一种用于室内地坪的防火材料及其制备方法与流程

本发明涉及地坪材料领域，具体而言，涉及一种用于室内地坪的防火材料及其制备方法。

背景技术：

室内地坪是底层房间与土层相接触的部分，它承受底层房间的荷载，要求具有一定的强度和刚度，地坪通常为采用特定材料和工艺对原有地面进行施工处理并呈现出一定装饰性和功能性的地面，如：环氧自流平地坪、金刚砂耐磨地坪、环氧水磨石地坪、水泥基水磨石、环氧彩砂地坪、环氧防静电地坪、环氧防滑地坪、聚脲防腐地坪、聚氨酯地坪、硅pu地坪、混凝土密封固化剂地坪等等。

聚天门冬氨酸酯作为第三代聚脲产品，由于干燥快、易施工、附着力和柔韧性优异而被应用于地坪领域。但是基于聚天门冬氨酸酯制成的地坪材料防火性能差，防火等级低，室内发生火灾时，地面容易出现蹿火的现象。

技术实现要素：

为了弥补以上不足，本发明提供了一种用于室内地坪的防火材料及其制备方法，旨在改善传统室内地坪材料防火性能差的问题。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种用于室内地坪的防火材料，由以下重量分数的各组分组成：聚天门冬氨酸酯树脂45～55份、改性石墨13～23份、玻璃纤维10～16份、白泡石粉6～10份、分散剂0.5～2份、流平剂0.3～1份、消泡剂0.5～2份、防沉剂0.5～2份、吸水剂4～10份、填料30～40份。

在本发明的一种实施例中，所述改性石墨为可膨胀型石墨，所述膨胀型石墨的制备方法包括以下步骤：将纳米级蒙脱石、石墨原料、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷加入到水中，搅拌均匀后加热至100℃反应2h后经过滤、洗涤、烘干后制得改性石墨。

在本发明的一种实施例中，所述石墨原料在改性前研磨至粉末状，且纳米级蒙脱石、石墨原料、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的质量比例为4：2：1。

在本发明的一种实施例中，所述填料为石英粉和滑石粉的混合物，且石英粉与滑石粉的质量比例为2：1。

第一方面，本发明另提供一种用于室内地坪的防火材料的制备方法，包括下步骤：

步骤一：选材，将聚天门冬氨酸酯树脂、改性石墨、玻璃纤维、白泡石粉、分散剂、流平剂、消泡剂、防沉剂、吸水剂、填料按重量份数称取，备用；

步骤二：混合制浆，将步骤一中称取备用的聚天门冬氨酸酯树脂、改性石墨、分散剂、消泡剂、防沉剂和吸水剂加水投入到搅拌罐中，充分搅拌，混合均匀得到流动性良好的浆料；

步骤三：添加剂混合，将步骤一中称取备用的玻璃纤维、白泡石粉、流平剂和填料混合，并进行搅拌，搅拌温度在80～100℃，搅拌15～25min后，得到混合物；

步骤四：混合制料，将步骤二中制得的浆料和步骤三中制得的混合物混合投放到搅拌灌中进行搅拌，并保持恒温在23～45℃，搅拌1～2h后，制得半成品材料；

步骤五：发泡加工，将步骤四中制得的半成品材料边添加发泡剂便进行搅拌，搅拌均匀后，装箱进入恒温室，恒温室的温度为45～75℃、时间为18～26h，制成泡体材料；

步骤六：挤压成型，由挤压成型机对步骤五制得的泡体材料进行加压成型后，置入陈化室内，经2～3d，制得防火材料。

在本发明的一种实施例中，所述步骤二中采用自落式搅拌机对物料进行搅拌，且搅拌速率为1000～1500rpm，搅拌时间为5～10min。

在本发明的一种实施例中，所述步骤二中添加的水为蒸馏水，且所述水与物料之间的比例为0.8：1。

在本发明的一种实施例中，所述半成品材料在恒温室内进行加工时，恒温室的温度为55～70℃。

在本发明的一种实施例中，所述步骤五中制得的泡体材料置于阴凉处冷却，冷却至室温后再进行所述步骤六的加工。

在本发明的一种实施例中，所述步骤六中使用的陈化室的温度在60～80℃，防火材料由软变硬后取出，并冷却至室温。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的一种用于室内地坪的防火材料及其制备方法，通过混合、发泡、挤压成型等加工工艺对原料进行加工后制得防火材料，增大防火材料的膨胀系数，使防火材料具有良好的防火、阻燃、难燃、耐高温性能、耐火焰贯穿等优点，此外，采用改性石墨为原料，改性石墨的膨胀倍数比一般石墨高，可提高以改性石墨为原料制成的防火材料的防火性能，而添加的填料、玻璃纤维和白泡石粉可以进一步提高防火材料的防火性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的100um标尺下防火材料sem图；

