CN106633151A - 一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，由下列重量份的组分原料制成：水玻璃95~105，氢氧化镁0~5，氢氧化铝0~5，聚磷酸铵0~3，三（氯异丙基）磷酸酯0~3，四溴双酚A 0~3，三氧化锑0~0.5，季戊四醇0~1，羟丙基甲基纤维素0~1，甲基纤维素0~1，气相白炭黑1.1~2，粉煤灰0~1，膨润土0~1，凹凸棒0~1，氟硅酸钠1~3，氧化石墨烯0~0.2，可膨胀石墨0.1~5，十六烷基三甲基溴化铵0.2‑0.3，水0~30。本发明制备的防火阻燃表面处理剂可以大幅提高泡沫保温材料的防火阻燃性能，达到泡沫保温材料在施工和使用过程中的防火要求，防止和减少有机泡沫材料的火灾隐患。

Description

一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂及其制备方法
技术领域
本发明属于保温材料领域，具体是涉及到一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂及其制备方法。
背景技术
上世纪90年代末，有机保温材料挤塑聚苯乙烯保温板（XPS）、发泡聚苯乙烯保温板（EPS）和聚氨酯泡沫板（PU）开始在国内应用，这些材料优势明显：造价较低，保温性能好且容易施工，被广泛应用于建筑外墙保温工程。一度成为外保温工程中使用最多的有机保温类材料。该类材料保温效果虽然优良，但是阻燃性能差，存在严重的火灾安全隐患。2009年以来连续发生了多起火灾事故：央视火灾、美院火灾、科技馆火灾、济南全运会火灾、南京中环国际火灾等等，火灾造成了非常大的经济损失和人员伤亡。揪其罪魁祸首基本都是可燃或易燃类的有机保温材料。一时间，聚苯板、聚氨酯泡沫板等外墙外保温材料的火灾安全隐患引起了政府和人们的极大关注。如何降低外墙保温火灾安全隐患，如何提高保温材料和外墙保温体系防火等级，成为了时下行业内关注的焦点问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂及其制备方法。主要解决现有聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫板在实际施工和使用时燃烧性能差，存在严重的火灾安全隐。同时本发明的表面处理剂涂覆泡沫板表面后不影响其与水泥砂浆的粘接力。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，其特征在于，由下列重量份的组分原料制成：水玻璃95~105，氢氧化镁0~5，氢氧化铝0~5，聚磷酸铵0~3，三（氯异丙基）磷酸酯0~3，四溴双酚A 0~3，三氧化锑0~0.5，季戊四醇0~1，羟丙基甲基纤维素0~1，甲基纤维素0~1，气相白炭黑1.1~2，粉煤灰0~1，膨润土0~1，凹凸棒0~1，氟硅酸钠1~3，氧化石墨烯0~0.2，可膨胀石墨0.1~5，十六烷基三甲基溴化铵0.2-0.3，水0~30。
所述的一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，其特征在于：所述的水玻璃的模数为2.2-3.7。
所述的一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，其特征在于：所述的泡沫保温材料为聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫材料中的一种。
所述的一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，其特征在于：所述的防火阻燃表面处理剂使用时是涂覆在泡沫保温材料外表面，然后在30~110℃下烘干。
所述的一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按配方比例称取各组分原料；
（2）依次将称取的氢氧化镁、粉煤灰、氢氧化铝、膨润土、聚磷酸铵、凹凸棒土、四溴双酚A、羟丙基甲基纤维素、 氟硅酸钠、甲基纤维素、氧化石墨烯、三（氯异丙基）磷酸酯、可膨胀石墨混合搅拌均匀，得到粉体混合料；
