本發(fā)明涉及保溫阻燃材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種保溫隔熱阻燃板。
背景技術(shù)：
：近年來，全球能源危機(jī)使社會對隔熱保溫材料提出了新的迫切需求。在高溫隔熱領(lǐng)域，工業(yè)、建筑、交通、消防等領(lǐng)域，對耐高溫隔熱材料也提出了迫切需求。氣凝膠作為一種高性能保溫材料應(yīng)運(yùn)而生，這是一種滿足溫度使用范圍在-200℃～400℃的柔性或剛性高性能隔熱保溫材料。該材料中孔隙的大小在納米數(shù)量級，可有效抑制空氣對流傳熱和固相熱傳導(dǎo)，其熱導(dǎo)率甚至比空氣還要低，具有極佳的絕熱性能，在航天飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)、軍用熱電池以及熱力、化工、冶金、消防等領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。但其材料一般具有以下缺點(diǎn)：1、阻隔熱輻射效率不高2、阻燃性差，易造成火災(zāi)，導(dǎo)致應(yīng)用領(lǐng)域少。而目前，主要通過在保溫材料中增添阻燃劑達(dá)到阻燃效果，但是隨著阻燃劑的加入，氣凝膠保溫材料的機(jī)械強(qiáng)度會逐漸降低，同時其導(dǎo)熱系數(shù)會逐漸增高，其保溫性能會逐漸降低。cn101469804a公開一種新型真空隔熱板及制備方法，該專利采用耐溫隔熱纖維材料作為芯材，并在芯材中封裝硅氣凝膠粉，外包裝采用鋁箔和塑料薄膜層壓制而成的復(fù)合材料。但該發(fā)明阻燃性差，易造成火災(zāi)，且鋁箔熱傳導(dǎo)較好，傳熱較快，導(dǎo)致隔熱效果降低。cn106244172a公開一種無鹵協(xié)效阻燃二氧化硅氣凝膠的制備，該專利是將阻燃劑與氣凝膠混合而成。該發(fā)明將阻燃劑混入氣凝膠，會對氣凝膠本身性能會產(chǎn)生影響且缺少熱反射層，無法從熱輻射途徑阻隔熱量損失。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃、高反射性且不影響保溫的新型氣凝膠隔熱阻燃板。一方面，本發(fā)明提供了一種保溫隔熱阻燃板，包括保溫層，以及在所述保溫層上下表面從里到外依次設(shè)置的阻燃層、耐高溫層、具有熱反射作用的柔性支撐層。較佳地，所述阻燃層為含有阻燃劑的熱固性聚合物；以重量份數(shù)計，所述阻燃層包括：80～120份的熱固性聚合物、10～80份固化劑、10～30份阻燃劑，5～20份協(xié)效劑。本發(fā)明從熱輻射、熱傳導(dǎo)、熱對流三種途徑阻隔熱量散失，具有優(yōu)異的隔熱性能，并且在不損壞保溫芯材原有的保溫和機(jī)械性能的基礎(chǔ)上，增添一層阻燃層。該阻燃層為含阻燃劑的熱固性聚合物，勻涂在保溫芯材上，固化速度快。由于阻燃層還含有阻燃劑使得其具有較強(qiáng)的阻燃性，還可以大大提高了保溫隔熱阻燃板的阻燃能力，有效的保護(hù)了氣凝膠保溫層。較佳地，所述熱固性聚合物為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和不飽和聚酯中的至少一種，；所述阻燃劑為化學(xué)阻燃劑、填料型阻燃劑和膨脹型阻燃劑中的至少一種，優(yōu)選為聚磷酸銨、甲基膦酸二甲酯和三聚氰胺及其鹽中的至少一種。