一种防火型发泡水泥注塑聚氨酯复合保温板技术领域
本发明涉及建材技术领域,尤其涉及一种防火型发泡水泥注塑聚氨酯复合保温
板。
背景技术
建筑节能政策和建筑防火规范的实施,推动了墙体保温材料的快速发展。聚氨酯
硬质泡沫塑料板、聚苯乙烯泡沫塑料板、 酚醛泡沫塑料板等有机保温材料,因其保温隔热
性能优异在建筑保温工程中得到了较为广泛的应用。聚氨酯泡沫致命的弱点就是燃烧性
能,易被点燃,且燃烧过程释放有害气体。即使添加了阻燃剂也无法从根本上改变这一属
性,建筑用聚氨酯泡沫板的最高燃烧级别也只能做到 B1 级。发泡水泥保温板、膨胀珍珠岩
保温板、无机材料包裹聚苯颗粒保温板等无机保温材料, 可以达到燃烧性能分级的A级不
燃材料标准要求,在建筑领域也得到了较为普遍的应用,但是由于其保温隔热性能低于有
机保温材料,导热系数是有机保温材料的1.5-2倍,密度大,自重大,随着我国建筑节能要求
的逐步提高,往往不能满足现行建筑节能设计标准要求。研发适应于现行建筑节能设计标
准要求和防火规范的建筑保温材料已成为当前的研究热点。
《发泡水泥/注塑复合保温板的制备与性能研究》一文中,以发泡水泥保温板作为
一侧模板,在模具中注塑发泡聚氨酯材料有机保温材料,经加温、加压成型,脱模后形成发
泡水泥/注塑复合保温板,发泡水泥保温板位于发泡水泥/注塑复合保温板的外部,燃烧性
能达A1级,当遇火遇热时, 热量主要集中在此,不会有太多的热量进入到聚氨酯保温层,能
够起到防火的作用。制成的复合保温板具有良好的防火性能,而且厚度小,复合板整体密度
低,降低了生产过程中的能耗,环保节能;但是由于发泡水泥层位于保温板的外部,质轻多
孔的特点使其具有较高的吸水性,含水率越高,保温性越差,强度也越低,这就限制了复合
保温板的应用,需要对此进行改性。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种防火型发泡水泥注塑聚氨酯
复合保温板。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种防火型发泡水泥注塑聚氨酯复合保温板,由下列重量份的原料制备制成:废旧棉
麻纤维3-4、氯化石蜡1-1.2、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3-0.34、超高细硅酸盐水泥45-50、浓度为
30wt%双氧水3.5-4、石膏粉3-3.5、硬脂酸2-3、硫酸铝2.5-3、有机硅乳1.6-1.8、去离子水适
量、聚氧化丙烯多元醇75-80、异氰酸酯23-25、五甲基二乙基三胺2.2-2.4、正戊烷10-12、二
甲基硅油1.5-2、高聚磷酸铵8-10、可膨胀石墨13-15、聚乙烯醇0.4-0.5、浓度为5wt%的硼酸
水溶液35-37。
所述一种防火型发泡水泥注塑聚氨酯复合保温板,由以下具体步骤制成:
(1)去除废弃棉麻纤维中杂质,并剪成10毫米左右的短纤维待用;将氯化石蜡在90-100
℃的油浴中加热1-1.5小时,然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚,搅拌30-40分钟后,加入总量3-4
倍量的去离子水,然后冷却至室温后与上述短纤维混合,搅拌分散均匀后离心分离,干燥,
得到防水改性增强纤维;
(2)将有机硅乳液与25-28倍量的去离子水混合均匀,然后加入超高细硅酸盐水泥、石
膏粉,搅拌60-90秒后加入硬脂酸、硫酸铝,继续搅拌60-90秒后加入浓度为30wt%双氧水,快
速搅拌10秒后后浇入模具,待发气完成后带模具养护24小时,然后拆模、切割,并用薄膜包
裹养护28天得到发泡水泥;
(3)将聚乙烯醇中加入15-16倍量的去离子水中,浸泡2-3小时后升温至85-90℃,加热
90-120分钟,得到聚乙烯醇溶液,在其中加入可膨胀石墨,搅拌20-30分钟,然后将其均匀涂
在玻璃板上,在烘箱中以70-80℃烘干,收集粉末,最后将粉末与浓度为5wt%的硼酸水溶液
