專利名稱：一種膨脹型柔性防火飾面材料及制備方法及應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于聚合物基復合材料技術領域，涉及一種適用于建筑物外墻泡沫塑料保溫工程的飾面材料，即一種膨脹型柔性防火飾面材料及其制備方法。
背景技術：
在建筑中，外墻圍護結構的熱損耗較大，墻體又是外圍護結構的主要組成部分，按價值工程原理，發(fā)展外墻外保溫技術成了實現(xiàn)建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié)，不僅能節(jié)約大量能源， 還能給住戶提供一個舒適的環(huán)境，帶來許多實惠。隨著建筑節(jié)能技術的快速發(fā)展，對建筑物的保溫隔熱要求不斷提高，目前，外墻外保溫主要采用泡沫塑料材料包覆墻體的技術措施，由于泡沫塑料以聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料為主，均屬于可燃材料，由于阻火性能低，不能達到防火要求，使用中有極大的安全隱患；另外采用無機瓷磚等進行覆蓋保護和飾面，為不燃材料，避免了失火燃燒，但使用瓷磚飾面，因質(zhì)量重，如有脫落會帶來安全隱患，使用瓷磚飾面在某些較復雜的細部造型也不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種膨脹型柔性防火飾面材料， 是一種輕質(zhì)的、柔性的、具有阻火作用的聚合物基復合材料，可以替代瓷磚飾面，減輕建筑載荷，提升工程的安全性，同時本發(fā)明還提供了該膨脹型柔性防火飾面材料的制備方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為一種共混聚合物乳液，通過下述方法制得在水性聚氨酯乳液中加入硅丙共聚乳液，通過復合共混制得共混聚合物乳液。制備水性聚氨酯乳液與硅丙共聚乳液復配成為共混聚合物乳液，共混聚合物乳液作為粘接基料， 與無機成分的粘接性高，也具有較好柔韌性、的耐久性和阻燃性。使用的聚氨酯成分，燃燒時有氮氣產(chǎn)生，可有保氣膨脹作用。本發(fā)明使用的水性聚氨酯樹脂的制備
1)預聚物制備，將觀0 320 PHR聚醚Q020 :3050為2:1)加入可調(diào)溫、裝有真空和攪拌冷卻裝置的反應器中，升溫到11(T120°C時真空脫水至含水量低于0.8^).5 %。降溫到 65 60°C時緩慢加入75 85PHR的IPDI (控制反應溫度不超過100°C )，在80°C下保溫1小時，制成含游離異氰酸脂基的預聚物。2)擴鏈反應，在預聚物中緩慢滴加一縮二乙二醇6(T80PHR，繼續(xù)在80°C保溫 2 3小時，將擴鏈后的預聚物降溫至6(T50°C。加質(zhì)量百分含量5%酒石酸丙酮溶液 50(T600PHR，升溫至55 60°C，回流保溫1小時，然后加80(T850PHR丙酮稀釋，降低黏度。3)乳化，將高聚物冷卻至室溫，慢慢加入質(zhì)量百分含量15%三乙胺丙酮溶液 10(T110PHR，攪拌均勻。之后，在室溫下，在高速攪拌(約400 500轉(zhuǎn)/分)下緩慢加入蒸餾水，制成乳狀液。4)分離，將此液體放入蒸餾裝置中，攪拌，當升溫到50 60°C時，開始抽真空(真空度為410 460 X 133. 322帕)，蒸出丙酮，即得乳白色的水性聚氨酯乳液。
共混聚合物乳液通過下述方法制得水性聚氨酯乳液200-400PHR，加入硅丙共聚乳液100-200PHR，常溫下攪拌混合10-15分鐘，得到共混聚合物乳液。一種聚合物阻燃漿料，通過包括下述步驟的方法制得