較佳地，所述固化劑為二乙烯三胺、三甲基六亞甲基二胺和低分子聚酰胺中的至少一種，所述協(xié)效劑為氫氧化鋁、季戊四醇中的至少一種。較佳地，所述阻燃層的厚度為0.1～2cm，優(yōu)選0.5～2cm。又，較佳地，所述保溫層的材料包括玻璃纖維和/或氣凝膠，所述保溫層的厚度為0.5～2cm。較佳地，所述耐高溫層為由聚酰亞胺pi制成的耐高溫薄膜袋，厚度為200～800μm。較佳地，所述柔性支撐層為至少外表面鍍有金屬薄膜的聚對苯二甲酸乙二酯膜，所述金屬薄膜為銀、鋁、鎳和銅中的一種。又，較佳地，所述聚對苯二甲酸乙二酯膜的厚度為12～200μm，所述金屬薄膜的厚度為10～300nm。較佳地，所述保溫隔熱阻燃板還包括位于所述保溫層的周緣且用于隔開兩層柔性支撐層的邊緣防冷橋結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：高熱反射層阻隔熱輻射，保溫層氣凝膠導(dǎo)熱系數(shù)0.01～0.05w/(m·k)，阻隔熱傳導(dǎo)，兩者協(xié)同大大提高了隔熱保溫能力。同時耐高溫層聚酰亞胺薄膜袋耐高溫達(dá)400℃，導(dǎo)熱系數(shù)0.1～0.35w/m·k，添加阻燃劑的環(huán)氧樹脂阻燃性好，導(dǎo)熱系數(shù)低，固化速度快，有力地保護(hù)保溫層。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，便于使用，成本低廉，可廣泛運(yùn)用于保溫箱、建筑物的外墻體、室內(nèi)裝飾、交通運(yùn)輸車輛、船舶等。本發(fā)明以氣凝膠為保溫芯材，以阻燃層覆蓋保溫芯材，在不損壞保溫芯材原有的保溫和機(jī)械性能的基礎(chǔ)上，大大提高了阻燃能力，有效的保護(hù)了氣凝膠保溫層，并且在最外層包覆著熱反射層，大大提高了熱輻射效率，從而從熱輻射、熱傳導(dǎo)、熱對流三種途徑阻隔熱量散失，具有優(yōu)異的隔熱性能。附圖說明圖1為保溫隔熱阻燃板結(jié)構(gòu)示意圖；圖2將保溫隔熱阻燃板插入雙層聚丙烯塑料盒的六個夾面層中形成的保溫箱；圖3為本發(fā)明實(shí)施例1-3制備的保溫箱的冷源保溫隔熱性能測試的溫度曲線圖；圖4本發(fā)明實(shí)施例1-3制備的保溫箱的熱源保溫隔熱性能測試的溫度曲線圖。具體實(shí)施方式以下通過下述實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，應(yīng)理解，下述實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。本發(fā)明中所述保溫隔熱阻燃板，包括熱反射支撐層(具有熱反射作用的柔性支撐層)，耐高溫層，阻燃層和保溫層。其結(jié)構(gòu)可如圖1所述，正中間為保溫層1，阻燃層2勻涂在保溫層上1，耐高溫層3整體覆蓋阻燃層2，最外層為熱反射支撐層4。該阻燃層2為添加阻燃劑的熱固性聚合物固化而成。保溫層1抽真空，進(jìn)行壓塊處理。熱反射支撐層4可以為一層，也可以為多層。此外，所述保溫隔熱阻燃板還包括位于所述保溫層的周緣且用于隔開兩層柔性支撐層的邊緣防冷橋結(jié)構(gòu)。所述邊緣防冷橋結(jié)構(gòu)的材料為黏土類礦物，厚度可為5～30mm。所述黏土類礦物可為海泡石、高嶺土、硅藻土和凹凸棒中的至少一種。所述熱反射支撐層可為pet(聚對苯二甲酸乙二酯)膜，膜上至少鍍有鋁，銀、銅、鎳或者及其合金等。