图2为本发明实施方式提供的防火材料的红外光谱图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例1

请参阅图1-2，本发明提供本发明提供一种用于室内地坪的防火材料，由以下重量分数的各组分组成：聚天门冬氨酸酯树脂45份、改性石墨13份、玻璃纤维10份、白泡石粉6、分散剂0.5份、流平剂0.3份、消泡剂0.5份、防沉剂0.5份、吸水剂4～份、填料30份。

在本实施例中，所述改性石墨为可膨胀型石墨，所述膨胀型石墨的制备方法包括以下步骤：将纳米级蒙脱石、石墨原料、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷加入到水中，搅拌均匀后加热至100℃反应2h后经过滤、洗涤、烘干后制得改性石墨，石墨由于其特殊结构而具有一些特殊性质，如耐高温性、导电、润滑性、化学稳定性，而通过纳米级蒙脱石对可石墨原料进行改性，得到改性石墨，一方面避免了纳米级蒙脱石的团聚，另一方面改性石墨的膨胀倍数提高，从而提高了改性石墨的阻燃和耐火时间，进而可以提高以改性石墨为原料制成的防火材料的防火、耐火性能；所述石墨原料在改性前研磨至粉末状，且纳米级蒙脱石、石墨原料、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的质量比例为4：2：1；

优选的，所述填料为石英粉和滑石粉的混合物，且石英粉与滑石粉的质量比例为2：1，石英粉具有耐火性能高的特点，而滑石粉具有耐腐蚀性，耐高温，耐酸碱性，吸附力强，绝缘性，熔点高，化学惰性能好，遮盖力好，质地柔软，有光泽，颜色为雪白色，手感细腻等等性能，由石英粉和滑石粉混合而成的填料也具有两者的特性，因此填料具有良好的耐火、耐高温性能。

请参阅图1-2，本发明另提供一种用于室内地坪的防火材料的制备方法，包括下步骤：

步骤一：选材，将聚天门冬氨酸酯树脂、改性石墨、玻璃纤维、白泡石粉、分散剂、流平剂、消泡剂、防沉剂、吸水剂、填料按重量份数称取，备用；

步骤二：混合制浆，将步骤一中称取备用的聚天门冬氨酸酯树脂、改性石墨、分散剂、消泡剂、防沉剂和吸水剂加水投入到搅拌罐中，充分搅拌，混合均匀得到流动性良好的浆料；

步骤三：添加剂混合，将步骤一中称取备用的玻璃纤维、白泡石粉、流平剂和填料混合，并进行搅拌，搅拌温度在80℃，搅拌15min后，得到混合物，玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，而白泡石粉一般含二氧化硅和氧化铝的质量分数分别为75％～85％、10％～15％，是一种天然的耐火材料；

步骤四：混合制料，将步骤二中制得的浆料和步骤三中制得的混合物混合投放到搅拌灌中进行搅拌，并保持恒温在23℃，搅拌1h后，制得半成品材料；

步骤五：发泡加工，将步骤四中制得的半成品材料边添加发泡剂便进行搅拌，搅拌均匀后，装箱进入恒温室，恒温室的温度为45℃、时间为18h，制成泡体材料，对半成品材料进行发泡处理后得到的发泡材料具有良好的防火、阻燃、耐高温性能，使用温度范围大，且具有优异的难燃、自熄、耐火焰贯穿等优点。

步骤六：挤压成型，由挤压成型机对步骤五制得的泡体材料进行加压成型后，置入陈化室内，经2d，制得防火材料。

在本实施例中，所述步骤二中采用自落式搅拌机对物料进行搅拌，且搅拌速率为1000rpm，搅拌时间为5min，可使步骤二中的物料混合的更加充分；所述步骤二中添加的水为蒸馏水，且所述水与物料之间的比例为0.8：1，以蒸馏水作为添加水液，可减小水液对物料混合造成影响的可能性；所述半成品材料在恒温室内进行加工时，恒温室的温度为55℃，在高温小对半成品材料进行加工，利于半成品材料脱水、凝固；所述步骤五中制得的泡体材料置于阴凉处冷却，冷却至室温后再进行所述步骤六的加工，将泡体材料冷却后再进行加工，减小泡体材料在转运过程中烫伤工作人员的可能性，所述步骤六中使用的陈化室的温度在60℃，防火材料由软变硬后取出，并冷却至室温，硬质的防火材料可直接铺设在室内地坪基面上，利于安装、使用。

实施例2

请参阅图1-2，本发明提供本发明提供一种用于室内地坪的防火材料，由以下重量分数的各组分组成：聚天门冬氨酸酯树脂50份、改性石墨18份、玻璃纤维13份、白泡石粉8份、分散剂1.3份、流平剂0.6份、消泡剂1.3份、防沉剂1.3份、吸水剂7份、填料35份。