(1)在一定量的水中加入分散劑并溶解、加入乳化劑和阻燃增塑劑，攪拌制成預混液
體；
(2)在步驟(1)制得的預混液體中加入顏料、阻燃劑、膨脹劑、成炭劑攪拌研磨得到混合漿料；
(3)在步驟(2)制得的混合漿料中加入共混聚合物乳液和穩(wěn)定劑，經(jīng)過調(diào)合攪拌制得共混聚合物阻燃漿料。進一步，一種聚合物阻燃漿料，通過包括下述步驟的方法制得
(1)在150-200PHR水中，攪拌并加入分散劑3-5PHR配成水溶液，在50-100PHR水中加入乳化劑4-6PHR和阻燃增塑劑15-22PHR，攪拌制成預混液體；
(2)在步驟(1)制得的預混液體中分別加入顏料30-46PHR、阻燃劑200-M0PHR、膨脹劑 20-60PHR、成炭劑60-100PHR，攪拌研磨得到混合漿料；
(3)在步驟(2)制得的混合漿料中加入共混聚合物乳液400PHR，經(jīng)過調(diào)合攪拌制得共混聚合物阻燃漿料。本發(fā)明所述的乳化劑是0P-10，分散劑是羥乙基纖維素和/或六偏磷酸鈉，穩(wěn)定劑為羥乙基纖維素，顏料為二氧化鈦和/或碳酸鈣，阻燃劑是聚磷酸銨，膨脹劑是三聚氰胺， 成炭劑是季戊四醇，阻燃增塑劑是氯化石蠟。一種聚合物阻燃漿料的制備方法，包括下述步驟
(1)在150-200PHR水中，攪拌加入分散劑3-5PHR配成水溶液，在50-100PHR水中加入乳化劑4-6PHR和阻燃增塑劑15-22PHR，用500 800轉(zhuǎn)/分攪拌30分鐘，送入研磨設備研磨，細度< 60微米，制成預混液體；
(2)在步驟(1)制得的預混液體中分別加入顏料30-46PHR、阻燃劑200-M0PHR、膨脹劑 20-60PHR、成炭劑60-100PHR，攪拌研磨得到混合漿料；
(3)在步驟(2)制得的混合漿料中加入共混聚合物乳液400PHR，攪拌10分鐘，攪拌轉(zhuǎn)速10(Γ200轉(zhuǎn)/分，制得共混聚合物阻燃漿料。本發(fā)明所述的乳化劑是0Ρ-10，分散劑是羥乙基纖維素和/或六偏磷酸鈉，穩(wěn)定劑為羥乙基纖維素，顏料為二氧化鈦和/或碳酸鈣，阻燃劑是聚磷酸銨，膨脹劑是三聚氰胺， 成炭劑是季戊四醇、阻燃增塑劑是氯化石蠟。一種膨脹型柔性防火飾面材料，通過包括下述的方法制得在上述制得的聚合物阻燃漿料中加入2 O目 1 2 O目彩砂400-800PHR和增稠劑4-8PHR，攪拌器轉(zhuǎn)速100-150 轉(zhuǎn)/分，攪拌10-15分鐘，得到聚合物基膨脹型柔性防火飾面材料。一種膨脹型柔性防火飾面材料的制備方法，在上述制得的聚合物阻燃漿料中加入 2 O目 1 2 O目彩砂400-800PHR和增稠劑4-8PHR，攪拌器轉(zhuǎn)速100-150轉(zhuǎn)/分，攪拌 10-15分鐘，得到聚合物基膨脹型柔性防火飾面材料。一種膨脹型柔性防火飾面材料的應用，該砂漿既可直接涂覆使用，也可以制成柔韌性面磚進行粘貼。把防火飾面材料注入模具腔內(nèi)，表面刮平，既得聚合物基膨脹型柔性防火飾面柔性磚型坯，對型坯進行熱空氣養(yǎng)護、干燥、切割成塊即得聚合物基膨脹型柔性防火飾面柔性磚。制得的膨脹型柔性防火飾面柔性磚性能柔韌性，直徑150mm圓柱彎曲，無裂紋； 耐溫變性，10次低溫循環(huán)無裂紋、剝落、起鼓；人工老化，1000小時，無開裂、起鼓、剝落；燃燒性能，燃燒級別評價，A2級，燃燒氧指數(shù)40。本發(fā)明可以使得保溫墻體達到具有瓷磚飾面效果的外部裝飾，對于不能使用瓷磚裝飾的外墻裝飾工程豐富了表現(xiàn)手段，起質(zhì)量密度僅僅是同規(guī)格瓷磚的三分之一，降低了外飾重量，替代瓷磚效益明顯。