一種聚苯乙烯顆粒防火保溫板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】 [0001] 本發(fā)明涉及一種聚苯乙烯顆粒防火保溫板及其制備方法。
【背景技術(shù)】 [0002] 目前，國內(nèi)建筑保溫所用材料主要為聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等有機(jī) 材料和巖棉、玻璃棉、保溫砂漿等無機(jī)材料。有機(jī)材料比重小，導(dǎo)熱系數(shù)低，易于加工成型， 各類板材為施工提供了方便，然而有機(jī)材料存在耐熱差、耐老化性能差、易燃燒和燃燒時釋 放大量有毒煙氣、加速大火蔓延的缺點(diǎn)；而無機(jī)材料比重大，導(dǎo)熱系數(shù)高，施工或制作過程 中養(yǎng)護(hù)中期長。同時，巖棉、泡沫玻璃板在生產(chǎn)過程中消耗大量能源，巖棉類產(chǎn)品還存在吸 水率高的問題；無機(jī)保溫砂漿在施工攪拌時保溫材料強(qiáng)度低，易破碎，使密度增大，降低了 保溫效果。此外，防火保溫板采用的氯化鎂等防火材料具有親水性，而聚苯乙烯泡沫顆粒為 有機(jī)保溫材料，其具有憎水性，兩者很難融合。ZL00135643. 7《氯鎂泡沫塑料保溫板》發(fā)明 專利提出使用非離子表面活性劑0P-10。然而在制備保溫板材時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)發(fā)出大量 的熱，可能超過0P-10的濁點(diǎn)，使0P-10的表面活性劑性能大大降低。且板材制備原料本身 帶有酸堿的環(huán)境，在這樣較高的溫度和酸堿環(huán)境下非離子表面活性劑的活性大大降低，不 利于增強(qiáng)保溫板的強(qiáng)度，容易產(chǎn)生粉化等現(xiàn)象的發(fā)生。部分現(xiàn)有技術(shù)中將發(fā)泡添加劑直接 與水、水泥、白水泥、纖維素等原材料混合，制備水泥發(fā)泡保溫板，但由于事先沒有對發(fā)泡添 加劑進(jìn)行預(yù)發(fā)，導(dǎo)致發(fā)泡添加劑膨脹率不高，同時影響保溫板的保溫性能。如何將有機(jī)材料 與無機(jī)防火原料以適當(dāng)?shù)谋壤浜?，并以適當(dāng)?shù)姆绞街苽?，達(dá)到較好的保溫性能和優(yōu)秀的 防火性能成為一個急需解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明是要解決現(xiàn)有水泥漿等親水物質(zhì)不能與聚苯乙烯泡沫顆粒充分 相容導(dǎo)致防火保溫板制備結(jié)構(gòu)不夠均勻緊實(shí)、易粉化，保溫板抗拉強(qiáng)度低，部分制備方法采 用的表面活性劑不能應(yīng)對制備過程中過高的溫度和酸性或堿性環(huán)境從而導(dǎo)致表面活性劑 性能降低，以及部分保溫板材在制備過程中直接使用發(fā)泡劑的原料直接混合而沒有采用預(yù) 發(fā)等降低發(fā)泡劑膨脹率和保溫性能等問題，提供一種聚苯乙烯顆粒防火保溫板及其制備方 法。
[0004] 本發(fā)明一種聚苯乙烯顆粒防火保溫板由耐堿網(wǎng)格布和防火保溫板主材組成，所述 防火保溫板主材按重量份數(shù)由3-6份防火劑、1-1. 7份增塑劑、4-6. 5份苯丙乳液、1. 5-3份 可分散乳膠粉、1. 5-3份天然乳膠、1-2份增強(qiáng)纖維、0. 5-1. 2份聚丙烯纖維、0. 5-1份羥乙基 纖維素、4-6份非離子一陰離子混合表面活性劑、1-2份發(fā)泡劑、21-28份質(zhì)量濃度25%~ 30%的MgCU容液、21-28份高嶺土、7-11份重質(zhì)碳酸鈣、6-10份白水泥、5-8份氫氧化鈣和 7-8. 5份預(yù)發(fā)泡的聚苯乙烯泡沫顆粒組成。其中聚苯乙烯泡沫顆粒的體積約占防火保溫板 主材的55% -65%。
