CN105439616A - 防火保温板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防火保温板，它由以下重量份数为主组分的原料制备而成：高铝水泥100-200份，矿物质石粉10-20份，胶黏剂10-20份，阻燃剂20-40份，聚苯颗粒10-25份，水10-30份，胶黏剂由聚氨酯、聚丙烯酸酯、丁苯橡胶按质量比1：2-4:1-2制备，阻燃剂由HBCD、磷酸二苯酯、三聚氰胺按质量比1:4-6：2-3制备。本发明的有益效果：该防火保温板具有优异的防火和保温性能，还具有优异的韧性和抗压强度，同时还具有良好的防水防腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种建材，更具体地说，它涉及一种防火保温板。
背景技术
目前，我国社会总能耗中建筑能耗约占28%左右，而且随着国民经济的发展，这个比例还有继续增加的趋势。建筑能耗中有30%～50%是通过围护结构损失的，加强围护结构的保温隔热是实现建筑节能的有效措施。屋面作为建筑物***护结构之一，所造成的热损失大于外墙和地面。在城市，由于建筑采用多层或高层结构，屋面相对面积较小，产生的能耗约占建筑总能耗的8%～10%。而在农村地区，通过屋面造成的能耗损失所占比例更大，甚至达到40%。因此，屋面是建筑节能的重要部位。在屋面结构中合理的设置保温层，可以提高建筑物的保温隔热效果，降低采暖、空调能源损耗，改善室内热舒适度。另外，保温层处理的好坏还直接影响屋面的防水效果。大量工程实践表明，在同等结构、材料和施工水平条件下，保温隔热做得好的屋面，屋面结构所承受的温度应力小，防水层出现空鼓、裂缝及由此而引起的屋面渗漏现象也少。
目前，保温层基本通过在屋面结构设置保温板来实现。当然，除了在屋面结构设置保温板来实现保温，但是保温板同样能够应用在同时，而市面上的保温板有石墨聚苯板、酚醛板、真金板、复合硅酸镁铝板、真空绝热板、发泡聚氨酯、挤塑聚苯板、岩棉板、泡沫玻璃保温板等，这些保温板各有各的特性，大致分为两种：
1、达不到A级防火，
2、达到了A级防火,但存在下列缺陷：
1)耐水性，耐腐蚀性等不强，
2)韧性和抗压强度不够。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种防火保温板。该防火保温板不仅具有优异的防火和保温性能，还具有优异的韧性和抗压强度，同时还具有良好的防水防腐蚀性能。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种防火保温板，它由以下重量份数为主要组分的原料制备而成：
高铝水泥100-200份
矿物质石粉10-20份
胶黏剂10-20份
阻燃剂20-40份
聚苯颗粒10-25份
水10-30份
所述胶黏剂由聚氨酯、聚丙烯酸酯、丁苯橡胶按质量比1：2-4：1-2制备；
所述阻燃剂由HBCD、磷酸二苯酯、三聚氰胺按质量比1：4-6：2-3制备。
通过采用上述技术方案，改进了胶黏剂和阻燃剂，并和防火保温板的其他材料发挥协同作用，共同提高了该防火保温板的的防火性能、韧性、抗压性能和防水防腐蚀性能。
所述防火保温板还包括由聚羧酸减水剂和发泡剂按照体积比为1:20-40制备的第一添加剂，所述矿物质石粉和聚苯颗粒的质量总和与第一添加剂的体积比为1kg/L-2kg/L。
所述发泡剂选用戊烷、二氯甲烷中的一种。
所述聚羧酸减水剂的制备方法：
⑴将丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵、聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙酯大单体分别用去离子水配成质量分数为20%的水溶液；
⑵在装有搅拌器、回流冷凝管及温度计的三颈烧瓶中，丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙基大单体按照摩尔比为4:1.2:1分批滴加，再加入滴加的聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙基大单体质量的2%-4%的引发剂过硫酸铵，滴加完毕后在70-80℃下保温反应3-6h，反应结束后，用质量分数为15-30%的NaOH水溶液调节pH值至7～9，得到黄色或红棕色聚羧酸减水剂。
通过上述技术方案，减小该防火保温板的用水量和容重，减小导热系数，增强保温性能。
