一种碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板，它是由纯聚异氰脲酸酯硬泡层（3）构成主体保温层，在其上、下二面皆复合结晶硅胶片（1、5）材层作为保护层，在纯聚异氰脲酸酯硬泡层与结晶硅胶片材之间含有由纯聚异氰脲酸酯硬泡经局部高温碳化而成的碳化层（2、4）作为防火隔热层。本实用新型不仅具有优秀的保温性能还具有不燃性、高硬度、高强度、防水抗渗性能以及质量轻、可任意切割的优点，为施工带来方便。
【专利说明】一种碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板
[0001]【技术领域】
[0002]本实用新型涉及一种建筑外墙保温节能材料，特别是一种碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板。
[0003]【背景技术】
[0004]近几十年来，随着高层建筑因保温材料而引起的火灾的频发，国家对建筑物保温材料在燃烧性能上提出了更严格的要求。目前的聚氨酯硬泡保温复合板，在燃烧性能方面基本不能真正满足不燃级(A级)的要求。如:现有技术中公开的一种专利号为ZL98201157.1的硬泡聚氨酯泡沫防水保温隔热复合板，它是一种易燃保温材料；现有技术公开的专利号为ZL200510045579.4的硬泡聚氨酯复合保温板，它是由双面复合聚合物片材的硬泡聚氨酯板材，虽然在泡沫配方中添加了部分阻燃剂，但燃烧性能只能达到难燃级；现有技术中还公开了一种专利号为CN201220182398.1的一种整体复合防火保温板，其特征是在聚氨酯泡沫保温层的六个面用阻火材料包裹起来，虽然有一定的防火作用，但其中的主体材料聚氨酯泡沫保温层仍是易燃或难燃材料，无法达到不燃级(A级)的要求，而且该“防火保温板”在施工中，常常因板材尺寸不合适而进行切割，导致其切割面(聚氨酯泡沫)不具有防火性能，在施工中不免会造成火灾隐患。
[0005]实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是想克服目前硬泡聚氨酯复合保温板在阻燃性能上存在的缺陷，提供一种保温性能与硬泡聚氨酯保温板一样的优秀，而阻燃性能可达到不燃A级要求的硬泡保温复合板一一碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板。
[0007]为实现本实用新型的上述目所采用的技术方案是:一种碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡复合板，其特征是由纯聚异氰脲酸酯硬泡层构成的主体保温层，在其上、下两面皆复合有结晶硅胶片材层作为保护层，在纯聚异氰脲酸酯硬泡层与结晶硅胶片材层之间含有由纯聚异氰脲酸酯硬泡经局部高温碳化而成的碳化层作为防火隔热层。
[0008]所述的结晶硅胶片材层是硅胶片材经局部高温微熔融结晶后而形成的。所述的硅胶片材是将玻璃毡或玻纤布浸涂硅溶胶后，经烘干而成。
[0009]所述的碳化层即防火隔热层，是由部分纯聚异氰脲酸酯泡沫经高温碳化处理的碳化体和硅胶片材交融契合在纯聚异氰脲酸酯泡沫内经高温处理的“共同碳化、微熔结晶体”形成的碳化、微熔结晶混合体共同构成的。
[0010]所述的共同碳化、微熔结晶体，是指纯聚异氰脲酸酯硬泡原料(黑、白料)在发泡时，因泡沫体所产生的压力使之渗入到部分硅胶片材内，并与之交融契合聚合固化后形成的混合体，再经过高温处理后，即形成共同碳化、微熔结晶体。所述的碳化是指纯聚异氰脲酸酯硬泡体在500°c左右的环境下的碳化。所述的微熔结晶是指硅胶片材的玻璃纤维及吸附在其上的二氧化硅纳米微粒在一定的温度(高于碳化温度低于二氧化硅熔点)下局部熔融:(I)在共同碳化、微熔结晶体的形成过程中，是通过二氧化硅纳米微粒的熔融体与纯聚异氰脲酸酯硬泡碳化体相结合，同时也与玻璃纤维(也是二氧化硅的一种结晶体)局部熔融结合，三者共同形成碳化、微熔结晶混合体的，其结构性能大大高于碳化层；(2)在结晶硅胶片材层的生成过程中，是通过二氧化硅纳米微粒的熔融体与玻璃毡或玻纤布的玻璃纤维间经熔融结晶而结合形成结晶硅胶片材层的，结晶硅胶片材的结构强度比硅胶片材大大提闻。