混合,搅拌反应90-120分钟,过滤,干燥,得到包覆改性膨胀石墨;
(4)将聚氧化丙烯多元醇与正戊烷混合,然后加入五甲基二乙基三胺以及与其等量的
去离子水、步骤(3)得到的包覆改性膨胀石墨、高聚磷酸铵,室温下以800-1000转/分的速度
搅拌100-120秒,最后加入其余剩余成分,搅拌10-15秒后注入以步骤(2)得到的发泡水泥为
一侧模板的模具中,在压力为13-16MPa,温度为40-50℃下成型,最后在90-100℃下熟化15-
20分钟,脱模,即得。
本发明的优点是:本发明将采用发泡水泥作为一侧模板,将聚氨酯泡沫注塑在其
表面,在注塑成型的过程中,聚氨酯成分渗透到发泡水泥保温板内部并固化定型,形成良好
的结合界面,提高了界面结合强度,且不需要额外添加胶黏剂,节能环保,同时由于发泡水
泥层位于复合保温板的外侧,当遇火遇热时,热量主要集中在此,不会有太多的热量进入到
聚氨酯保温层,能够起到防火的作用。同时发泡水泥材料层作为聚氨酯泡沫保温层与外界
的过渡层,起到中间过渡作用,降低聚氨酯保温板的内外温度差及尺寸稳定性问题,进而提
高系统的整体质量。本发明在发泡水泥的制备中添加废弃棉麻纤维,通过氯化石蜡的处理,
提高了防水性能,进一步提高了阻燃性能,降低了发泡水泥层的吸水率,提高了复合保温板
的保温效果,同时节能环保,降低了生产成本。
本发明在聚氨酯泡沫材料的制备中添加了改性的可膨胀石墨,使得材料受热燃烧
后的膨胀炭层致密,具备良好的抑烟效果,通过与高聚磷酸铵复配,可形成阻燃型聚氨酯泡
沫层,进一步提高了复合保温板的防火性能;本发明制成的复合保温板生产成本低,防火等
级高,达到节能降耗的效果。
具体实施方式
一种防火型发泡水泥注塑聚氨酯复合保温板,由下列重量份(公斤)的原料制备制
成:废旧棉麻纤维3、氯化石蜡1、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3、超高细硅酸盐水泥45、浓度为30wt%
双氧水3.5、石膏粉3、硬脂酸2、硫酸铝2.5、有机硅乳1.6、去离子水适量、聚氧化丙烯多元醇
75、异氰酸酯23、五甲基二乙基三胺2.2、正戊烷10、二甲基硅油1.5、高聚磷酸铵8、可膨胀石
墨13、聚乙烯醇0.4、浓度为5wt%的硼酸水溶液35。
所述一种防火型发泡水泥注塑聚氨酯复合保温板,由以下具体步骤制成:
(1)去除废弃棉麻纤维中杂质,并剪成10毫米左右的短纤维待用;将氯化石蜡在90℃的
油浴中加热1小时,然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚,搅拌30分钟后,加入总量3倍量的去离子
水,然后冷却至室温后与上述短纤维混合,搅拌分散均匀后离心分离,干燥,得到防水改性
增强纤维;
(2)将有机硅乳液与25倍量的去离子水混合均匀,然后加入超高细硅酸盐水泥、石膏
粉,搅拌60秒后加入硬脂酸、硫酸铝,继续搅拌60秒后加入浓度为30wt%双氧水,快速搅拌10
秒后后浇入模具,待发气完成后带模具养护24小时,然后拆模、切割,并用薄膜包裹养护28
天得到发泡水泥;
(3)将聚乙烯醇中加入15倍量的去离子水中,浸泡2小时后升温至85℃,加热90分钟,得
到聚乙烯醇溶液,在其中加入可膨胀石墨,搅拌20分钟,然后将其均匀涂在玻璃板上,在烘
箱中以70℃烘干,收集粉末,最后将粉末与浓度为5wt%的硼酸水溶液混合,搅拌反应90分
钟,过滤,干燥,得到包覆改性膨胀石墨;
(4)将聚氧化丙烯多元醇与正戊烷混合,然后加入五甲基二乙基三胺以及与其等量的
去离子水、步骤(3)得到的包覆改性膨胀石墨、高聚磷酸铵,室温下以800转/分的速度搅拌
100秒,最后加入其余剩余成分,搅拌10秒后注入以步骤(2)得到的发泡水泥为一侧模板的
模具中,在压力为13MPa,温度为40℃下成型,最后在90℃下熟化15分钟,脱模,即得。
经过试验检测,本发明复合保温板的干表观密度为86.9kg/m3,复合导热系数为
0.029 W/(m•K),垂直于板面方向的抗拉强度大于100 kPa。