所述防火保温板还包括早强剂和粉煤灰按照重量比为1：2-3制备的第二添加剂10-20份。
所述早强剂的制备方法：
①以重量计，称取20-50%的CaO、10-40%的Al2O3、5-10%的SiO2、10-50%的BaSO4药品作为原料；
②将CaO、Al2O3、SiO2、BaSO4的混合物经行星磨内充分均化、箱式电阻炉1000-1300℃煅烧和粉体研磨等工艺过程，制备出早强剂。
通过采用上述技术方案，早强剂增加了该防火保温板的早期强度，粉煤灰增加了该防火保温板的整体强度。
一种防火保温板的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：分别聚苯颗粒和矿物质石粉进行发泡；
步骤2：将聚苯颗粒10-25份、矿物质石粉10-20份、高铝水泥100-200份、胶黏剂10-20份、阻燃剂20-40份，加入水100-120份，搅拌5-10min；
步骤3：将混合均匀的混合物倒置磨具中，控制成型温度在50-75℃左右，增大压强至25-100MPa令混合物成型，维持3h-4h；
步骤4：将压成膜状的混合物取出，并按照相应的尺寸要求进行切割，包装，储存。
在所述步骤2和步骤3之间，按照矿物质石粉和聚苯颗粒的质量总和与第一添加剂的体积比为1kg/L-2kg/L添加第一添加剂，搅拌10-15min。
在添加第一添加剂和步骤3之间，往混合物中添加第二添加剂10-20份，继续搅拌10-15min。
所述搅拌工艺均控制搅拌转速为100-300rad/min。
通过上述技术方案，从生产工艺上进一步提高了该防火保温板的各项性能。
具体实施方式
高铝水泥有标号为425、525、625等标号。矿物质石粉包括石墨粉、石英粉、滑石粉等。值得说明的是，在下文中，高铝水泥均选为高铝水泥525，矿物质石粉均选为石墨粉。
实施例1
步骤1：分别发泡聚苯颗粒和石墨粉；
步骤2：将聚苯颗粒10份、石墨粉20份、高铝水泥525200份、胶黏剂20份、阻燃剂20份，加入水100份，控制搅拌转速为100rad/min，搅拌5min，其中胶黏剂由聚氨酯、聚丙烯酸酯、丁苯橡胶按质量比1：2:1制备，阻燃剂由HBCD、磷酸二苯酯、三聚氰胺按质量比1:4：2制备；
步骤3：将混合均匀的混合物倒置磨具中，控制成型温度在50℃左右，增大压强至25MPa令混合物成型，维持3h，水降到30份；
步骤4：将压成膜状的混合物取出，并按照相应的尺寸要求进行切割，包装，储存。
实施例2
步骤1：分别发泡聚苯颗粒和石墨粉；
步骤2：将聚苯颗粒17份、石墨粉10份、高铝水泥525170份、胶黏剂16份、阻燃剂20份，加入水114份，控制搅拌转速为200rad/min，搅拌7min，其中胶黏剂由聚氨酯、聚丙烯酸酯、丁苯橡胶按质量比1：4:1制备，阻燃剂由HBCD、磷酸二苯酯、三聚氰胺按质量比1:5：1制备；
步骤3：将混合均匀的混合物倒置磨具中，控制成型温度在50℃左右，增大压强至70MPa令混合物成型，维持4h，水降到20份；
步骤4：将压成膜状的混合物取出，并按照相应的尺寸要求进行切割，包装，储存。
实施例3
步骤1：分别发泡聚苯颗粒和石墨粉；
步骤2：将聚苯颗粒20份、石墨粉17份、高铝水泥525140份、胶黏剂13份、阻燃剂30份，加入水109份，控制搅拌转速为300rad/min，搅拌6min，其中胶黏剂由聚氨酯、聚丙烯酸酯、丁苯橡胶按质量比1：3:2制备，阻燃剂由HBCD、磷酸二苯酯、三聚氰胺按质量比1:6：2制备；
步骤3：将混合均匀的混合物倒置磨具中，控制成型温度在62℃左右，增大压强至64MPa令混合物成型，维持3.5h，水降到24份；
步骤4：将压成膜状的混合物取出，并按照相应的尺寸要求进行切割，包装，储存。
实施例4
步骤1：分别发泡聚苯颗粒和石墨粉；
步骤2：将聚苯颗粒125份、石墨粉12份、高铝水泥525100份、胶黏剂10份、阻燃剂40份，加入水120份，控制搅拌转速为150rad/min，搅拌10min，其中胶黏剂由聚氨酯、聚丙烯酸酯、丁苯橡胶按质量比1：4:2制备，阻燃剂由HBCD、磷酸二苯酯、三聚氰胺按质量比1:5：2制备；
步骤3：将混合均匀的混合物倒置磨具中，控制成型温度在75℃左右，增大压强至100MPa令混合物成型，维持4h，水降到10份；
步骤4：将压成膜状的混合物取出，并按照相应的尺寸要求进行切割，包装，储存。
实施例5
步骤1：分别发泡聚苯颗粒和石墨粉；