（3）将称取的气相白炭黑加入水玻璃中搅拌至分散均匀，将十六烷基三甲基溴化铵和水加入其中充分搅拌均匀，得到液体混合料；
（4）将步骤（2）的粉体混合料和步骤（3）的液体混合料充分混合搅拌均匀，得到混合物料A；
（5）按照组分配比将三氧化锑和季戊四醇加入到步骤（4）得到的混合物料A中，充分搅拌均匀，即得到成品。
本发明制备的防火阻燃表面处理剂涂覆在泡沫保温材料表面，在满足外墙保温施工的粘接性能要求的前提下，可以大幅提高泡沫保温材料的防火阻燃性能，达到泡沫保温材料在施工和使用过程中的防火要求，防止和减少有机泡沫材料的火灾隐患。
以下，通过实施例说明本发明，但它们并不构成对本发明保护范围的限制。
具体实施方式
实施例1
一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，由下列重量（kg）的组分原料制成：
水玻璃100、氢氧化镁1、氢氧化铝1.25、聚磷酸铵3、羟丙基甲基纤维素1、气相白炭黑2、粉煤灰1、氟硅酸钠3、可膨胀石墨0.1、三（氯异丙基）磷酸酯3、十六烷基三甲基溴化铵0.25、季戊四醇1和水10。
制备方法：
（1）按配方比例称取各组分原料；
（2）依次将称取的氢氧化镁、粉煤灰、氢氧化铝、聚磷酸铵、羟丙基甲基纤维素、氟硅酸钠、三（氯异丙基）磷酸酯、可膨胀石墨混合搅拌均匀，得到粉体混合料；
（3）将称取的气相白炭黑加入水玻璃中搅拌至分散均匀，将十六烷基三甲基溴化铵和水加入其中充分搅拌均匀，得到液体混合料；
（4）将步骤（2）的粉体混合料和步骤（3）的液体混合料充分混合搅拌均匀，得到混合物料A；
（5）按照组分配比将季戊四醇加入到步骤（4）得到的混合物料A中，充分搅拌均匀，即得到成品。
将所得的防火阻燃表面处理剂均匀涂覆在聚氨酯泡沫板表面，涂覆量为40~50 g/平方米，然后在70摄氏度烘干，得到防火阻燃的聚氨酯泡沫板。采用粘结砂浆和水重量配比5：2配置粘接砂浆，将粘结砂浆涂抹于保温板背面，涂抹厚度约3~5 mm，在标准养护条件下养护14天后，测试拉伸粘接强度为0.26 MPa。截取尺寸为125×13×10 mm（长、宽、厚）的聚氨酯泡沫样条，表面均匀涂覆本发明的防火阻燃表面处理剂，涂覆量为40~50 g/平方米，测试样条的氧指数为 32，垂直燃烧等级V-0。
实施例2
一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，由下列重量（kg）的组分原料制成：
水玻璃100、氢氧化镁1、氢氧化铝1.25、聚磷酸铵0.1、四溴双酚A 3、羟丙基甲基纤维素1、气相白炭黑2、膨润土1、氟硅酸钠3、氧化石墨烯0.2、可膨胀石墨0.1、三（氯异丙基）磷酸酯3、十六烷基三甲基溴化铵0.25、三（氯异丙基）磷酸酯1和水20。
制备方法，包括以下步骤：
（1）按配方比例称取各组分原料；
（2）依次将称取的氢氧化镁、膨润土、氢氧化铝、 聚磷酸铵、四溴双酚A、羟丙基甲基纤维素、氟硅酸钠、氧化石墨烯、可膨胀石墨混合搅拌均匀，得到粉体混合料；
（3）将称取的气相白炭黑加入水玻璃中搅拌至分散均匀，将十六烷基三甲基溴化铵和水加入其中充分搅拌均匀，得到液体混合料；
（4）将步骤（2）的粉体混合料和步骤（3）的液体混合料充分混合搅拌均匀，得到混合物料A；
（5）按照组分配比将三（氯异丙基）磷酸酯加入到步骤（4）得到的混合物料A中，充分搅拌均匀，即得到成品。
将所得的防火阻燃表面处理剂均匀涂覆在聚氨酯泡沫板表面，涂覆量为40~50 g/平方米，然后在70摄氏度烘干，得到防火阻燃的聚氨酯泡沫板。采用粘结砂浆和水重量配比5：2配置粘接砂浆，将粘结砂浆涂抹于保温板背面，涂抹厚度约3~5 mm，在标准养护条件下养护14天后，测试拉伸粘接强度为0.24 MPa。截取尺寸为125×13×10 mm（长、宽、厚）的聚氨酯泡沫样条，表面均匀涂覆本发明的防火阻燃表面处理剂，涂覆量为40~50 g/平方米，测试样条的氧指数为 30，垂直燃烧等级V-0。
实施例3
一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，由下列重量（kg）的组分原料制成：
水玻璃100、氢氧化铝5、三氧化锑0.5、羟丙基甲基纤维素0.4、甲基纤维素1、气相白炭黑1、粉煤灰0.26、凹凸棒土1、氟硅酸钠2、氧化石墨烯0.1、可膨胀石墨5和十六烷基三甲基溴化铵0.2。