[0011]本实用新型的聚异氰脲酸酯硬泡的碳化层是纯聚异氰脲酸酯硬泡经局部高温碳化而成的，它是纯聚异氰脲酸酯硬泡层外“不可燃”的防火隔热层，而结晶硅胶片材层是对聚异氰脲酸酯硬泡高温“碳化”时，在高温作用下硅胶片材局部熔融结晶后而形成的，它既是聚异氰脲酸酯硬泡外碳化层的保护层，也是“碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板”的保护层。
[0012]本实用新型在制作过程中，聚异氰脲酸酯硬泡料(“黑料”、“白料”)会部分渗透到硅胶片材内发泡的，所以厚度为0.5mm-20mm硅胶片材与聚异氰脲酸酯泡沫相交的界面是一个相互交融契合的层面。娃胶片材的大部分玻璃纤维和吸附在其上的二氧化娃纳米微粒渗透在聚异氰脲酸酯泡沫内，提高了聚异氰脲酸酯泡沫的拉伸强度和压缩强度。当进行碳化处理时，高温使得纯聚异氰脲酸酯泡沫碳化的同时，也让大部分玻璃纤维和二氧化硅纳米微粒在纯聚异氰脲酸酯泡沫内熔融结晶，从而也进一步提高了聚异氰脲酸酯硬泡层的拉伸强度和压缩强度，因结晶硅胶片材层的强度远高于硅胶片材的强度，因而提高了其保护效果。
[0013]本实用新型的“碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板”，因其表面的结晶硅胶片材层，是硅胶片材聚异氰脲酸酯硬泡复合板经过高温处理后而形成的，所以具有高硬度、高强度、不燃烧、防水抗渗等性能，纯聚异氰脲酸酯泡沫经高温局部碳化(根据设计要求决定碳化层厚度)后形成的覆盖于纯聚异氰脲酸酯泡沫层的碳化层，赋予了具有难燃性的聚异氰脲酸酯泡沫层的不燃性能，而其导热系数仅升高0.008w/m.k左右，内部没有碳化的聚异氰脲酸酯泡沫，仍保留着0.022w/m.k的低导热系数的优异保温性能，使得“碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板”不仅具有优秀的保温性能，而且还具有不燃性、高硬度、高强度、防水抗渗性能，以及质量轻、可任意切割的优点，为施工带来方便，也完全能达到我国对建筑物保温材料在燃烧性能上的不燃(A)级要求。
[0014]【专利附图】
【附图说明】:
[0015]图1为本实用新型实施例的结构示意图。
[0016]【具体实施方式】:
[0017]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。
[0018]由图1中可以看出，本实用新型的一种碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡复合板，含有由纯聚异氰脲酸酯硬泡层3构成的主体保温层，在其上、下两面皆复合有结晶硅胶片材层(1、5)作为保护层，在纯聚异氰脲酸酯硬泡层(主体保温层)3与结晶硅胶片材层(1、5)之间含有由纯聚异氰脲酸酯硬泡经局部高温碳化而成的碳化层(2、4)作为防火隔热层。
[0019]所述的结晶硅胶片材层(1、5)是硅胶片材经局部高温微熔融结晶后而形成的。
[0020]所述的硅胶片材是将玻璃毡或玻纤布浸涂硅溶胶后，经烘干而成。
[0021]所述的碳化层(2、4)即防火隔热层，是由部分纯聚异氰脲酸酯泡沫经高温碳化处理的碳化体和硅胶片材交融契合在纯聚异氰脲酸酯泡沫内经高温处理的“共同碳化、微熔结晶体”形成的碳化、微熔结晶混合体共同构成的。