[0005] 所述防火劑為硼砂、硼酸、磷酸鈉、鎢酸鈉、水玻璃、三氧化二銻中的一種或幾種按 任意比組成的混合物。
[0006] 所述增塑劑為鄰苯二甲酸二甲酯。
[0007] 所述聚丙烯纖維的纖維長度為0. 9-1. 2毫米。
[0008] 所述增強(qiáng)纖維為玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維中的任意一種或者幾種按任意比的 組合。
[0009] 所述非離子一陰離子混合表面活性劑為非離子表面活性劑OP-IO與陰離子表面 活性劑十二烷基硫酸脂鈉或十二烷基苯磺酸鈉按質(zhì)量比2:3組成的混合物。
[0010] 所述發(fā)泡劑按質(zhì)量份數(shù)由85~90份的骨膠、4~7份的脲醛樹脂、2~4份的十二 烷基苯磺酸鈉和2-4份的三乙醇胺組成。
[0011] 上述聚苯乙烯顆粒防火保溫板的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：
[0012] -、將聚苯乙烯泡沫顆粒放入蒸汽壓0. 2-0. 4MPa、預(yù)熱到75_85°C的預(yù)發(fā)機(jī)內(nèi)進(jìn) 行預(yù)發(fā)泡，經(jīng)過8-9h熟化得到預(yù)發(fā)泡的聚苯乙烯泡沫顆粒；
[0013] 二、將發(fā)泡劑和70-85倍重量的水放入發(fā)泡機(jī)中攪拌，得到發(fā)泡原材料；
[0014] 三、將固體MgCl2與水混合攪拌溶解，得質(zhì)量濃度為25%~30 %的MgCl 2溶液，冷 卻至18-25 °C待用；
[0015] 四、按照重量份數(shù)稱取3-6份防火劑、1-1. 7份增塑劑、4-6. 5份苯丙乳液、1. 5-3份 可分散乳膠粉、1. 5-3份天然乳膠、1-2份增強(qiáng)纖維、0. 5-1. 2份聚丙烯纖維、0. 5-1份羥乙基 纖維素、4-6份非離子一陰離子混合表面活性劑、21-28份質(zhì)量濃度25 %~30 %的1%(：12溶 液、21-28份高嶺土、7-11份重質(zhì)碳酸鈣、6-10份白水泥、5-8份氫氧化鈣和7-8. 5份步驟一 得到的預(yù)發(fā)泡的聚苯乙烯泡沫顆粒；
[0016] 五、將增塑劑、苯丙乳液、可分散乳膠粉、天然乳膠、非離子一陰離子混合表面活性 劑和步驟三冷卻后的MgCU容液放入攪拌機(jī)中攪拌均勻，然后加入防火劑、增強(qiáng)纖維、聚丙 烯纖維、羥乙基纖維素、高嶺土、重質(zhì)碳酸鈣、白水泥、氫氧化鈣和步驟一預(yù)發(fā)泡的聚苯乙烯 泡沫顆粒攪拌均勻，形成防火保溫板原材料；
[0017] 六、將步驟二得到的含有1-2份發(fā)泡劑的發(fā)泡原材料加入到攪拌機(jī)中，攪拌均勻， 形成的防火保溫板漿狀的原漿料；
[0018] 七、將攪拌機(jī)中的原漿料通過漏斗流至攪拌機(jī)下方的防火板制板機(jī)中，防火板制 板機(jī)與保溫板接觸的內(nèi)表面涂有皂化油，在防火板制板機(jī)的傳送帶上鋪有一層耐堿網(wǎng)格 布，然后根據(jù)需要壓制成不同厚度的防火保溫板，再切割成不同長度的防火保溫板；
[0019] 八、再對防火保溫板進(jìn)行養(yǎng)護(hù)：首先20°C下養(yǎng)護(hù)4小時，接著在30°C下養(yǎng)護(hù)4小 時，接著在20°C下養(yǎng)護(hù)4小時，最后在常溫下放置24小時。