制备方法，包括以下步骤：
（1）按配方比例称取各组分原料；
（2）依次将称取的氢氧化铝、粉煤灰、羟丙基甲基纤维素、凹凸棒土、氟硅酸钠、甲基纤维素、氧化石墨烯、可膨胀石墨混合搅拌均匀，得到粉体混合料；
（3）将称取的气相白炭黑加入水玻璃中搅拌至分散均匀，将十六烷基三甲基溴化铵加入其中充分搅拌均匀，得到液体混合料；
（4）将步骤（2）的粉体混合料和步骤（3）的液体混合料充分混合搅拌均匀，得到混合物料A；
（5）按照组分配比将三氧化锑加入到步骤（4）得到的混合物料A中，充分搅拌均匀，即得到成品。
将所得的防火阻燃表面处理剂均匀涂覆在聚氨酯泡沫板表面，涂覆量为40~50 g/平方米，然后在70摄氏度烘干，得到防火阻燃的聚氨酯泡沫板。采用粘结砂浆和水重量配比5：2配置粘接砂浆，将粘结砂浆涂抹于保温板背面，涂抹厚度约3~5 mm，在标准养护条件下养护14天后，测试拉伸粘接强度为0.26 MPa。截取尺寸为125×13×10 mm（长、宽、厚）的聚氨酯泡沫样条，表面均匀涂覆本发明的防火阻燃表面处理剂，涂覆量为40~50 g/平方米，测试样条的氧指数为 38，垂直燃烧等级V-0。
实施例4
一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，由下列重量（kg）的组分原料制成：
水玻璃100g、氢氧化镁5、氢氧化铝1、羟丙基甲基纤维素0.8、甲基纤维素1、气相白炭黑1.1、氟硅酸钠3、膨润土1.5、可膨胀石墨0.1、四溴双酚A 1.5、十六烷基三甲基溴化铵0.2和水10。
制备方法，包括以下步骤：
（1）按配方比例称取各组分原料；
（2）依次将称取的氢氧化镁、膨润土、氢氧化铝、羟丙基甲基纤维素、氟硅酸钠、甲基纤维素、可膨胀石墨混合搅拌均匀，得到粉体混合料；
（3）将称取的气相白炭黑加入水玻璃中搅拌至分散均匀，将十六烷基三甲基溴化铵和水加入其中充分搅拌均匀，得到液体混合料；
（4）将步骤（2）的粉体混合料和步骤（3）的液体混合料充分混合搅拌均匀，得到混合物料A；
（5）按照组分配比将四溴双酚A加入到步骤（4）得到的混合物料A中，充分搅拌均匀，即得到成品。
将所得的防火阻燃表面处理剂均匀涂覆在聚氨酯泡沫板表面，涂覆量为40~50 g/平方米，然后在70摄氏度烘干，得到防火阻燃的聚氨酯泡沫板。采用粘结砂浆和水重量配比5：2配置粘接砂浆，将粘结砂浆涂抹于保温板背面，涂抹厚度约3~5 mm，在标准养护条件下养护14天后，测试拉伸粘接强度为0.25 MPa。截取尺寸为125×13×10 mm（长、宽、厚）的聚氨酯泡沫样条，表面均匀涂覆本发明的防火阻燃表面处理剂，涂覆量为40~50 g/平方米，测试样条的氧指数为 26，垂直燃烧等级V-1。
实施例5
一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，由下列重量（kg）的组分原料制成：
水玻璃100g、氢氧化镁2、氢氧化铝1.5、三氧化锑0.3、羟丙基甲基纤维素0.8、甲基纤维素1、气相白炭黑1.1、粉煤灰0.1、膨润土0.1、凹凸棒土0.5、氟硅酸钠1、可膨胀石墨3、十六烷基三甲基溴化铵0.2和水30。
制备方法，包括以下步骤：
（1）按配方比例称取各组分原料；
（2）依次将称取的氢氧化镁、粉煤灰、氢氧化铝、膨润土、羟丙基甲基纤维素、凹凸棒土、氟硅酸钠、甲基纤维素、可膨胀石墨混合搅拌均匀，得到粉体混合料；
（3）将称取的气相白炭黑加入水玻璃中搅拌至分散均匀，将十六烷基三甲基溴化铵和水加入其中充分搅拌均匀，得到液体混合料；
（4）将步骤（2）的粉体混合料和步骤（3）的液体混合料充分混合搅拌均匀，得到混合物料A；
（5）按照组分配比将三氧化锑加入到步骤（4）得到的混合物料A中，充分搅拌均匀，即得到成品。
将所得的防火阻燃表面处理剂均匀涂覆在聚氨酯泡沫板表面，涂覆量为40~50 g/平方米，然后在70摄氏度烘干，得到防火阻燃的聚氨酯泡沫板。采用粘结砂浆和水重量配比5：2配置粘接砂浆，将粘结砂浆涂抹于保温板背面，涂抹厚度约3~5 mm，在标准养护条件下养护14天后，测试拉伸粘接强度为0.22 MPa。截取尺寸为125×13×10 mm（长、宽、厚）的聚氨酯泡沫样条，表面均匀涂覆本发明的防火阻燃表面处理剂，涂覆量为40~50 g/平方米，测试样条的氧指数为 24，垂直燃烧等级V-2。