該發(fā)明與普通聚合物基復合材料相比較，具有高阻燃性能，達到了不燃要求，對于使用泡沫塑料的外墻外保溫工程的安全具有重要的作用。本發(fā)明使用的成分能夠阻燃、燒蝕成碳、碳層膨脹阻止熱量傳遞的材料技術體系，比單獨使用阻燃劑的聚合物基阻燃材料，其質(zhì)量更小，阻火作用更可靠。本發(fā)明的有益效果是膨脹型柔性防火飾面材料是新型的功能材料，材料成分遇火燃燒會自行膨脹，并形成穩(wěn)定的結構碳層，膨脹的結構碳層會隔絕熱量傳遞，具備阻火作用。材料可以制備具有一定柔韌性的制品，便于施工應用，可以替代瓷磚用于防火型的建筑外飾層。是一類輕質(zhì)的、柔性的、具有阻火特性的聚合物基復合材料，材料的燃燒性能達到耐燃級別A2級的要求，能夠使用于建筑外墻泡沫塑料保溫工程的墻體飾面，也能適用于其他墻體飾面，遇火燃燒時能起到一定的阻火作用。該材料既可以直接涂覆使用，也可以制成柔韌性面磚進行粘貼。材料質(zhì)量輕、柔韌性好、施工簡便。由于使用了阻燃成分與成碳膨脹隔熱成分，阻火性能可靠。
具體實施例方式實例1
1.制備水性聚氨酯乳液
1)預聚物制備，將觀0克聚醚0020:3050的質(zhì)量比為2:1)裝入調(diào)溫反應器中，升溫到11(T120°C時真空脫水至含水量低于0. 8 %。降溫到65飛0°C時緩慢加入75份IPDI (控制反應溫度不超過100°C)。在80°C下保溫1小時，制成含游離異氰酸脂基的預聚物。2)擴連反應，在預聚物中緩慢滴加一縮二乙二醇60克，繼續(xù)在80°C保溫2 3小時，將擴鏈后的預聚物降溫至6(T50°C。加5%酒石酸丙酮溶液500克，升溫至55 60°C， 回流保溫1小時，然后加800克丙酮稀釋，降低黏度。3)乳化，將高聚物冷卻至室溫，慢慢加入15%三乙胺丙酮溶液100克，攪拌均勻。 之后，在室溫下，在高速攪拌(400 500轉(zhuǎn)/分)下緩慢加入蒸餾水，制成乳狀液。4)分離，將此液體放入蒸餾裝置中，攪拌，當升溫到50 60°C時，開始抽真空(真空度為410 460 X 133. 322帕)，蒸出丙酮，即得乳白色的水性聚氨酯乳液。2.預混液體的制備
將180克水加入六偏磷酸鈉1克和羥乙基纖維素3克，攪拌配成水溶液備用。將80克水中加入0P-10乳化劑4克和氯化石蠟18克，攪拌成均勻的乳化液。將以上的溶液與乳化液合并得到預混液體。3.聚合物阻燃漿料的制備
在預混液體中加入二氧化鈦30克、聚磷酸銨200克、三聚氰胺20克、季戊四醇60克， 高速攪拌30分鐘后送入研磨設備研磨，細度達到，^ 60微米。加入水性聚氨酯乳液200克、硅丙共聚乳液100克、上述的預混液體，攪拌轉(zhuǎn)速10(Γ200轉(zhuǎn)/分，即得材料的聚合物料漿。4.膨脹型柔性防火飾面材料與柔性磚的制備
在攪拌機中加入上述聚合物阻燃漿料，啟動攪拌后緩慢加入彩砂500克和增稠劑5克， 攪拌器轉(zhuǎn)速100-150轉(zhuǎn)/分，攪拌15分鐘，既得到膨脹型柔性防火飾面材料。把膨脹型柔性防火飾面材料注入模具腔內(nèi)，模腔尺寸為深度3-5mm，寬200-400mm，長度400-600mm，刮平表面既得柔性面磚的型坯。對型坯進行熱空氣養(yǎng)護和干燥，熱空氣的工藝溫度為60-80 0C, 熱空氣養(yǎng)護時間為4飛小時，然后常溫干燥2Γ36小時，切割成塊即得阻燃柔性面磚制品。產(chǎn)品的燃燒等級達到B2級，氧指數(shù)達到35。實例2
1、 水性聚氨酯乳液制備
