CN105538788A - 一种阻燃五层共挤全包覆无机板材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃五层共挤全包覆无机板材，包括共挤阻燃层、外胶黏层、无机材料层、内胶黏层、复合材料层、空心型腔；所述阻燃共挤全包覆无机板材的截面为L形断面和平面断面，所述L形断面和平面断面内由复合材料层围绕形成多个空心型腔，所述复合材料层外侧通过内胶黏层与无机材料层粘接固定；所述无机材料层围绕所述复合材料层以全包覆或者分段包覆的方式分布设置；所述无机材料层或者复合材料层外周通过外胶黏层与共挤阻燃层粘接固定；本发明采用共挤出方式，节约材料成本；一次成型降低了后续加工成本，产品整体阻燃性能高，达到A级阻燃；空心型腔或者异形型腔结构可降低材料消耗50％以上，产品重量降低符合轻质建筑和搬运要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种共挤无机板材技术设备领域，特别涉及一种阻燃五层共挤全包覆无机板材。
背景技术
随着森林资源的减少，全球木材供应量不足，优质木材尤为缺乏，每年木材工业用木材原料的一半左右需要进口；而城镇化的推进与人们生活水平的提高，建筑行业和家具行业需求大量的结构用材，大量速生木材和替代材资源，存在着强度低、缺陷多、尺寸稳定性差、利用率低的不足，因此，研发新型板材，减缓进口国外优质木材的压力、降低对国内天然林木材资源需求的压力，意义重大。
板材是目前用途最多的材料，且用途非常广泛，如用于装饰板、包装板、建筑用板等。在包装用板领域，由于人们生活水平的提高，商品极大发展，而由于商品性质的变化也对其外包装板提出了更高的要求。除了优异的力学性能包括强度、韧性、弹性等外，市场要求对板材具有不同功能性需求，如阻隔性、防水性、阻燃性、抗菌性等，以此为内包装物提供更好的保护。除了功能性外，还对板材的环保性能提出新的要求，塑料板由于其结构的可选择性，可搭配出具有各种不同高性能的板材，但塑料不可降解，将会导致资源的大量浪费和白色污染。
现有技术中的不足是：门或者门套用板材通常使用实木、不绣钢、石膏线、石材、马赛克、玻璃、复合木、木塑、亚克力等；通过如此多种类的材料，做成具有一定式样、符合审美标准的门或者门套样式时，需要多次复杂加工成型，制造过程上的耗材量会很高；门或者门套的阻燃性逐渐受到重视，特别是A级阻燃的门和门套，采用的一些无机阻燃材料制备相对应的门或门套，虽然能够达到需要的A级阻燃特性，但在后期的加工上会增加相当的成本；由于结构件多，导致门及门套的安装作业复杂。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种阻燃五层共挤全包覆无机板材，针对现有技术中的不足，设计阻燃共挤全包覆无机板材，从外至内依次通过共挤阻燃层、外胶黏层、无机材料层、内胶黏层和复合材料层共挤出板材，由板材制造门和门套；采用共挤的加工方式，加工成型结构简单，材料浪费少，中空型腔结构有效节约材料成本；共挤一次成型降低了后续加工成本，采用无机材料及在高分子材料中添加一定的阻燃剂做不同主体材料，可以提高对应产品整体的阻燃特性；共挤一次成型的门和门套大大降低了安装工作的复杂难度。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种阻燃五层共挤全包覆无机板材，包括共挤阻燃层、外胶黏层、无机材料层、内胶黏层、复合材料层、空心型腔A、空心型腔B、空心型腔C，其特征在于：
所述阻燃共挤全包覆无机板材的横截面形状为L形断面和平面断面，所述L形断面和平面断面内由复合材料层围绕形成多个空心型腔，所述空心型腔包括空心型腔A、空心型腔B和空心型腔C；所述复合材料层外侧通过内胶黏层与无机材料层粘接固定；所述无机材料层围绕所述复合材料层以全包覆或者分段包覆的方式分布设置于所述复合材料层外部；所述无机材料层和复合材料层形成的L形断面和平面断面外周通过外胶黏层与共挤阻燃层粘接固定；所述空心型腔形状为圆形、矩形、多边形、椭圆形中的一种或者二种以上的部分组合形，并且所述空心型腔的位置不会影响后期门或者门套的安装使用；所述L形断面内的空心型腔设置的数量范围为2个至5个，所述平面断面内的空心型腔设置的数量范围为5个至20个。。