pet(聚對苯二甲酸乙二酯)膜的厚度可約為12-200μm。所述鋁、銀、銅、鎳或者及其合金附著在pet(聚對苯二甲酸乙二酯)膜上，厚度為10-300nm。熱反射層的熱反射率≥80％。所述的阻燃層可為添加阻燃劑的熱固性聚合物。所添加的阻燃劑為化學(xué)阻燃劑、填料型阻燃劑和膨脹型阻燃劑中的至少一種，優(yōu)選地，阻燃劑可選用聚磷酸銨、甲基膦酸二甲酯和三聚氰胺及其鹽中的至少一種。所述熱固性聚合物包括但不限于環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯。所述阻燃層厚度0.1～2cm。所述的保溫層可為壓制成塊的氣凝膠。氣凝膠的比表面積100-1600m2/g，孔隙率80％～99.8％，導(dǎo)熱率0.01～0.05w/(m·k)?？蛇x的氣凝膠包括但不限于sio2氣凝膠、zro2凝膠、al2o3氣凝膠、炭氣凝膠。所述的耐高溫層可為由pi(聚酰亞胺)制成的耐高溫薄膜袋，厚度為200～800μm，耐高溫可達(dá)400℃。以下示例性地說明本發(fā)明提供的保溫隔熱阻燃板的制作方法。對保溫層進(jìn)行抽真空處理，并壓制成塊。具體來說，將保溫層材料(例如，氣凝膠等)進(jìn)行抽真空處理，密封，壓制成板，厚度0.5～2cm。所述壓制的壓強(qiáng)為5～80mpa。所述保溫層材料優(yōu)選為氣凝膠，其比表面積100-1600m2/g，孔隙率80％～99.8％，導(dǎo)熱率0.01～0.05w/(m·k)?？蛇x的氣凝膠包括但不限于sio2氣凝膠、zro2凝膠、al2o3氣凝膠、炭氣凝膠。所添加阻燃劑的熱固性聚合物均勻的涂在保溫層上，固化之后，形成阻燃層。具體來說，將添加阻燃劑的熱固性聚合物均勻涂在成型完畢的氣凝膠表面，待固化之后，氣凝膠表面形成一層阻燃層。阻燃層厚度0.1～2cm，優(yōu)選0.5～2cm。其中阻燃層的制備方法：80～120份的熱固性聚合物、10～80份固化劑、10～30份阻燃劑，5～20份協(xié)效劑，攪拌速度300～1500r/min，攪拌時間1～5h，固化溫度30～120℃。阻燃劑的添加量過少，阻燃性能不能達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)；阻燃劑的添加量過多，會影響熱固性聚合物原有機(jī)械性能，并且隨著阻燃劑的添加量增多，阻燃性能的提升趨于平緩，甚至出現(xiàn)惡化，給工業(yè)生產(chǎn)帶來不必要的成本負(fù)擔(dān)。所以阻燃劑的添加量應(yīng)該科學(xué)、適度，并且對于不同阻燃體系，添加量也有所區(qū)別。本發(fā)明采用的是化學(xué)膨脹體系和有機(jī)-無機(jī)協(xié)效阻燃體系，阻燃劑添加量分別為10％～30％、20％～30％。由pi(聚酰亞胺)制成的耐高溫薄膜袋，厚度為200～800μm，將樣品放入袋中，進(jìn)行抽真空處理，真空度≤0.3mpa。將鋁、銀、銅、鎳或者及其合金鍍在pet(聚對苯二甲酸乙二酯)膜上，厚度為10-300nm，pet膜厚度12-200μm，反射率≥80％。將反射性pet(聚對苯二甲酸乙二酯)膜粘結(jié)在由pi(聚酰亞胺)制成的耐高溫薄膜袋上，整體覆蓋。下面進(jìn)一步例舉實(shí)施例以詳細(xì)說明本發(fā)明。