在本实施例中，所述改性石墨为可膨胀型石墨，所述膨胀型石墨的制备方法包括以下步骤：将纳米级蒙脱石、石墨原料、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷加入到水中，搅拌均匀后加热至100℃反应2h后经过滤、洗涤、烘干后制得改性石墨，石墨由于其特殊结构而具有一些特殊性质，如耐高温性、导电、润滑性、化学稳定性，而通过纳米级蒙脱石对可石墨原料进行改性，得到改性石墨，一方面避免了纳米级蒙脱石的团聚，另一方面改性石墨的膨胀倍数提高，从而提高了改性石墨的阻燃和耐火时间，进而可以提高以改性石墨为原料制成的防火材料的防火、耐火性能；所述石墨原料在改性前研磨至粉末状，且纳米级蒙脱石、石墨原料、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的质量比例为4：2：1；

优选的，所述填料为石英粉和滑石粉的混合物，且石英粉与滑石粉的质量比例为2：1，石英粉具有耐火性能高的特点，而滑石粉具有耐腐蚀性，耐高温，耐酸碱性，吸附力强，绝缘性，熔点高，化学惰性能好，遮盖力好，质地柔软，有光泽，颜色为雪白色，手感细腻等等性能，由石英粉和滑石粉混合而成的填料也具有两者的特性，因此填料具有良好的耐火、耐高温性能。

请参阅图1-2，本发明另提供一种用于室内地坪的防火材料的制备方法，包括下步骤：

步骤一：选材，将聚天门冬氨酸酯树脂、改性石墨、玻璃纤维、白泡石粉、分散剂、流平剂、消泡剂、防沉剂、吸水剂、填料按重量份数称取，备用；

步骤二：混合制浆，将步骤一中称取备用的聚天门冬氨酸酯树脂、改性石墨、分散剂、消泡剂、防沉剂和吸水剂加水投入到搅拌罐中，充分搅拌，混合均匀得到流动性良好的浆料；

步骤三：添加剂混合，将步骤一中称取备用的玻璃纤维、白泡石粉、流平剂和填料混合，并进行搅拌，搅拌温度在90℃，搅拌20min后，得到混合物，玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，而白泡石粉一般含二氧化硅和氧化铝的质量分数分别为75％～85％、10％～15％，是一种天然的耐火材料；

步骤四：混合制料，将步骤二中制得的浆料和步骤三中制得的混合物混合投放到搅拌灌中进行搅拌，并保持恒温在34℃，搅拌1.5h后，制得半成品材料；

步骤五：发泡加工，将步骤四中制得的半成品材料边添加发泡剂便进行搅拌，搅拌均匀后，装箱进入恒温室，恒温室的温度为60℃、时间为22h，制成泡体材料，对半成品材料进行发泡处理后得到的发泡材料具有良好的防火、阻燃、耐高温性能，使用温度范围大，且具有优异的难燃、自熄、耐火焰贯穿等优点。

步骤六：挤压成型，由挤压成型机对步骤五制得的泡体材料进行加压成型后，置入陈化室内，经2.5d，制得防火材料。

在本实施例中，所述步骤二中采用自落式搅拌机对物料进行搅拌，且搅拌速率为1250rpm，搅拌时间为7.5min，可使步骤二中的物料混合的更加充分；所述步骤二中添加的水为蒸馏水，且所述水与物料之间的比例为0.8：1，以蒸馏水作为添加水液，可减小水液对物料混合造成影响的可能性；所述半成品材料在恒温室内进行加工时，恒温室的温度为63℃，在高温小对半成品材料进行加工，利于半成品材料脱水、凝固；所述步骤五中制得的泡体材料置于阴凉处冷却，冷却至室温后再进行所述步骤六的加工，将泡体材料冷却后再进行加工，减小泡体材料在转运过程中烫伤工作人员的可能性，所述步骤六中使用的陈化室的温度在70℃，防火材料由软变硬后取出，并冷却至室温，硬质的防火材料可直接铺设在室内地坪基面上，利于安装、使用。

实施例3

请参阅图1-2，本发明提供本发明提供一种用于室内地坪的防火材料，由以下重量分数的各组分组成：聚天门冬氨酸酯树脂55份、改性石墨23份、玻璃纤维16份、白泡石粉10份、分散剂2份、流平剂1份、消泡剂2份、防沉剂2份、吸水剂10份、填料40份。