所述共挤阻燃层采用聚烯烃基复合高分子材料和阻燃剂，优选的，所述聚烯烃基复合高分子材料由聚乙烯、聚氯乙烯中的一种或者二种混合而成；所述聚烯烃基复合高分子材料的比例范围为10％—30％之间；所述阻燃剂为无机阻燃剂、膨胀型阻燃剂中的一种或者二种混合高效阻燃体系；所述阻燃剂的添加比例范围为50％—90％之间。
所述内胶黏层和外胶黏层为一种或多种具有粘结性的高分子材料混合而成，所述内胶黏层和外胶黏层包括热熔胶、环氧树脂、聚氨酯胶；所述内胶黏层和外胶黏层的高分子材料分子结构中，同时具有亲油基团和亲水基团。
所述无机材料层由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、磷酸盐、锗酸盐以及氧化镁，氯化镁混合制成的稳定体系原料中的任意一种或者二种以上和/或氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物、卤化物中的一种或者二种以上原料，以及5％-30％的高分子材料混配而成；所述的无机材料层本身不会被点燃，在烧灼后残留量范围在50％—90％以上。
所述复合材料层为有机材料、无机材料、高分子材料中的两种或两种以上的材料经过复合工艺制备的多相材料；所述多相材料为高分子复合材料；其中高分子复合材料是木塑复合材料、玻纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维增强的聚烯烃基复合材料中的一种或者多种混合物。
所述复合材料层中的高分子复合材料添加量范围在30％—60％之间，所述高分子复合材料中的天然纤维素的添加量范围在10％—60％之间。
所述复合材料层的工艺过程如下：按照一定的配方体系，制备复合材料粒子，所述复合材料粒子采用平双挤出机挤出造粒，其挤出工艺温度范围在140℃—200℃之间。
所述共挤阻燃层的工艺过程如下：按照一定的配方体系，制备阻燃复合材料粒子，制备阻燃复合材料粒子采用平双挤出机挤出造粒，其挤出工艺温度范围在140℃—200℃之间。
所述阻燃共挤全包覆无机板材的工艺过程如下：使用共挤出成型方式进行加工，所使用的共挤设备为：主机为锥双挤出机，辅机为单螺杆挤出机，共挤设备的工艺温度范围控制在140℃—200℃之间。
所述阻燃共挤全包覆无机板材的阻燃等级可达到国家建材阻燃等级标准中的A级阻燃等级；所述阻燃共挤全包覆无机板材采用共挤加工方式加工成型，其耗材降低50％以上，成本降低50％以上。
本发明的替代方案是：通过共挤出一次成型的加工方式，根据实际需要可以进行多种结构的板材设计，如实心结构、空心结构、异形结构、多边形结构的形状，丰富了该类产品的种类；通过空心型腔或者异形型腔结构，可以降低材料用量50％以上。
本发明的工作原理为：1、采用全包覆共挤的加工方式进行加工，结合了无机阻燃材料和有机阻燃材料，降低了无机材料后期门或者门套制造中，需要根据不同形状而进行的多次裁剪(无机阻燃板材)、粘接、压制等加工产生的费用，式样和颜色木纹多元化，内置空心型腔，其耗材降低50％以上，成本降低50％以上，解决了无机阻燃材料自身不能挤出成型，不能一次性制作异形产品，而有机高分子材料容易制作为异形，但是却达不到A级阻燃的难题，能够达到国家建材阻燃等级标准中A级难燃或不燃的标准；2、采用具有一定阻燃性或通过配方设计得到的高分子复合材料做外层，阻燃并保持产品的形状，包括异形。内层利用不同无机阻燃剂的冷却效应、稀释效应、隔断效应、抑烟效应等以及膨胀型阻燃剂达到高效的阻燃效果；3、采用在分子链中同时具有亲油基团和亲水基团的高分子材料，将复合材料层和无机材料层粘结一起；复合材料层本身是含有亲油基团的高分子材料，而无机材料本身是亲水性的，所采用的粘结层同时具有这两种特性，起到偶联的作用；4、采用的复合材料层高分子材料，经过设备挤出加工，制备出任意符合美观和需求的式样，可以是空心和发泡的，不仅可以提高产品的整体效果，还能极大的降低成本和产品的重量。