[0020] 本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明防火保溫板具有蜂窩狀阻燃層，隔絕外部火焰攻擊 產(chǎn)品內(nèi)部聚苯乙烯泡沫顆粒，阻燃劑形成的炭層泡孔均勻致密，沒有開裂，防火性能較好， 阻燃層內(nèi)部泡孔較小而完整，分布均勻，炭層強(qiáng)度較好，顯著降低傳熱速率，使防火保溫板 達(dá)到A2級防火等級；2、本發(fā)明防火保溫板中的聚苯乙烯，具有降低重量及隔音、保溫的最 佳功能，因此造就了本發(fā)明的防火板，兼具輕量、隔音、保溫之特性；3、本發(fā)明防火保溫板采 用增強(qiáng)纖維、聚丙烯纖維、羥乙基纖維素，其中增強(qiáng)纖維包括玻璃纖維、碳纖維或金屬纖維 中的任意一種，或者任意兩種或者兩種以上的組合，其成分均為不燃的纖維，攪拌在漿料中 的纖維方向各異，這些亂向纖維和鋪設(shè)在制品上下表面的定向耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布具有混 雜增強(qiáng)效應(yīng)，可以大幅度提高保溫材料的抗彎、抗拉強(qiáng)度和韌性，不燃的增強(qiáng)纖維的使用保 障了保溫板本身的防火性能；4、本發(fā)明防火保溫板采用膠粉、乳白膠等粘結(jié)劑，大大提高了 產(chǎn)品自身的抗拉強(qiáng)度，使板材內(nèi)部各材料間緊密粘接，延長建筑壽命，造價低，經(jīng)濟(jì)性好；5、 本發(fā)明中采用防火劑為硼砂、硼酸、磷酸鈉、鎢酸鈉、水玻璃、三氧化二銻中的一種或幾種按 任意比組成的混合物，并加入MgCl 2、高嶺土、重質(zhì)碳酸鈣、白水泥等無機(jī)物質(zhì)，大幅增強(qiáng)防 火保溫板的防火性能，相對于以往多數(shù)只能達(dá)到A2級防火標(biāo)準(zhǔn)的保溫板，本發(fā)明防火保溫 板能夠達(dá)到Al級防火標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的檢驗(yàn)報告，本發(fā)明的防火保溫板實(shí)際爐內(nèi)平均 溫升16°C，遠(yuǎn)小于技術(shù)要求的30°C ;持續(xù)火焰的平均時間為Os，符合Al級技術(shù)要求的Os 持續(xù)火焰平均時間；平均質(zhì)量損失為16%，遠(yuǎn)小于Al級防火阻燃材料技術(shù)要求的50%的平 均質(zhì)量損失，符合根據(jù)GB/T10801. 1-2002絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料和GB 8624-2012 建筑材料及制品燃燒性能分級標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于Al級防火保溫板技術(shù)指標(biāo)的要求，本發(fā)明的防 火保溫板具備優(yōu)秀的防火特性；6、相對于現(xiàn)有技術(shù)中將未預(yù)發(fā)的發(fā)泡添加劑原材料直接與 配料混合的方式，本發(fā)明將預(yù)發(fā)的發(fā)泡添加劑和已經(jīng)膨脹的的聚苯乙烯顆粒等有機(jī)保溫材 料，充分膨脹，增加膨脹率，增大有機(jī)保溫材料部分的空間，有效阻隔外界溫度，提高保溫效 果；7、本發(fā)明防火保溫板采用非離子一陰離子混合表面活性劑，相對于普通非離子表面活 性劑，其靈敏度提高5-10倍，使防火保溫板中MgCl 2&其他親水性物質(zhì)與具有憎水性的聚 苯乙烯泡沫顆粒能夠緊密結(jié)合，使制備的防火保溫板結(jié)構(gòu)更加結(jié)實(shí)。同時相對于