CN104072085A - 利用氯偏乳液制备超轻发泡材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用氯偏乳液制备超轻发泡材料的方法，由纤维浆料、氯偏乳液、水玻璃、多价金属离子、发泡剂及防水剂经液体发泡制备得到密度为0.03-0.06g/cm3的一种超轻环保阻燃保温材料。其中，该产品具有耐水性、耐腐蚀性好、表面硬度高等特点。本发明的优点在于原料来源广泛、价格低廉、操作简便易行、生产过程不产生有毒有害物质，且产品具有良好的力学性能、阻燃性能和保温性能等，有望成为新型的环保型阻燃保温材料。

Description

利用氯偏乳液制备超轻发泡材料的方法
技术领域
本发明涉及一种植物纤维发泡保温材料的技术领域，具体涉及一种利用氯偏乳液制备超轻发泡材料的方法。
背景技术
植物纤维发泡材料是以植物纤维（废旧报纸、纸箱板和其他植物纤维材料等）以及淀粉添加助剂材料制作而成，该材料具有不污染环境、制作工艺简单、成本低廉、原料来源广等优点，且其密度低、保温性能优异和吸音降噪性能好。然而，与其他建筑墙体保温材料相比，植物纤维发泡材料的力学性能较弱，氧指数较低，属于易燃材料，能在火灾中剧烈燃烧，加速火势蔓延，造成人员伤亡和财产损失。
氯偏乳液主要用于制造纤维、薄膜、涂料等。氯偏乳液是具有高阻隔性的高分子材料，其阻隔性是普通包装材料的几十至几百倍，还具有阻燃、耐油、防潮、防霉性能。因此如果将氯偏乳液用于植物纤维发泡材料的制备中，可能能提高发泡材料的耐火能力或降低火焰蔓延速度，使发泡材料具备较强的防火能力。同时，由于氯偏乳液具有优良的成膜性能，并且其膜的强度好，如果将氯偏乳液添加到植物纤维发泡材料中，可能提高其力学强度。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用氯偏乳液制备超轻发泡材料的方法。经本发明制得的超轻发泡材料的性能较未经氯偏乳液改性的发泡材料性能有了很大的改善，特别是力学和阻燃性能显著增强。
为了实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用氯偏乳液制备超轻发泡材料的方法，包括以下步骤：
（1）以天然植物纤维、回用纤维或再生纤维为原料，经过制浆、磨浆、纤维解离后得到纤维浆料；
（2）在纤维浆料中依次加入水溶性铝盐、发泡剂、水玻璃、水溶性多价金属离子、硼化物、氯偏乳液、防水剂，进行液体发泡；
（3）发泡体达到发泡要求后倒入预先备好的磨具内静置沥水，然后放入干燥箱烘干。
步骤（1）所述的天然植物纤维包括棉、麻以及秸秆、稻草农作物废弃物以及木材、家具的加工剩余物；所述的回用纤维包括回收的废报纸、废纸板、废瓦楞纸；再生纤维包括铜铵纤维、粘胶纤维、皂化醋酯纤维。
步骤（1）所述的制浆方法包括机械方法和化学方法；所述的化学方法为硫酸盐法、酸性亚硫酸盐法、氢氧化钠法或碱性亚硫酸盐法；纤维经过磨浆、解离后控制浆料的浓度在1-7wt%。
步骤（2）所述水溶性铝盐包括硫酸铝、氯化铝；发泡剂包括高级脂肪酸盐、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、α-烯烃磺酸盐、油酰甲基牛磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚羧酸钠、亚甲基双萘磺酸钠；水玻璃的固含量为28-34wt%；水溶性多价金属离子包括Zn2+、Mg2+、Fe3+；硼化物为硼砂和硼酸按照质量比1:1-1:5制成的；氯偏乳液包括氯乙烯-偏氯乙烯乳液、聚偏氯乙烯乳液、氯乙烯-醋酸乙烯乳液、偏二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液；防水剂包括烷基烯酮二聚物、羟基硅油。