同樣應(yīng)理解，以下實(shí)施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下述示例具體的工藝參數(shù)等也僅是合適范圍中的一個示例，即本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過本文的說明做合適的范圍內(nèi)選擇，而并非要限定于下文示例的具體數(shù)值。實(shí)施例1阻燃層組分配比：100份的環(huán)氧樹脂，10份二乙烯三胺，20份季戊四醇，20份三聚氰胺氰尿酸，攪拌速度400r/min，攪拌時間2h，固化溫度100℃，固化時間30min；將阻燃層樣品制成12.7mm×12.7×3mm，經(jīng)阻燃材料標(biāo)準(zhǔn)ul94-1985得到ul94v-0等級；將阻燃層樣品制成為100mm×6.5mm×3mm，根據(jù)astmd2863步驟進(jìn)行，loi(極限氧指數(shù))為29.7％，如表1所示。熱反射氣凝膠保溫阻燃板制備方法：(1)將sio2氣凝膠進(jìn)行抽真空處理，密封，壓制成板，厚度1.2cm。所述壓制的壓強(qiáng)為20mpa。其中所述sio2氣凝膠比表面積1200m2/g，孔隙率95％，導(dǎo)熱率0.01w/(m·k)；(2)將添加季戊四醇和三聚氰胺氰尿酸的環(huán)氧樹脂均勻涂在成型完畢的sio2氣凝膠表面，待固化之后，氣凝膠表面形成一層阻燃層，阻燃層厚度0.5cm；(3)由pi(聚酰亞胺)制成的耐高溫薄膜袋，薄膜厚度為300μm，耐高溫可達(dá)400℃；進(jìn)行抽真空處理，真空度為0.2mpa；(4)將鍍鋁的pet(聚對苯二甲酸乙二酯)膜粘結(jié)在耐高溫薄膜袋表面，鋁膜厚度100nm，pet膜厚度100μm，反射率97％。進(jìn)一步，為直觀體現(xiàn)本發(fā)明的保溫隔熱性能，將制備好的保溫隔熱阻燃板插入內(nèi)壁為37.8cm*28.8cm*32.8cm的雙層聚丙烯塑料盒的六個面夾層中，如圖2所示。將6kg的制冷劑放入，填充量約1/3，保證容器密封，周圍環(huán)境溫度為23攝氏度，測試制冷劑溫度隨時間變化，性能曲線如圖3所示；同樣的測試方法，同樣的測試條件，將6kg熱源放入，填充量約為1/3，測試熱源溫度隨時間的變化。性能曲線如圖4所示。實(shí)施例2阻燃層組分配比：100份的環(huán)氧樹脂，20份三甲基六亞甲基二胺，甲基磷酸二甲酯20份，10份氫氧化鋁，攪拌速度500r/min，攪拌時間2h，固化溫度80℃，固化時間1h；將阻燃層樣品制成12.7mm×12.7×3mm，經(jīng)阻燃材料標(biāo)準(zhǔn)ul94-1985得到ul94v-0等級；將阻燃層樣品制成為100mm×6.5mm×3mm，根據(jù)astmd2863步驟進(jìn)行，loi(極限氧指數(shù))為28.9％，如表1所示。熱反射氣凝膠保溫阻燃板制備方法：(1)將zro2氣凝膠進(jìn)行抽真空處理，密封，壓制成板，厚度1cm。所述壓制的壓強(qiáng)為30mpa。其中所述sio2氣凝膠比表面積900m2/g，孔隙率96％，導(dǎo)熱率0.013w/(m·k)；(2)將添加甲基磷酸二甲酯和氫氧化鋁的環(huán)氧樹脂均勻涂在成型完畢的zro2氣凝膠表面，待固化之后，氣凝膠表面形成一層阻燃層；阻燃層厚度0.6cm；(3)由pi(聚酰亞胺)制成的耐高溫薄膜袋，薄膜厚度為400μm，耐高溫可達(dá)400℃。