻燃剂，40份的陶瓷粉；
所述阻燃剂包括重量份数的如下组分：20份的多聚磷酸铵，17份的氢氧化铝，9份的硼酸锌，7份的钼酸铋；
其中，所述陶瓷粉和阻燃剂的粒径均≥100目。
制备方法与实施例1相同。
实施例5
一种阻燃型泡棉保温材料，所述阻燃型泡棉保温材料包括重量份数的如下组分：100份的高压聚乙烯，40份的发泡剂AC(偶氮二甲酰胺)，50份的阻燃剂，50份的陶瓷粉；
所述阻燃剂包括重量份数的如下组分：20份的多聚磷酸铵，20份的氢氧化铝，10份的硼酸锌，10份的钼酸铋；
其中，所述陶瓷粉和阻燃剂的粒径均≥100目。
制备方法与实施例1相同。
实施例6
一种阻燃型泡棉保温材料，所述阻燃型泡棉保温材料包括重量份数的如下组分：70份的高压聚乙烯；40份的发泡剂，38份的阻燃剂，35份的陶瓷粉；
所述阻燃剂包括重量份数的如下组分：16份的多聚磷酸铵，15份的氢氧化铝，7份的硼酸锌，5份的钼酸铋；
其中，所述陶瓷粉和阻燃剂的粒径均≥100目。
制备方法与实施例1相同。
实施例7
一种阻燃型泡棉保温材料，所述阻燃型泡棉保温材料包括重量份数的如下组分：70份的高压聚乙烯，35份的发泡剂，35份的阻燃剂，35份的陶瓷粉；
所述阻燃剂包括重量份数的如下组分：17份的多聚磷酸铵，15份的氢氧化铝，7份的硼酸锌，5份的钼酸铋；
其中，所述陶瓷粉和阻燃剂的粒径均≥100目。
制备方法与实施例1相同。
实施例8
一种阻燃型泡棉保温材料，所述阻燃型泡棉保温材料包括重量份数的如下组分：70份的高压聚乙烯，38份的发泡剂，30份的阻燃剂，35份的陶瓷粉；
所述阻燃剂包括重量份数的如下组分：16份的多聚磷酸铵，16份的氢氧化铝，7份的硼酸锌，5份的钼酸铋；
其中，所述陶瓷粉和阻燃剂的粒径均≥100目。
制备方法与实施例1相同。
将实施例1～实施例8制备得到的阻燃型泡棉保温材料进行如下测试，测试结果如表2所示：
燃烧性能：依据GB8624-97进行测试，GB8624-97将建筑材料的燃烧性能分为四种等级；
A级：不燃性建筑材料，几乎不发生燃烧的材料。
B1级：难燃性建筑材料，有较好的阻燃作用，在空气中遇明火或在高温作用下难起火，不易很快发生蔓延，且当火源移开后燃烧立即停止。
B2级：可燃性建筑材料，有一定的阻燃作用，在空气中遇明火或在高温作用下会立即起火燃烧，易导致火灾的蔓延，如木柱、木屋架、木梁、木楼梯等。
B3级：易燃性建筑材料，无任何阻燃效果，极易燃烧，火灾危险性很大。
导热系数：快速导热系数测定仪进行测定。导热系数低于0.2W/(m·K)即可作为保温材料。
压缩强度：泡棉压缩强度测试仪进行测定。
表格2
Figure BDA0002775049060000061
Figure BDA0002775049060000071
从表格2中可以看出，实施例1～实施例8的燃烧性能均能达到A级，能满足建筑用材需求。导热系数远小于0.2W/(m·K)，保温效果良好。
综上所述，本发明的阻燃型泡棉保温材料由高压聚乙烯、发泡剂、阻燃剂、陶瓷粉组成，其中基料为高压聚乙烯；阻燃剂起到阻燃的效果，主要是克服泡棉保温材料易燃、燃烧烟雾大的缺点，使得阻燃型泡棉保温材料的防火性能达到A级要求，满足建筑需求。陶瓷粉作为无机填料，能提高阻燃型泡棉保温材料的保温性能，降低其导热系数。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种阻燃型泡棉保温材料，其特征在于，所述阻燃型泡棉保温材料包括重量份数的如下组分：50～100份的高压聚乙烯，20～40份的发泡剂，10～50份的阻燃剂，20～50份的陶瓷粉；所述阻燃剂包括重量份数的如下组分：10～20份的多聚磷酸铵，10～20份的氢氧化铝，1～10份的硼酸锌，1～10份的钼酸铋。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃型泡棉保温材料，其特征在于：所述阻燃型泡棉保温材料包括重量份数的如下组分：60～80份的高压聚乙烯，30～40份的发泡剂，20～40份的阻燃剂，30～40份的陶瓷粉。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃型泡棉保温材料，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，所述陶瓷粉和阻燃剂的粒径均≥100目。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种阻燃型泡棉保温材料，其特征在于：所述阻燃剂包括重量份数的如下组分：15～20份的多聚磷酸铵，14～18份的氢氧化铝，5～10份的硼酸锌，4～8份的钼酸铋。
5.根据权利要求4所述的一种阻燃型泡棉保温材料，其特征在于：所述阻燃剂包括重量份数的如下组分：15～18份的多聚磷酸铵，14～16份的氢氧化铝，5～8份的硼酸锌，4～6份的钼酸铋。
6.一种制备如权利要求1～5任一项所述阻燃型泡棉保温材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、按照上述重量份配比将多聚磷酸铵、氢氧化铝、硼酸锌和钼酸铋搅拌混合均匀，得到阻燃剂待用；
步骤二、按照上述重量份配比将高压聚乙烯、发泡剂、阻燃剂、陶瓷粉搅拌混合均匀，密炼后挤出造粒，挤片，辐照交联，发泡，即得阻燃型泡棉保温材料。
7.根据权利要求6所述的一种制备阻燃型泡棉保温材料的方法，其特征在于：所述步骤二中密炼温度为110～130℃，密炼时间为10～20min；
所述步骤二中挤出温度为135～150℃，主机转速为30～35r/min。
8.根据权利要求6或7所述的一种制备阻燃型泡棉保温材料的方法，其特征在于：所述步骤二中挤片得到的片材厚度为5～20mm。
9.根据权利要求8所述的一种制备阻燃型泡棉保温材料的方法，其特征在于：所述步骤二中辐照交联的电子加速器的能量为1～5Mev。
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