步骤2：将聚苯颗粒22份、石墨粉14份、高铝水泥525120份、胶黏剂11份、阻燃剂28份，加入水107份，控制搅拌转速为120rad/min，搅拌9min，其中胶黏剂由聚氨酯、聚丙烯酸酯、丁苯橡胶按质量比1：2:2制备，阻燃剂由HBCD、磷酸二苯酯、三聚氰胺按质量比1:4：1制备；
步骤3：将混合均匀的混合物倒置磨具中，控制成型温度在60℃左右，增大压强至50MPa令混合物成型，维持3h，水降到25份；
步骤4：将压成膜状的混合物取出，并按照相应的尺寸要求进行切割，包装，储存。
实施例6
步骤1：分别发泡聚苯颗粒和石墨粉；
步骤2：将聚苯颗粒14份、石墨粉15份、高铝水泥525190份、胶黏剂15份、阻燃剂35份，加入水105份，控制搅拌转速为260rad/min，搅拌7min，其中胶黏剂由聚氨酯、聚丙烯酸酯、丁苯橡胶按质量比1：3:1制备，阻燃剂由HBCD、磷酸二苯酯、三聚氰胺按质量比1:6：1制备；
步骤3：将混合均匀的混合物倒置磨具中，控制成型温度在70℃左右，增大压强至86MPa令混合物成型，维持4h，水降到15份；
步骤4：将压成膜状的混合物取出，并按照相应的尺寸要求进行切割，包装，储存。
实施例7
同实施例1，不同的是在步骤2和步骤3之间，按照石墨粉和聚苯颗粒的质量总和与第一添加剂的体积比为1kg/L添加第一添加剂，搅拌15min。
其中，第一添加剂是由聚羧酸减水剂和发泡剂按照体积比为1:40制备的混合物。发泡剂选用戊烷。
聚羧酸减水剂的制备方法：
⑴将丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵、聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙酯大单体分别用去离子水配成质量分数为20%的水溶液；
⑵在装有搅拌器、回流冷凝管及温度计的三颈烧瓶中，丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙基大单体按照摩尔比为4:1.2:1分批滴加，再加入滴加的聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙基大单体质量的2%的引发剂过硫酸铵，滴加完毕后在80℃下保温反应3h，反应结束后，用质量分数为15%的NaOH水溶液调节pH值至9，得到黄色或红棕色聚羧酸减水剂。
实施例8
同实施例2，不同的是在步骤2和步骤3之间，按照石墨粉和聚苯颗粒的质量总和与第一添加剂的体积比为2kg/L添加第一添加剂，搅拌12min。
其中，第一添加剂是由聚羧酸减水剂和发泡剂按照体积比为1:27制备的混合物。发泡剂选用二氯甲烷。
聚羧酸减水剂的制备方法：
⑴将丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵、聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙酯大单体分别用去离子水配成质量分数为20%的水溶液；
⑵在装有搅拌器、回流冷凝管及温度计的三颈烧瓶中，丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙基大单体按照摩尔比为4:1.2:1分批滴加，再加入滴加的聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙基大单体质量的4%的引发剂过硫酸铵，滴加完毕后在76℃下保温反应6h，反应结束后，用质量分数为21%的NaOH水溶液调节pH值至7，得到黄色或红棕色聚羧酸减水剂。
实施例9
同实施例4，不同的是在步骤2和步骤3之间，按照石墨粉和聚苯颗粒的质量总和与第一添加剂的体积比为1.5kg/L添加第一添加剂，搅拌10min。
其中，第一添加剂是由聚羧酸减水剂和发泡剂按照体积比为1:20制备的混合物。发泡剂选用己烷。
聚羧酸减水剂的制备方法：
⑴将丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵、聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙酯大单体分别用去离子水配成质量分数为20%的水溶液；