1)預聚物制備，將320克聚醚(2020 3050為2:1)裝入調(diào)溫反應器中，升溫到 11(T12(TC時真空脫水至含水量低于0. 5 %。降溫到65飛0°C時緩慢加入85克IPDI (控制反應溫度不超過100°C)。在80°C下保溫1小時，制成含游離異氰酸脂基的預聚物。2)擴連反應，在預聚物中緩慢滴加一縮二乙二醇80克，繼續(xù)在80°C保溫2 3小時，將擴鏈后的預聚物降溫至6(T50°C。加5%酒石酸丙酮溶液600份，升溫至55 60°C， 回流保溫1小時，然后加850克丙酮稀釋，降低黏度。3)乳化，將高聚物冷卻至室溫，慢慢加入15%三乙胺丙酮溶液110克，攪拌均勻。 之后，在室溫下，在高速攪拌(400 500轉(zhuǎn)/分)下緩慢加入蒸餾水，制成乳狀液。4)分離，將此液體放入蒸餾裝置中，攪拌，當升溫到60°C時，開始抽真空(真空度為 410 460 X 133. 322帕)，蒸出丙酮，即得乳白色的水性聚氨酯乳液。2.預混液體的制備
水200克投入攪拌桶，開動攪拌，加入六偏磷酸鈉2克和羥乙基纖維素5克，配成水溶液備用。水100克，加入0P-10乳化劑6克和氯化石蠟22克，攪拌成均勻的乳化液。將溶液與乳化液合并得到預混液體， 3.聚合物阻燃漿料的制備
在以上的預混液體中，逐步加入鈦白粉46克、聚磷酸銨240克、三聚氰胺60克、季戊四醇100克，間隔5分鐘，高速攪拌30分鐘。送入研磨設備研磨，細度達到，^ 60微米。加入水性聚氨酯乳液300克、硅丙共聚乳液100克，攪拌10分鐘，攪拌轉(zhuǎn)速1(ΚΓ200轉(zhuǎn)/分，即得材料的聚合物料漿。4.膨脹型柔性防火飾面材料與柔性磚的制備
在攪拌機中加入上述的聚合物阻燃漿料，啟動攪拌后緩慢加入彩砂600克和增稠劑6 克，攪拌器轉(zhuǎn)速100-150轉(zhuǎn)/分，攪拌15分鐘，既得到膨脹型柔性防火飾面材料。把膨脹型柔性防火飾面材料注入模具腔內(nèi)，模腔尺寸為深度3-5mm，寬200-400mm，長度400-600mm， 刮平表面既得柔性面磚的型坯。對型坯進行養(yǎng)護和烘干干燥，養(yǎng)護溫度為60-80 %，養(yǎng)護時間為4飛小時，然后常溫干燥M 36小時，切割成塊即得阻燃柔性面磚制品。產(chǎn)品的燃燒等級達到A2級，氧指數(shù)達到35。實例3
實施步驟與實例2相同，用量水性聚氨酯乳液200克，硅丙共聚乳液200克；彩砂800 克；其他分散劑、乳化劑、增稠劑、成膜劑用量和使用等同于實例2。
產(chǎn)品的燃燒等級達到A2級，氧指數(shù)達到35。實例 4
實施步驟與實例2相同，用量水性聚氨酯乳液300克，硅丙共聚乳液100克，彩砂400 克；其他分散劑、乳化劑、增稠劑、成膜劑用量和使用等同于實例2。產(chǎn)品的燃燒等級達到A2級，氧指數(shù)達到35。
權利要求
1.一種共混聚合物乳液，其特征在于通過下述方法制得在水性聚氨酯乳液中加入硅丙共聚乳液，通過復合共混制得共混聚合物乳液。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種共混聚合物乳液，其特征在于通過下述方法制得水性聚氨酯乳液200-400PHR，加入硅丙共聚乳液100-200PHR，常溫下攪拌混合10-15分鐘，得到共混聚合物乳液。