進(jìn)行抽真空處理，真空度≤0.1mpa；(4)將鍍鋁的pet(聚對苯二甲酸乙二酯)膜粘結(jié)在耐高溫薄膜袋表面。鋁膜厚度90nm，pet膜厚度110μm，反射率98％。進(jìn)一步，為直觀體現(xiàn)本發(fā)明的保溫隔熱性能，將制備好的保溫隔熱阻燃板插入內(nèi)壁為37.8cm*28.8cm*32.8cm的雙層聚丙烯塑料盒的六個面夾層中，如圖2所示。將6kg的制冷劑放入，填充量約1/3，保證容器密封，周圍環(huán)境溫度為23攝氏度，測試制冷劑溫度隨時間變化，性能曲線如圖3所示；同樣的測試方法，同樣的測試條件，將6kg熱源放入，填充量約為1/3，測試熱源溫度隨時間的變化。性能曲線如圖4所示。實(shí)施例3阻燃層組分配比：100份的環(huán)氧樹脂，80份低分子聚酰胺，30份聚磷酸銨，10份季戊四醇，攪拌速度600r/min，攪拌時間3h，固化溫度70℃，固化時間2h。；將阻燃層樣品制成12.7mm×12.7×3mm，經(jīng)阻燃材料標(biāo)準(zhǔn)ul94-1985得到ul94v-0等級；將阻燃層樣品制成為100mm×6.5mm×3mm，根據(jù)astmd2863步驟進(jìn)行，loi(極限氧指數(shù))為29.3％，如表1所示。熱反射氣凝膠保溫阻燃板制備方法：(1)將al2o3氣凝膠進(jìn)行抽真空處理，密封，壓制成板，厚度1.5cm。所述壓制的壓強(qiáng)為25mpa。其中所述al2o3氣凝膠比表面積450m2/g，孔隙率98％，導(dǎo)熱率0.029w/(m·k)；(2)將添加聚磷酸銨和季戊四醇的環(huán)氧樹脂均勻涂在成型完畢的al2o3氣凝膠表面，待固化之后，氣凝膠表面形成一層阻燃層。阻燃層厚度0.5cm；(3)由pi(聚酰亞胺)制成的耐高溫薄膜袋，薄膜厚度為500μm，耐高溫可達(dá)400℃。進(jìn)行抽真空處理，真空度為0.3mpa；(4)將鍍鋁的pet(聚對苯二甲酸乙二酯)膜粘結(jié)在耐高溫層表面。鋁膜厚度150nm，pet膜厚度120μm，反射率97％。進(jìn)一步，為直觀體現(xiàn)本發(fā)明的保溫隔熱性能，將制備好的保溫隔熱阻燃板插入內(nèi)壁為37.8cm*28.8cm*32.8cm的雙層聚丙烯塑料盒的六個面夾層中，如圖2所示。將6kg的制冷劑放入，填充量約1/3，保證容器密封，周圍環(huán)境溫度為23攝氏度，測試制冷劑溫度隨時間變化，性能曲線如圖3所示；同樣的測試方法，同樣的測試條件，將6kg熱源放入，填充量約為1/3，測試熱源溫度隨時間的變化。性能曲線如圖4所示。表1為本發(fā)明實(shí)施例1-3制備的保溫隔熱阻燃板的阻燃層性能測試第一次明燃時間t1第二次明燃時間t2ul94等級評定極限氧指數(shù)loi實(shí)例10.9s1.1sv029.7％實(shí)例22s2.8sv028.9％實(shí)例31.4s1.9sv029.3％。其中，將實(shí)施例1-3制備的阻燃層樣品制成12.7mm×12.7×12.7mm，經(jīng)阻燃材料標(biāo)準(zhǔn)ul94-1985得到ul94v等級評定。將實(shí)施例1-3制備的阻燃層樣品制成為100mm×6.5mm×3mm，根據(jù)astmd2863步驟進(jìn)行，得到loi(極限氧指數(shù))。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12