通过上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：设计阻燃共挤全包覆无机板材，从外至内依次通过共挤阻燃层、外胶黏层、无机材料层、内胶黏层和复合材料层共挤出板材，由板材制造门和门套；采用共挤的加工方式，加工成型结构简单，材料浪费少，中空型腔结构有效节约材料成本；共挤一次成型降低了后续加工成本，采用无机材料和在高分子材料中添加一定的阻燃剂做多层主体材料，可以提高对应产品整体的阻燃特性；共挤一次成型的门和门套大大降低了安装工作的复杂难度；共挤出一次成型可设计多种规格与形状的板材，设计成空心型腔或者异形型腔结构可降低材料消耗50％以上；从根本上避免了使用含甲醛的胶黏剂对环境和人的危害，其阻燃效果可达到A级阻燃的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所公开的一种阻燃五层共挤全包覆无机板材实施例1横截面示意图；
图2为本发明实施例所公开的一种阻燃五层共挤全包覆无机板材实施例2横截面示意图；
图3为本发明实施例所公开的一种阻燃五层共挤全包覆无机板材实施例1中A处放大图；
图4为本发明实施例所公开的一种阻燃五层共挤全包覆无机板材实施例3横截面示意图；
图5为本发明实施例所公开的一种阻燃五层共挤全包覆无机板材实施例3中Q处放大图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1.共挤阻燃层2.外胶黏层3.无机材料层4.内胶黏层
5.复合材料层6.空心型腔A7.空心型腔B8.空心型腔C
具体实施方式
下面将结合本发明实施例附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1、图2、图3、图4和图5，本发明提供了一种阻燃五层共挤全包覆无机板材，包括共挤阻燃层1、外胶黏层2、无机材料层3、内胶黏层4、复合材料层5、空心型腔A6、空心型腔B7、空心型腔C8
所述阻燃共挤全包覆无机板材的横截面形状为L形断面和平面断面，所述L形断面和平面断面内由复合材料层5围绕形成多个空心型腔，所述空心型腔包括空心型腔A6、空心型腔B7和空心型腔C8；所述复合材料层5外侧通过内胶黏层4与无机材料层3粘接固定；所述无机材料层3围绕所述复合材料层5以全包覆或者分段包覆的方式分布设置于所述复合材料层5外部；所述无机材料层3和复合材料层5形成的L形断面和平面断面外周通过外胶黏层2与共挤阻燃层1粘接固定；所述空心型腔形状为圆形、矩形、多边形、椭圆形中的一种或者二种以上的部分组合形，并且所述空心型腔的位置不会影响后期门或者门套的安装使用；所述L形断面内的空心型腔设置的数量范围为2个至5个，平面断面内的空心型腔设置的数量范围为5个至20个，取决于板的宽度。
所述共挤阻燃层1采用聚烯烃基复合高分子材料和阻燃剂，优选的，所述聚烯烃基复合高分子材料由聚乙烯、聚氯乙烯中的一种或者二种混合而成；所述聚烯烃基复合高分子材料的比例范围为10％—30％之间；所述阻燃剂为无机阻燃剂、膨胀型阻燃剂中的一种或者二种混合高效阻燃体系；所述阻燃剂的添加比例范围为50％—90％之间。
所述内胶黏层4和外胶黏层2为一种或多种具有粘结性的高分子材料混合而成，所述内胶黏层4和外胶黏层2包括热熔胶、环氧树脂、聚氨酯胶；所述内胶黏层4和外胶黏层2的高分子材料分子结构中，同时具有亲油基团和亲水基团。