3.一種聚合物阻燃漿料，其特征在于包括權利要求1或2所述的共混聚合物乳液，該聚合物阻燃漿料通過包括下述步驟的方法制得(1)在一定量的水中加入分散劑并溶解、加入乳化劑和阻燃增塑劑，攪拌制成預混液體；(2)在步驟(1)制得的預混液體中加入顏料、阻燃劑、膨脹劑、成炭劑攪拌研磨得到混合漿料；(3)在步驟(2)制得的混合漿料中加入共混聚合物乳液和穩(wěn)定劑，經(jīng)過調(diào)合攪拌制得共混聚合物阻燃漿料。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種聚合物阻燃漿料，其特征在于該聚合物阻燃漿料通過包括下述步驟的方法制得(1)在150-200PHR水中，攪拌并加入分散劑3-5PHR配成水溶液，在50-100PHR水中加入乳化劑4-6PHR和阻燃增塑劑15-22PHR，攪拌制成預混液體；(2)在步驟(1)制得的預混液體中分別加入顏料30-46PHR、阻燃劑200-M0PHR、膨脹劑 20-60PHR、成炭劑60-100PHR，攪拌研磨得到混合漿料；(3)在步驟(2)制得的混合漿料中加入共混聚合物乳液400PHR，經(jīng)過調(diào)合攪拌制得共混聚合物阻燃漿料。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的一種聚合物阻燃漿料，其特征在于所述的乳化劑是 0P-10，分散劑是羥乙基纖維素和/或六偏磷酸鈉，穩(wěn)定劑為羥乙基纖維素，顏料為二氧化鈦和/或碳酸鈣，阻燃劑是聚磷酸銨，膨脹劑是三聚氰胺，成炭劑是季戊四醇，阻燃增塑劑是氯化石蠟。
6.一種聚合物阻燃漿料的制備方法，其特征在于包括下述步驟(1)在150-200PHR水中，攪拌加入分散劑3-5PHR配成水溶液，在50-100PHR水中加入乳化劑4-6PHR和阻燃增塑劑15-22PHR，攪拌制成預混液體；(2)在步驟(1)制得的預混液體中分別加入顏料30-46PHR、阻燃劑200-M0PHR、膨脹劑 20-60PHR、成炭劑60-100PHR，攪拌研磨得到混合漿料；(3)在步驟(2)制得的混合漿料中加入共混聚合物乳液400PHR，經(jīng)過調(diào)合攪拌制得共混聚合物阻燃漿料。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種聚合物阻燃漿料的制備方法，其特征在于所述的乳化劑是0P-10，分散劑是羥乙基纖維素和/或六偏磷酸鈉，穩(wěn)定劑為羥乙基纖維素，顏料為二氧化鈦和/或碳酸鈣，阻燃劑是聚磷酸銨，膨脹劑是三聚氰胺，成炭劑是季戊四醇、阻燃增塑劑是氯化石蠟。
8.一種膨脹型柔性防火飾面材料，其特征在于包括權利要求4所述的聚合物阻燃漿料，該膨脹型柔性防火材料通過包括下述的方法制得在權利要求4制得的聚合物阻燃漿料中加入2 O目 1 2 O目彩砂400-800PHR和增稠劑4-8PHR，攪拌得到聚合物基膨脹型柔性防火飾面材料。
9.一種膨脹型柔性防火飾面材料的制備方法，其特征在于在權利要求4制得的聚合物阻燃漿料中加入2 Q目 1 2 Q目彩砂400-800PHR和增稠劑4-8PHR，攪拌得到聚合物基膨脹型柔性防火飾面材料。
10.一種膨脹型柔性防火飾面材料的應用，其特征在于該砂漿既可直接涂覆使用，也可以制成柔韌性面磚進行粘貼。
全文摘要
本發(fā)明屬于聚合物基復合材料技術領域，涉及一種適用于建筑物外墻泡沫塑料保溫工程的飾面材料，即一種膨脹型柔性防火飾面材料及其制備方法。本發(fā)明的技術方案為一種共混聚合物乳液，通過下述方法制得在水性聚氨酯乳液中加入硅丙共聚乳液，通過復合共混制得共混聚合物乳液。膨脹型柔性防火飾面材料是新型的功能材料，材料成分遇火燃燒會自行膨脹，并形成穩(wěn)定的結構碳層，膨脹的結構碳層會隔絕熱量傳遞，具備阻火作用。材料可以制備具有一定柔韌性的制品，便于施工應用，可以替代瓷磚用于防火型的建筑外飾層。
文檔編號C08K5/3492GK102352099SQ20111015163
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權日2011年6月8日
發(fā)明者劉勇旭, 孟平蕊, 李良波 申請人:濟南大學