步骤（2）所述水溶性铝盐的添加量为绝干纤维的1-30 wt%；发泡剂的添加量为绝干纤维的10-30 wt%；多价水溶性金属离子添加量为绝干纤维的0.1-10 wt%；硼化物的添加量为绝干纤维的0.1-10 wt%；氯偏乳液的添加量为纤维绝干重的20-80 wt%；防水剂的添加量为纤维绝干重的10-60 wt%。
步骤（3）中发泡倍率8-12；倒入磨具静置沥水时间为10-30 min；干燥温度为85-95℃，干燥时间为8-24 h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明在发泡材料的制备过程中加入了氯偏乳液，使得所制得的产品耐水性、耐腐蚀性、光泽度、透明度、表面硬度等相关理化性能都有所提高；特别是阻燃性能得到了显著增强，阻燃等级达到《建筑内部装修设计防火规范》规定的B1级；
（2）该产品的原材料来源丰富、价格低廉，生产过程简单无污染，废弃物对环境无污染，可自然降解，并且在燃烧过程中发烟量少。
附图说明
图1为利用氯偏乳液制备超轻发泡材料的方法的流程。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
将杨木硫酸盐化学木浆纤维解离至浆浓为6%，依次加入硫酸铝、十二烷基苯磺酸钠、水玻璃、硫酸锌、硼化物、氯乙烯-偏氯乙烯乳液、烷基烯酮二聚物乳液，进行液体发泡；其中硼砂和硼酸按照质量比为1:5混合制成硼化物，水玻璃的固含量为32%；将上述发泡体缓慢倒入规格为190 × 190 × 50 mm的模具中，静置滤水15 min，随后放入干燥箱中干燥12小时；硫酸铝的添加量为绝干纤维的24 wt%；十二烷基苯磺酸钠的添加量为绝干纤维的16 wt%；硫酸锌添加量为绝干纤维的6 wt%；硼化物的添加量为绝干纤维的6%；氯乙烯-偏氯乙烯乳液的添加量为纤维绝干重的48 wt%；防水剂的添加量为纤维绝干重的48 wt%；
将样品按照中国国家标准GB/T 10294-2008，GB /T8924-2005和GB/T 17657-2013，分别对其导热系数，氧指数和力学性能进行测定；导热系数为0.025W/ (m·k)，氧指数为34.2%，内结合强度72.03KPa，弹性模量7.02Mpa，静曲强度688.6 KPa，抗压强度76.45 KPa。
实施例2
将杨木硫酸盐化学木浆纤维解离至浆浓为7%,依次加入硫酸铝、十二烷基苯磺酸钠、水玻璃、硫酸锌、硼化物、氯乙烯-偏氯乙烯乳液、烷基烯酮二聚物乳液，进行液体发泡；其中硼砂和硼酸按照质量比为1:1制成硼化物，水玻璃的固含量为28%；将上述发泡体缓慢倒入规格为190 × 190 × 50 mm的模具中，静置滤水15 min，随后放入干燥箱中干燥8小时；
在上述硫酸铝的添加量为绝干纤维的30 wt%；十二烷基苯磺酸钠的添加量为绝干纤维的10 wt%；硫酸锌添加量为绝干纤维的10wt%；硼化物的添加量为绝干纤维的0.1%；聚偏氯乙烯乳液的添加量为纤维绝干重的80 wt%；防水剂的添加量为纤维绝干重的10 wt%。
将样品按照中国国家标准GB/T 10294-2008，GB /T8924-2005和GB/T 17657-2013，分别对其导热系数，氧指数和力学性能进行测定。导热系数为0.028W/ (m·k)，氧指数为34.7%，内结合强度73.03KPa，弹性模量7.11MPa,静曲强度695.3 KPa，抗压强度78.33 KPa。
实施例3
将杨木硫酸盐化学木浆纤维解离至浆浓为1%,依次加入硫酸铝、十二烷基苯磺酸钠、水玻璃、硫酸锌、硼砂硼酸、氯乙烯-偏氯乙烯乳液、烷基烯酮二聚物乳液，进行液体发泡；其中硼砂和硼酸按照质量比为1:3制成硼化物，水玻璃的固含量为34%；将上述发泡体缓慢倒入规格为190 × 190 × 50 mm的模具中，静置滤水15 min，随后放入干燥箱中干燥24小时；