[0022]所述的共同碳化、微熔结晶体，是指纯聚异氰脲酸酯硬泡原料(黑、白料)在发泡时，因泡沫体所产生的压力使之渗入到部分硅胶片材内，并与之交融契合聚合固化后形成的混合体，再经过高温处理后，即形成共同碳化、微熔结晶体。
[0023]所述的碳化是指纯聚异氰脲酸酯硬泡体在500°C左右的环境下的碳化。
[0024]所述的微熔结晶是指硅胶片材的玻璃纤维及吸附在其上的二氧化硅纳米微粒在一定的温度(高于碳化温度低于二氧化硅熔点)下局部熔融:(I)在共同碳化、微熔结晶体的形成过程中，是通过二氧化硅纳米微粒的熔融体与纯聚异氰脲酸酯硬泡的碳化体及玻璃纤维(也是二氧化硅的一种结晶体)局部熔融相结合，三者共同形成碳化、微熔结晶体的；(2)在结晶硅胶片材层的生成过程中，是通过二氧化硅纳米微粒的熔融体与玻璃毡或玻纤布的玻璃纤维间经熔融结晶而结合形成结晶硅胶片材层的。
[0025]本实用新型的具体制作方法如下:
[0026]实施例1、
[0027]40mm厚的“碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板”的制作:
[0028](I)配制纯聚异氰脲酸酯硬泡料:按重量称取液体阻燃剂60份、匀泡剂4份、催化剂2份、发泡剂40份，制成发泡组合料(白料)，备用；多异氰酸酯(黑料)的准备:备置多苯基多次甲基多异氰酸酯异氰酸酯PM200若干重量。
[0029](2)硅胶片材的制作:在普通的片材生产线上，将30%含量的硅溶胶用无机酸调节其PH值为4-5，然后加入胶料槽内，在20-30°C的环境下，在厚度为3mm玻璃毡上浸涂硅溶胶，然后将浸胶后的玻璃毡拉上片材生产线，在30°C的烘道中经过60分钟，使得硅溶胶逐渐凝胶，再经70°C -80°C烘道，将胶体烘干，制得厚度为2.2_硅胶片材，收卷备用。
[0030](3)厚度为40mm的硅胶片材聚异氰脲酸酯硬泡复合板的制作:在聚氨酯硬泡层压机生产线的上、下链板上，引入硅胶片材，并将上下链板间距调节为40mm高度，启动机头的连续注料头和层压机的链板，将纯聚异氰脲酸酯硬泡的原料(按黑料:白料=3:1的比例)混合注入到下链板上的硅胶片材上，在进入层压机内进行连续发泡的同时，制作成厚度为40mm的两面复合有硅胶片材的聚异氰脲酸酯硬泡复合板。
[0031](4)硅胶片材聚异氰脲酸酯硬泡复合板的碳化、结晶处理:
[0032]将40mm的硅胶片材聚异氰脲酸酯硬泡复合板送进高温烘道，进行碳化结晶处理，烘道的前部控制温度梯度为120°C -250°C，进行10分钟有氧烘烤，并不断排除烘道内的可燃气体，接着进入温度梯度为200°C -1800°C的烘道，在无氧(氮气保护)的条件下进行20分钟的熔融结晶和碳化处理，逐渐使其碳化(约500°C左右开始碳化)，当纯聚异氰脲酸酯泡沫碳化到5_厚度时，即停止碳化，退出硅胶片材聚异氰脲酸酯硬泡复合板，逐渐冷却后，制得40_厚的“碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板”。
[0033]实施例2、
[0034]60mm厚的“碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板”的制作:
[0035](I)配制纯聚异氰脲酸酯硬泡料:按重量称取液体阻燃剂80份、匀泡剂5份、催化剂4份、发泡剂50份，制得发泡组合料(白料)，备用。多异氰酸酯(黑料)的准备:备置多苯基多次甲基多异氰酸酯异氰酸酯PM400若干重量。
[0036](2)硅胶片材的制作:在普通的片材生产线上，将20%含量的硅溶胶用无机酸调节其PH值为4-5，然后加入胶料槽中，在20-30°C的环境下，在厚度为1mm玻璃毡上浸涂硅溶胶，将浸胶后的玻璃毡拉上片材生产线，在30°C的烘道中行进60分钟时间，使得硅溶胶逐渐凝胶，再经70°C _80°C的烘道，将胶体烘干，即制得厚度为8_的硅胶片材，收卷备用。
