一种三维纤维增强轻质不燃保温隔热复合材料及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种轻质不燃保溫隔热复合材料及制备方法。
【背景技术】
[0002] 我国建筑能耗约占全社会总能耗的1/3,国家开始实行建筑节能后，建筑节能设计 从1987年的30%节能提高到当前最高标准的75%节能，节能方式从外墙内保溫转变为外 墙外保溫的形式。因此，建筑外墙外保溫材料的保溫性能直接决定着建筑节能能否满足设 计要求。
[0003] 目前我国建筑外墙外保溫材料主要有有机类和无机类，两类材料均无法兼顾防火 与保溫两种性能。有机类材料保溫性能好，主要有发泡聚苯板巧PS)、挤塑聚苯板狂P巧、聚 氨醋板（PU)等。EPS是苯乙締在聚合时通过发泡剂使其内部产生微孔的泡沫塑料，热导率 小于0. 042W/m?K;XPS是苯乙締加少量添加剂，通过加热挤塑成型而制得的具有闭孔结构 的硬质泡沫塑料，热导率小于0. 〇32W/m?K;PU是多元醇、氯酸醋在发泡剂作用下制备的具 有闭孔结构的低密度微孔泡沫，热导率小于0. 〇24W/m?K，该类材料主要缺点一是不阻燃， 已经导致多起重大火灾事故，发生火灾时材料自身燃烧时迅速产生大量的有害气体并发出 刺激性气味，二是高溫保型能力差，在火灾等高溫情况下保溫材料迅速软化失去原有形状， 发生滴落、高空脱落等危险，对生命体造成二次伤害。
[0004] 无机类泡沫玻璃、发泡水泥、膨胀珍珠岩、岩棉板等的材料属于不燃级，防火性能 好但保溫性能较差。泡沫玻璃W磨细玻璃粉为主要原料通过添加发泡剂烙融发泡退火冷却 加工制成的一种具有均匀独立密闭气隙结构的无机硬质隔热材料，热导率0. 〇5W/m'K且成 本较高；发泡水泥初性差密度大，热导率0. 22W/m，K;膨胀珍珠岩由酸性火山玻璃质烙岩经 破碎、筛分、高溫赔烧膨胀冷却而成白色颗粒状多空材料，热导率0. 05~0. 66W/m?K且不 抗冻融；岩棉将天然火成岩石经高溫烙融、用离屯、力、高压载能气体喷吹而制成的矿物棉， 热导率为0. 〇45W/m?K左右，但是固定困难，吸水率大，生产过程中耗能大，排碳量高，大气 污染严重，在工地施工时岩棉粉尘危害工人健康。因此，无机类保溫材料因保溫性能差、施 工困难、配套不足等难W推广应用。
[0005] 综上所述，当前建筑外墙外保溫材料能兼顾保溫性能与阻燃性能的，尤其满足高 溫防火领域的阻燃保溫的材料尚为空白。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种=维纤维增强轻质 不燃保溫隔热复合材料及其制备方法，与传统的保溫材料相比，本发明的复合材料兼有保 溫隔热性能与阻燃性能，同时具有良好的高溫保型性能，且本发明的制备方法无需热压罐 等特种设备，简单易操作，工艺性好，易于转化为生产线批量化生产，降低成本。
[0007] 本发明所采用的技术方案是：一种=维纤维增强轻质不燃保溫隔热复合材料，包 括：80wt%~95wt%S维纤维增强体，5wt%~20wt%树脂基体；树脂基体分散并填充在S 维纤维增强体内的空隙中；所述=维纤维增强体的材料为单一的=维娃基纤维、单一的= 维玄武岩纤维或=维娃基纤维和=维玄武岩纤维的混合材料。
[0008] 所述的=维娃基纤维材料为玻璃纤维、高娃氧纤维或石英纤维。
[0009] 所述的树脂基体材料为氨酪醒树脂、领酪醒树脂或环氧改性酪醒树脂。
[0010] 所述S维纤维增强体的厚度为5~75mm，宽度为100~1500mm，密度为0. 05~ 0.2g/cm3〇
[0011] 一种=维纤维增强轻质不燃保溫隔热复合材料制备方法，包括如下步骤：