⑵在装有搅拌器、回流冷凝管及温度计的三颈烧瓶中，丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙基大单体按照摩尔比为4:1.2:1分批滴加，再加入滴加的聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙基大单体质量的3%的引发剂过硫酸铵，滴加完毕后在70℃下保温反应5h，反应结束后，用质量分数为30%的NaOH水溶液调节pH值至8，得到黄色或红棕色聚羧酸减水剂。
实施例10
同实施例5，不同的是在步骤2和步骤3之间，按照石墨粉和聚苯颗粒的质量总和与第一添加剂的体积比为2kg/L添加第一添加剂，搅拌12min。
其中，第一添加剂是由聚羧酸减水剂和发泡剂按照体积比为1:34制备的混合物。发泡剂选用石油醚。
聚羧酸减水剂的制备方法：
⑴将丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵、聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙酯大单体分别用去离子水配成质量分数为20%的水溶液；
⑵在装有搅拌器、回流冷凝管及温度计的三颈烧瓶中，丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙基大单体按照摩尔比为4:1.2:1分批滴加，再加入滴加的聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙基大单体质量的3%的引发剂过硫酸铵，滴加完毕后在73℃下保温反应4h，反应结束后，用质量分数为25%的NaOH水溶液调节pH值至8，得到黄色或红棕色聚羧酸减水剂。
实施例11
同实施例7，不同的是在添加第一添加剂和步骤3之间，往混合物中添加第二添加剂20份，继续搅拌15min。
其中，第二添加剂为由早强剂和粉煤灰按照重量比为1：2制备的混合物。
所述早强剂的制备方法：
①以重量计，称取20%的CaO、40%的Al2O3、5%的SiO2、50%的BaSO4药品作为原料；
②将CaO、Al2O3、SiO2、BaSO4的混合物经行星磨内充分均化、箱式电阻炉1000-1300℃煅烧和粉体研磨等工艺过程，制备出早强剂。
实施例12
同实施例8，不同的是在添加第一添加剂和步骤3之间，往混合物中添加第二添加剂15份，继续搅拌10min。
其中，第二添加剂为由早强剂和粉煤灰按照重量比为1：2.5制备的混合物。
所述早强剂的制备方法：
①以重量计，称取34%的CaO、29%的Al2O3、7%的SiO2、34%的BaSO4药品作为原料；
②将CaO、Al2O3、SiO2、BaSO4的混合物经行星磨内充分均化、箱式电阻炉1200℃煅烧和粉体研磨等工艺过程，制备出早强剂。
实施例13
同实施例9，不同的是在添加第一添加剂和步骤3之间，往混合物中添加第二添加剂10份，继续搅拌20min。
其中，第二添加剂为由早强剂和粉煤灰按照重量比为1：3制备的混合物。
所述早强剂的制备方法：
①以重量计，称取50%的CaO、10%的Al2O3、10%的SiO2、10%的BaSO4药品作为原料；
②将CaO、Al2O3、SiO2、BaSO4的混合物经行星磨内充分均化、箱式电阻炉1000℃煅烧和粉体研磨等工艺过程，制备出早强剂。
实施例14
同实施例10，不同的是在添加第一添加剂和步骤3之间，往混合物中添加第二添加剂12份，继续搅拌13min。
其中，第二添加剂为由早强剂和粉煤灰按照重量比为1：3制备的混合物。
所述早强剂的制备方法：
①以重量计，称取43%的CaO、24%的Al2O3、8%的SiO2、27%的BaSO4药品作为原料；
②将CaO、Al2O3、SiO2、BaSO4的混合物经行星磨内充分均化、箱式电阻炉1350℃煅烧和粉体研磨等工艺过程，制备出早强剂。
对比实施例1
同实施例1，不同的是其中胶黏剂为酚醛树脂，阻燃剂为四溴双酚A，去除高铝水泥525。
对比实施例2
同实施例7，不同的是其中不含有第一添加剂。
对比实施例3
同实施例11，不同的是其中不含有第二添加剂。
表1
表2
表3
其中，防火级别、导热系数、抗压强度和3天强度均按照GB/T30595-2014测定。
掉渣率=（成品原有重量-1个月后成品的重量）/成品原有重量。容重=质量/体积。
水减少率=（市售保温板所需用水量-实施例的用水量）/市售保温板所需用水量。
为了缩短测试时间，进水率和腐蚀一半时间均在实验室中模拟百倍于自然状态的条件进行测试。
其中，导热系数代表了保温性能，导热系数越小，保温性能越好；
掉渣率代表了韧性，掉渣率越低，韧性越好；
3天强度代表了早起强度，3天强度越高，早期强度越高；