在上述硫酸铝的添加量为绝干纤维的1wt%；十二十二烷基苯磺酸钠的添加量为绝干纤维的30 wt%；硫酸锌添加量为绝干纤维的0.1wt%；硼砂硼酸的添加量为绝干纤维的10%；氯乙烯-醋酸乙烯乳液的添加量为纤维绝干重的20wt%；防水剂的添加量为纤维绝干重的60 wt%。
将样品按照中国国家标准GB/T 10294-2008，GB /T8924-2005和GB/T 17657-2013，分别对其导热系数，氧指数和力学性能进行测定。导热系数为0.026W/ (m·k)，氧指数为33.1%，内结合强度70.12KPa，弹性模量6.94MPa,静曲强度683.2 KPa，抗压强度75.96 KPa。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种利用氯偏乳液制备超轻发泡材料的方法，其特征在于： 包括以下步骤：
（1）以天然植物纤维、回用纤维或再生纤维为原料，经过制浆、磨浆、纤维解离后得到纤维浆料；
（2）在纤维浆料中依次加入水溶性铝盐、发泡剂、水玻璃、水溶性多价金属离子、硼化物、氯偏乳液、防水剂，进行液体发泡；
（3）发泡体达到发泡要求后倒入预先备好的磨具内静置沥水，然后放入干燥箱烘干。
2.根据权利要求1所述的利用氯偏乳液制备超轻发泡材料的方法，其特征在于：步骤（1）所述的天然植物纤维包括棉、麻以及秸秆、稻草农作物废弃物以及木材、家具的加工剩余物；回用纤维包括回收的废报纸、废纸板、废瓦楞纸；再生纤维包括铜铵纤维、粘胶纤维、皂化醋酯纤维。
3.根据权利要求1所述的利用氯偏乳液制备超轻发泡材料的方法，其特征在于：步骤（1）所述的制浆方法包括机械方法和化学方法；所述的化学方法为硫酸盐法、酸性亚硫酸盐法、氢氧化钠法或碱性亚硫酸盐法；纤维经过磨浆、解离后控制浆料的浓度在1-7wt%。
4.根据权利要求1所述的利用氯偏乳液制备超轻发泡材料的方法，其特征在于：步骤（2）所述水溶性铝盐包括硫酸铝、氯化铝；发泡剂包括高级脂肪酸盐、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、α-烯烃磺酸盐、油酰甲基牛磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚羧酸钠、亚甲基双萘磺酸钠；水玻璃的固含量为28-34wt%；水溶性多价金属离子包括Zn2+、Mg2+、Fe3+；硼化物为硼砂和硼酸按照质量比1:1-1:5制成的；氯偏乳液包括氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液、聚偏氯乙烯乳液、氯乙烯-醋酸乙烯乳液、偏二氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液；防水剂包括烷基烯酮二聚物、羟基硅油。
5.根据权利要求1所述的利用氯偏乳液制备超轻发泡材料的方法，其特征在于：步骤（2）所述水溶性铝盐的添加量为绝干纤维的1-30 wt%；发泡剂的添加量为绝干纤维的10-30 wt%；多价水溶性金属离子添加量为绝干纤维的0.1-10 wt%；硼化物的添加量为绝干纤维的0.1-10 wt%；氯偏乳液的添加量为纤维绝干重的20-80 wt%；防水剂的添加量为纤维绝干重的10-60 wt%。
6.根据权利要求1所述的利用氯偏乳液制备超轻发泡材料的方法，其特征在于：步骤（3）中发泡倍率8-12；倒入磨具静置沥水时间为10-30 min；干燥温度为85-95℃，干燥时间为8-24 h。
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