所述无机材料层3由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、磷酸盐、锗酸盐、以及氧化镁，氯化镁混合制成的稳定体系原料中的任意一种或者二种以上和/或氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物、卤化物中的一种或者二种以上原料，以及5％-30％的高分子材料混配而成；所述的无机材料层3本身不会被点燃，在烧灼后残留量范围在50％—90％以上。
所述复合材料层5为有机材料、无机材料、高分子材料中的两种或两种以上的材料经过复合工艺制备的多相材料；所述多相材料为高分子复合材料；其中高分子复合材料是木塑复合材料、玻纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维增强的聚烯烃基复合材料中的一种或者多种混合物。
所述复合材料层5中的高分子复合材料添加量范围在30％—60％之间，所述高分子复合材料中的天然纤维素的添加量范围在10％—60％之间。
所述复合材料层5的工艺过程如下：按照一定的配方体系，制备复合材料粒子，所述复合材料粒子采用平双挤出机挤出造粒，其挤出工艺温度范围在140℃—200℃之间。
所述共挤阻燃层1的工艺过程如下：使用共挤出成型方式进行加工，所使用的共挤设备为：无机材料层和复合材料层主机为两台锥形双螺杆挤出机，共挤阻燃层、内胶黏层和外胶黏层采用两台单螺杆挤出机，共挤设备的工艺温度范围控制在140℃—200℃之间。
所述阻燃共挤全包覆无机板材的阻燃等级可达到国家建材阻燃等级标准中的A级阻燃等级；所述阻燃共挤全包覆无机板材采用共挤加工方式加工成型，其耗材降低50％以上，成本降低50％以上，重量降低30％以上。
本发明的具体实施操作步骤是：1、采用全包覆共挤的加工方式进行加工，降低了后期门或者门套制造中，需要根据不同形状而进行的多次加工产生的费用，式样、颜色和纹理多元化，内置空心型腔，其耗材降低50％以上，成本降低50％以上；2、采用具有一定阻燃性的无机材料和通过配方设计得到的阻燃高分子复合材料，能够达到国家建材阻燃等级标准中难燃或不燃的标准；利用不同无机阻燃剂的冷却效应、稀释效应、隔断效应、抑烟效应等以及膨胀型阻燃剂达到高效的阻燃效果；3、采用在分子链中同时具有亲油基团和亲水基团的高分子材料，将复合材料层5和无机材料层3粘结一起；复合材料层5本身是含有亲油基团的高分子材料，而无机材料3本身是亲水性的，所采用的粘结层同时具有这两种特性，起到桥梁的作用；4、采用的复合材料层5高分子材料，经过设备挤出加工，制备出任意符合美观和需求的式样，不仅可以提高产品的整体效果，还能极大的降低成本。
通过上述具体实施例，本发明的有益效果是：设计阻燃共挤全包覆无机板材，从外至内依次通过共挤阻燃层、外胶黏层、无机材料层、内胶黏层和复合材料层共挤出板材，由板材制造门和门套；采用共挤的加工方式，加工成型结构简单，材料浪费少，中空型腔结构有效降节约材料成本；共挤一次成型降低了后续加工成本，采用无机材料或者在高分子材料中添加一定的阻燃剂做主体材料，可以提高对应产品整体的阻燃特性；共挤一次成型的门和门套大大降低了安装工作的复杂难度；共挤出一次成型可设计多种规格与形状的板材，设计成空心型腔或者异形型腔结构可降低材料消耗50％以上；从根本上避免了使用含甲醛的胶黏剂对环境和人的危害，其阻燃效果可达到A级阻燃的要求。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种阻燃五层共挤全包覆无机板材，其特征在于，一次挤出所有层材料，包括共挤阻燃层、外胶黏层、无机材料层、内胶黏层、复合材料层、空心型腔A、空心型腔B、空心型腔C；所述阻燃共挤全包覆无机板材的横截面形状为L形断面和平面断面，L形断面和平板形断面可以是门套和门板，所述L形断面和平面断面内由复合材料层围绕形成多个空心型腔，所述空心型腔包括空心型腔A、空心型腔B和空心型腔C；所述复合材料层外侧通过内胶黏层与无机材料层粘接固定；所述无机材料层围绕所述复合材料层以全包覆或者分段包覆的方式分布设置于所述复合材料层外部；所述无机材料层和复合材料层形成的L形断面和平面断面外周通过外胶黏层与共挤阻燃层粘接固定；所述空心型腔形状为圆形、矩形、多边形、椭圆形中的一种或者二种以上的部分组合形；所述L形断面和平面断面内的空心型腔设置的数量范围为2个至5个，所述平板形断面内的空心型腔设置的数量范围为5个至20个。