[发明专利]一种轻量型保温防火复合板及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种轻量型保温防火复合板及其制备工艺，属于建筑材料领域，包括如下制备步骤：将甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯按照1:1的重量比混合，获得黑料；取聚醚多元醇，加入改性膨胀石墨，再依次加入泡沫稳定剂、催化剂NaOH、发泡剂，搅拌均匀，获得白料；将黑料加入白料中，快速搅拌，静置使其自然发泡，发泡结束后进行裁切，获得复合板。本发明通过对膨胀石墨进行改性处理，不仅能够增强膨胀石墨的阻燃特性，而且能够在膨胀石墨表面引入有机分子链团，改善膨胀石墨与聚氨酯基体的相容性，提高二者的界面粘结性，有效避免无机材料的引入导致的力学性能下降的问题；获得一种力学性能好、保温性能佳和防火等级高的保温板。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体地，涉及一种轻量型保温防火复合板及其制备工艺。

背景技术

常用的保温材料有无机材料和有机高分子材料两种，前者有岩棉、玻璃纤维和矿棉等，后者包括聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯和醋酸乙烯共聚物、聚氨酯(PU)、酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯、聚酰亚胺等，其中PU硬质泡沫塑料具有优良的隔热与防水性能，一直被广泛应用于家电、石化和建筑等行业。

PU硬质泡沫塑料不仅具有较高的隔热与防水性能，而且由于是发泡型材料，具有较低的质量，易于转运，能够满足建筑行业轻量化要求。然而，在PU硬泡保温板的制备过程中，由于有机材料比重小，导热系数低，易于加工成型，各类板材为施工提供了方便，但是有机材料存在耐热差、耐老化性能差、易燃烧和燃烧时释放大量有毒烟气、加速大火蔓延的缺点；无机材料比重大，导热系数高，施工或制作过程中养护中期长，因此通常将无机材料与有机材料复合，但是在无机材料与有机材料复合过程中，采用的原料中如碳材料等物质与聚氨酯基体很难充分相容，有机材料与无机材料之间的界面粘结力差，制得的保温板的抗折强度和抗拉强度只能满足相应的行标和国标标准，无法很好的与抗压强度进行同等的提升。因此研发一种力学性能好、保温性能佳和防火等级高的保温板成为一个急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种轻量型保温防火复合板及其制备工艺。

本发明通过对膨胀石墨进行改性处理，不仅能够增强膨胀石墨的阻燃特性，而且能够在膨胀石墨表面引入有机分子链团，改善膨胀石墨与聚氨酯基体的相容性，提高二者的界面粘结性，另外，经过改性处理的膨胀石墨表面引入了酚羟基，还能够促进膨胀石墨参与聚氨酯的聚合过程，有效避免无机材料的引入导致的力学性能下降的问题；从而获得一种力学性能好、保温性能佳和防火等级高的保温板。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种轻量型保温防火复合板的制备工艺，包括如下步骤：

第一步、将甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯按照1:1的重量比混合，获得黑料；

第二步、取聚醚多元醇，加入改性膨胀石墨，再依次加入泡沫稳定剂、催化剂NaOH、发泡剂，搅拌均匀，获得白料；

第三步、按一定比例将黑料加入白料中，快速搅拌，静置使其自然发泡，发泡结束后进行裁切，获得复合板。

进一步地，黑料与白料的质量比为1:1，泡沫稳定剂、催化剂NaOH和发泡剂的加入量依次为白料质量的1％、0.5％和1.3％；泡沫稳定剂为硅油L-600，发泡剂为三氟氯甲烷。

进一步地，改性膨胀石墨的加入量为聚醚多元醇质量的17-20％。

进一步地，改性膨胀石墨通过如下步骤制备：

S1、在圆底烧瓶中，将水杨酸溶解于乙醇中，再将乙二胺在室温下逐滴加入，剧烈搅拌，滴加完毕后，将所得的混合物在80℃条件下回流反应24h，将反应液冷却，减压蒸馏除去溶剂，往产物中滴加浓度为1mol/L的HCl溶液，直至反应液的pH值为9-10，最后减压抽滤，用蒸馏水洗涤3-4次，烘干，获得中间体；水杨酸、乙醇和乙二胺的用量比为1mol:400mL：1.2mol；