水减少率代表了用水量，水减少率越大，用水量越小；
容重代表了1立方米的重量，容重越大，1立方米的重量越大；
进水率代表防水性能，进水率越高，防水性越差；
腐蚀一半时间代表防腐蚀性能，时间越长，防腐性能越强。
从表1、表2和表3中可以看出，本发明防火保温板不仅具有优异的防火性能和保温性能，还具有优异的韧性和抗压强度，同时具有优异的早起强度、用水量和容重，此外还具有良好防水防腐蚀性能，因此总体性能远优于现有的保温板。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明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发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种防火保温板，其特征是：它由以下重量份数为主要组分的原料制备而成：
高铝水泥100-200份
矿物质石粉10-20份
胶黏剂10-20份
阻燃剂20-40份
聚苯颗粒10-25份
水10-30份
所述胶黏剂由聚氨酯、聚丙烯酸酯、丁苯橡胶按质量比1：2-4：1-2制备；
所述阻燃剂由HBCD、磷酸二苯酯、三聚氰胺按质量比1:4-6：2-3制备。
2.根据权利要求1所述的防火保温板，其特征是：所述防火保温板还包括由聚羧酸减水剂和发泡剂按照体积比为1：20-40制备的第一添加剂，所述矿物质石粉和聚苯颗粒的质量总和与第一添加剂的体积比为1kg/L-2kg/L。
3.根据权利要求2所述的防火保温板，其特征是：所述发泡剂选用戊烷、己烷、二氯甲烷、石油醚中的一种。
4.根据权利要求2或3所述的防火保温板，其特征是：所述聚羧酸减水剂的制备方法：
⑴将丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵、聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙酯大单体分别用去离子水配成质量分数为20%的水溶液；
⑵在装有搅拌器、回流冷凝管及温度计的三颈烧瓶中，丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙基大单体按照摩尔比为4:1.2:1分批滴加，再加入滴加的聚合度为23的聚氧乙烯基烯丙基大单体质量的2%-4%的引发剂过硫酸铵，滴加完毕后在70-80℃下保温反应3-6h，反应结束后，用质量分数为15-30%的NaOH水溶液调节pH值至7～9，得到黄色或红棕色聚羧酸减水剂。
5.根据权利要求4所述的防火保温板，其特征是：所述防火保温板还包括早强剂和粉煤灰按照重量比为1：2-3制备的第二添加剂10-20份。
6.根据权利要求5所述的防火保温板，其特征是：所述早强剂的制备方法：
①以重量计，称取20-50%的CaO、10-40%的Al2O3、5-10%的SiO2、10-50%的BaSO4药品作为原料；
②将CaO、Al2O3、SiO2、BaSO4的混合物经行星磨内充分均化、箱式电阻炉1000-1300℃煅烧和粉体研磨等工艺过程，制备出早强剂。
7.一种如权利要求1所述的防火保温板的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：分别聚苯颗粒和矿物质石粉进行发泡；
步骤2：将聚苯颗粒10-25份、矿物质石粉10-20份、高铝水泥100-200份、胶黏剂10-20份、阻燃剂20-40份，加入水100-120份，搅拌5-10min；
步骤3：将混合均匀的混合物倒置磨具中，控制成型温度在50-75℃左右，增大压强至25-100MPa令混合物成型，维持3h-4h；
步骤4：将压成膜状的混合物取出，并按照相应的尺寸要求进行切割，包装，储存。
8.根据权利要求7所述的防火保温板制备工艺，其特征是：在所述步骤2和步骤3之间，按照矿物质石粉和聚苯颗粒的质量总和与第一添加剂的体积比为1kg/L-2kg/L添加第一添加剂，搅拌10-15min。
9.根据权利要求8所述的防火保温板制备工艺，其特征是：在添加第一添加剂和步骤3之间，往混合物中添加第二添加剂10-20份，继续搅拌10-15min。
10.根据权利要求9所述的防火保温板，其特征是：所述搅拌工艺均控制搅拌转速为100-300rad/min。
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