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃五层共挤全包覆无机板材，其特征在于，所述共挤阻燃层采用聚烯烃基复合高分子材料和阻燃剂，优选的，所述聚烯烃基复合高分子材料由聚乙烯、聚氯乙烯中的一种或者二种混合而成；所述聚烯烃基复合高分子材料的比例范围为10％—30％之间；所述阻燃剂为无机阻燃剂、膨胀型阻燃剂中的一种或者二种混合高效阻燃体系；所述阻燃剂的添加比例范围为50％—90％之间。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃五层共挤全包覆无机板材，其特征在于，所述内胶黏层和外胶黏层为一种或多种具有粘结性的高分子材料混合而成，所述内胶黏层和外胶黏层包括热熔胶、环氧树脂、聚氨酯胶；所述内胶黏层和外胶黏层的高分子材料分子结构中，同时具有亲油基团和亲水基团。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃五层共挤全包覆无机板材，其特征在于，所述无机材料层由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、磷酸盐、锗酸盐、以及氧化镁，氯化镁混合制成的稳定体系原料中的任意一种或者二种以上和/或氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物、卤化物中的一种或者二种以上原料，以及5％-30％的高分子材料混配而成；所述的无机材料层本身不会被点燃，在烧灼后残留量范围在50％—90％以上。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃五层共挤全包覆无机板材，其特征在于，所述复合材料层为有机材料、无机材料、高分子材料中的两种或两种以上的材料经过复合工艺制备的多相材料；所述多相材料为高分子复合材料；其中高分子复合材料是木塑复合材料、玻纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维增强的聚烯烃基复合材料中的一种或者多种混合物。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃五层共挤全包覆无机板材，其特征在于，所述复合材料层中的高分子复合材料添加量范围在30％—60％之间，所述高分子复合材料中的天然纤维素的添加量范围在10％—60％之间。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃五层共挤全包覆无机板材，其特征在于，所述复合材料层的工艺过程如下：按照一定的配方体系，制备复合材料粒子，所述复合材料粒子采用平双挤出机挤出造粒，其挤出工艺温度范围在140℃—200℃之间。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃五层共挤全包覆无机板材，其特征在于，所述共挤阻燃层的工艺过程如下：按照一定的配方体系，制备阻燃复合材料粒子，制备阻燃复合材料粒子采用平双挤出机挤出造粒，其挤出工艺温度范围在140℃—200℃之间。
9.根据权利要求1所述的一种阻燃五层共挤全包覆无机板材，其特征在于，所述阻燃共挤全包覆无机板材的工艺过程如下：使用五层共挤出成型方式进行加工，所使用的共挤设备为：无机材料层和复合材料层主机为两台锥形双螺杆挤出机，共挤阻燃层、内胶黏层和外胶黏层采用两台单螺杆挤出机，共挤设备的工艺温度范围控制在140℃—200℃之间。
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