[0012] (1)选定=维纤维增强体；所述的=维纤维增强体的材料为单一的=维娃基纤 维、单一的=维玄武岩纤维或=维娃基纤维和=维玄武岩纤维的混合材料；
[0013] (2)选取氨酪醒树脂、领酪醒树脂或环氧改性酪醒树脂中的任意一种树脂为溶质， 选取水、乙醇、丙醇、正下醇或异下醇中的任意一种为溶剂，配制含有Iwt%~30wt%树脂 的溶液，选取草酸、乙酸、乙二酸、苯甲酸或苯横酸中的任意一种为固化剂，加入溶液，固化 剂的重量为溶质的0. 5wt%~Swt% ;
[0014] (3)将步骤（1)中选定的=维纤维增强体浸入步骤（2)中配好的溶液中充分浸溃， 浸溃时间为0. 5~30min;
[0015] (4)挤出步骤（3)中浸溃形成的复合体中多余的溶液，使得挤除溶液后的复合体 中S维纤维增强体的重量百分比为35wt%~65wt% ;
[0016] 妨将步骤（4)中获得的复合体首先干燥1~12小时，干燥溫度为50~100°C; 然后加压0. 005~2MPa，继续干燥固化2~24小时，固化溫度为100~300°C，制得S维纤 维增强轻质不燃保溫隔热复合材料。
[0017] 本发明与现有技术相比的优点在于：
[0018] (1)本发明方法制备的复合材料中=维纤维增强体具有阻燃的作用，树脂基体具 有支撑复合材料整体结构的作用，树脂基体分散并填充在=维纤维增强体内的空隙中具有 良好的保溫隔热性能，导热系数低于0. 〇34W/m?K，阻燃性能达到最高级"不燃"，优于传统 的保溫材料；本发明为节能环保绿色建筑提供了一种新型的轻质不燃保溫隔热材料，显著 提高建筑的防火能力，保溫效果。
[0019] (2)本发明方法制备的=维纤维增强酪醒轻质不燃保溫隔热复合材料，使用溫度 高于1600°C，传统的保溫材料超过700°C已失稳，聚苯板在800°C就产生烙融变形滴落，与 传统的保溫材料相比，本发明的复合材料具有优异的高溫保型能力。
[0020] (3)本发明W=维娃基纤维、=维玄武岩纤维或者=维娃基纤维与=维玄武岩纤 维混合而成的=维纤维为增强体，W树脂为基体，通过本发明方法制备的=维纤维增强轻 质不燃保溫隔热复合材料，密度在0. 1~0. 25g/cm3之间，与传统的复合结构隔热材料具有 显著地减重优势。
[0021] (4)本发明的制备方法无需热压罐等设备，机械化及自动化程度高，简单易操作， 工艺性好，易于转化为生产线批量化生产，降低了成本。
【附图说明】
[0022] 图1本发明的制备流程图。
【具体实施方式】
[0023] 一种S维纤维增强轻质不燃保溫隔热复合材料，包括：80wt%~95wt%S维纤维 增强体，5wt%~20wt%树脂基体。其中，S维纤维增强体可W为单一的S维娃基纤维增强 体、单一的=维玄武岩纤维增强体或=维娃基纤维、=维玄武岩纤维W任意比例混合的= 维纤维增强体；=维娃基纤维可W为玻璃纤维、高娃氧纤维或石英纤维等；树脂可W为氨 酪醒树脂、领酪醒树脂或环氧改性酪醒树脂等。=维纤维增强体内含大量空隙，树脂基体分 散并填充其中，实现了阻燃性、保溫性、隔热性及高溫保型性多功能一体化。
[0024] 本发明的=维纤维增强轻质不燃保溫隔热复合材料制备时首先选定=维纤维增 强体，浸溃树脂溶液，控制溶液浸溃量后形成复合体，接着加热干燥一定时间后，再通过施 加压力、固化一定时间制得巧件，最后通过机械加工巧件外形制得目标尺寸的制品。制备流 程如图1所示，一种=维纤维增强轻质不燃保溫隔热复合材料制备方法，包括如下步骤：
[00巧](1)根据制品的目标性能和尺寸选定=维娃基纤维、=维玄武岩纤维或二者W任 意比例混合的=维纤维增强体；=维纤维增强体厚度为5~75mm，宽度为100~1500mm，密 度为0.