在本实施例中，所述改性石墨为可膨胀型石墨，所述膨胀型石墨的制备方法包括以下步骤：将纳米级蒙脱石、石墨原料、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷加入到水中，搅拌均匀后加热至100℃反应2h后经过滤、洗涤、烘干后制得改性石墨，石墨由于其特殊结构而具有一些特殊性质，如耐高温性、导电、润滑性、化学稳定性，而通过纳米级蒙脱石对可石墨原料进行改性，得到改性石墨，一方面避免了纳米级蒙脱石的团聚，另一方面改性石墨的膨胀倍数提高，从而提高了改性石墨的阻燃和耐火时间，进而可以提高以改性石墨为原料制成的防火材料的防火、耐火性能；所述石墨原料在改性前研磨至粉末状，且纳米级蒙脱石、石墨原料、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的质量比例为4：2：1；

优选的，所述填料为石英粉和滑石粉的混合物，且石英粉与滑石粉的质量比例为2：1，石英粉具有耐火性能高的特点，而滑石粉具有耐腐蚀性，耐高温，耐酸碱性，吸附力强，绝缘性，熔点高，化学惰性能好，遮盖力好，质地柔软，有光泽，颜色为雪白色，手感细腻等等性能，由石英粉和滑石粉混合而成的填料也具有两者的特性，因此填料具有良好的耐火、耐高温性能。

请参阅图1-2，本发明另提供一种用于室内地坪的防火材料的制备方法，包括下步骤：

步骤一：选材，将聚天门冬氨酸酯树脂、改性石墨、玻璃纤维、白泡石粉、分散剂、流平剂、消泡剂、防沉剂、吸水剂、填料按重量份数称取，备用；

步骤二：混合制浆，将步骤一中称取备用的聚天门冬氨酸酯树脂、改性石墨、分散剂、消泡剂、防沉剂和吸水剂加水投入到搅拌罐中，充分搅拌，混合均匀得到流动性良好的浆料；

步骤三：添加剂混合，将步骤一中称取备用的玻璃纤维、白泡石粉、流平剂和填料混合，并进行搅拌，搅拌温度在100℃，搅拌25min后，得到混合物，玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，而白泡石粉一般含二氧化硅和氧化铝的质量分数分别为75％～85％、10％～15％，是一种天然的耐火材料；

步骤四：混合制料，将步骤二中制得的浆料和步骤三中制得的混合物混合投放到搅拌灌中进行搅拌，并保持恒温在45℃，搅拌2h后，制得半成品材料；

步骤五：发泡加工，将步骤四中制得的半成品材料边添加发泡剂便进行搅拌，搅拌均匀后，装箱进入恒温室，恒温室的温度为75℃、时间为26h，制成泡体材料，对半成品材料进行发泡处理后得到的发泡材料具有良好的防火、阻燃、耐高温性能，使用温度范围大，且具有优异的难燃、自熄、耐火焰贯穿等优点。

步骤六：挤压成型，由挤压成型机对步骤五制得的泡体材料进行加压成型后，置入陈化室内，经3d，制得防火材料。

在本实施例中，所述步骤二中采用自落式搅拌机对物料进行搅拌，且搅拌速率为1500rpm，搅拌时间为10min，可使步骤二中的物料混合的更加充分；所述步骤二中添加的水为蒸馏水，且所述水与物料之间的比例为0.8：1，以蒸馏水作为添加水液，可减小水液对物料混合造成影响的可能性；所述半成品材料在恒温室内进行加工时，恒温室的温度为70℃，在高温小对半成品材料进行加工，利于半成品材料脱水、凝固；所述步骤五中制得的泡体材料置于阴凉处冷却，冷却至室温后再进行所述步骤六的加工，将泡体材料冷却后再进行加工，减小泡体材料在转运过程中烫伤工作人员的可能性，所述步骤六中使用的陈化室的温度在80℃，防火材料由软变硬后取出，并冷却至室温，硬质的防火材料可直接铺设在室内地坪基面上，利于安装、使用。

综上所述，该用于室内地坪的防火材料及其制备方法：以聚天门冬氨酸酯树脂、改性石墨、玻璃纤维、白泡石粉、分散剂、流平剂、消泡剂、防沉剂、吸水剂、填料为原材料，经混合、发泡、挤压成型加工后制得防火材料，经发泡处理后得到的防火材料，膨胀系数增大，使防火材料具有良好的防火、阻燃、耐高温性能，使用温度范围大，且具有优异的难燃、自熄、耐火焰贯穿等优点，将该防火材料铺设在室内地坪基面上，可提高室内地坪的防火等级，此外，改性石墨的膨胀倍数比一般石墨高，可提高了改性石墨的阻燃和耐火时间，进而可以提高以改性石墨为原料制成的防火材料的防火性能，而添加的填料为石英粉和滑石粉混合的混合物，因此填料具有良好的耐火、耐高温性能，也可提高制得的防火材料的防火性能，而添加的玻璃纤维和白泡石粉可以进一步提高防火材料的防火性能。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。