实施例6
一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，由下列重量（kg）的组分原料制成：
水玻璃100g、氢氧化镁3、氢氧化铝1、羟丙基甲基纤维素0.8、甲基纤维素1.0、气相白炭黑1.1、粉煤灰0.2、膨润土0.1、凹凸棒土0.1、氟硅酸钠1、可膨胀石墨5、十六烷基三甲基溴化铵0.2、三（氯异丙基）磷酸酯0.1、季戊四醇0.2和水10，
制备方法，包括以下步骤：
（1）按配方比例称取各组分原料；
（2）依次将称取的氢氧化镁、粉煤灰、氢氧化铝、膨润土、羟丙基甲基纤维素、凹凸棒土、氟硅酸钠、甲基纤维素、可膨胀石墨混合搅拌均匀，得到粉体混合料；
（3）将称取的气相白炭黑加入水玻璃中搅拌至分散均匀，将十六烷基三甲基溴化铵和水加入其中充分搅拌均匀，得到液体混合料；
（4）将步骤（2）的粉体混合料和步骤（3）的液体混合料充分混合搅拌均匀，得到混合物料A；
（5）按照组分配比将 三（氯异丙基）磷酸酯和季戊四醇加入到步骤（4）得到的混合物料A中，充分搅拌均匀，即得到成品。
将所得的防火阻燃表面处理剂均匀涂覆在聚氨酯泡沫板表面，涂覆量为40~50 g/平方米，然后在70摄氏度烘干，得到防火阻燃的聚氨酯泡沫板。采用粘结砂浆和水重量配比5：2配置粘接砂浆，将粘结砂浆涂抹于保温板背面，涂抹厚度约3~5 mm，在标准养护条件下养护14天后，测试拉伸粘接强度为0.23 MPa。截取尺寸为125×13×10 mm（长、宽、厚）的聚氨酯泡沫样条，表面均匀涂覆本发明的防火阻燃表面处理剂，涂覆量为40~50 g/平方米，测试样条的氧指数为 30，垂直燃烧等级V-0。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的实施工艺。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，其特征在于，由下列重量份的组分原料制成：水玻璃95~105，氢氧化镁0~5，氢氧化铝0~5，聚磷酸铵0~3，三（氯异丙基）磷酸酯0~3，四溴双酚A 0~3，三氧化锑0~0.5，季戊四醇0~1，羟丙基甲基纤维素0~1，甲基纤维素0~1，气相白炭黑1.1~2，粉煤灰0~1，膨润土0~1，凹凸棒0~1，氟硅酸钠1~3，氧化石墨烯0~0.2，可膨胀石墨0.1~5，十六烷基三甲基溴化铵0.2-0.3，水0~30。
2.根据权利要求1所述的一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，其特征在于：所述的水玻璃的模数为2.2-3.7。
3.根据权利要求1所述的一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，其特征在于：所述的泡沫保温材料为聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫材料中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂，其特征在于：所述的防火阻燃表面处理剂使用时是涂覆在泡沫保温材料外表面，然后在30~110℃下烘干。
5.一种如权利要求1所述的一种泡沫保温材料防火阻燃表面处理剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按配方比例称取各组分原料；
（2）依次将称取的氢氧化镁、粉煤灰、氢氧化铝、膨润土、聚磷酸铵、凹凸棒土、四溴双酚A、羟丙基甲基纤维素、 氟硅酸钠、甲基纤维素、氧化石墨烯、三（氯异丙基）磷酸酯、可膨胀石墨混合搅拌均匀，得到粉体混合料；
（3）将称取的气相白炭黑加入水玻璃中搅拌至分散均匀，将十六烷基三甲基溴化铵和水加入其中充分搅拌均匀，得到液体混合料；
（4）将步骤（2）的粉体混合料和步骤（3）的液体混合料充分混合搅拌均匀，得到混合物料A；
（5）按照组分配比将三氧化锑和季戊四醇加入到步骤（4）得到的混合物料A中，充分搅拌均匀，即得到成品。
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