[0037](3)厚度为60mm的硅胶片材聚异氰脲酸酯硬泡复合板的制作:在聚氨酯硬泡层压机生产线的上、下链板上，引入硅胶片材，并将上下链板间距调节为60mm高度，启动机头的连续注料头和层压机的链板，将纯聚异氰脲酸酯硬泡的原料(按黑料:白料=3.5:1的比例)混合注入到下链板上的硅胶片材上，在进入层压机内进行连续发泡的同时，制作成厚度为60mm的两面复合有硅胶片材的聚异氰脲酸酯硬泡复合板。
[0038](4)硅胶片材聚异氰脲酸酯硬泡复合板的碳化、结晶处理:
[0039]将60_的硅胶片材聚异氰脲酸酯硬泡复合板送进高温烘道内，进行碳化结晶处理，烘道的前部控制温度梯度为120°C -250°C，进行10分钟有氧烘烤，并不断排除烘道内的可燃气体，接着进入温度梯度为200°C -1800°C的烘道，在无氧(氮气保护)的条件下进行30分钟的熔融结晶和碳化处理，逐渐使其碳化(约500°C左右开始碳化)，当纯聚异氰脲酸酯泡沫碳化到8_厚度时，即停止碳化，退出硅胶片材聚异氰脲酸酯硬泡复合板，逐渐冷却后，制得60mm厚的“碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板”。
[0040]实施例3、
[0041]25mm厚的“碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板”的制作:
[0042](I)配制纯聚异氰脲酸酯硬泡料:按重量称取液体阻燃剂90份、匀泡剂6份、催化剂5份、发泡剂60份，制得发泡组合料(白料)备用。多异氰酸酯(黑料)的准备:备置多苯基多次甲基多异氰酸酯异氰酸酯PM600若干重量。
[0043](2)硅胶片材的制作:在普通的片材生产线上，将10%含量的硅溶胶用无机酸调节其PH值为4-5，然后加入到胶料槽中，在20-30°C的环境下，在厚度为Imm玻纤布上浸涂硅溶胶，然后将浸胶后的玻纤布拉上片材生产线，在30°C的烘道中行进60分钟时间，使得硅溶胶逐渐凝胶，再经70°C -80°C烘道，将胶体烘干，制得厚度约为Imm的硅胶片材，收卷备用。
[0044](3)厚度为25mm的硅胶片材聚异氰脲酸酯硬泡复合板的制作:在聚氨酯硬泡层压机生产线的上、下链板上，引入硅胶片材，并将上下链板间距调节为25mm高度，启动机头的连续注料头和层压机的链板，将纯聚异氰脲酸酯硬泡的原料(按黑料:白料=4:1的比例)混合注入到下链板上的硅胶片材上，在进入层压机内进行连续发泡的同时，制作成厚度为25mm的两面复合有硅胶片材的聚异氰脲酸酯硬泡复合板。
[0045](4)硅胶片材聚异氰脲酸酯硬泡复合板的碳化、结晶处理:
[0046]将25mm的硅胶片材聚异氰脲酸酯硬泡复合板送进高温烘道内进行碳化结晶处理，烘道的前部控制温度梯度为120°C _250°C，进行10分钟有氧烘烤，并不断排除烘道内的可燃气体，接着进入温度梯度为200°C -1800°C的烘道，在无氧(氮气保护)的条件下进行20分钟熔融结晶和碳化处理，逐渐使其碳化(约500°C左右开始碳化)，当纯聚异氰脲酸酯泡沫碳化到3_厚度时，即停止碳化，退出硅胶片材聚异氰脲酸酯硬泡复合板，逐渐冷却后，制得25_厚的“碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板”。
[0047]所述的液体阻燃剂为市售的磷酸二甲苯酯、甲基磷酸二甲酯DMMP、[三_(β_氯乙基)]磷酸酯TCEP、三(2-氯丙基)磷酸酯TCPP中的任一种；
[0048]所述的匀泡剂为市售的迈图牌硬泡系列硅油L-6900、中山市东峻化工有限公司生产的聚氨酯硬泡匀泡剂Η-3068、Η-3203、Η-3618、聚醚硅氧烷表面活性剂DC 193C及烷基酚聚氧乙烯醚OP中的任一种。
[0049]所述的催化剂为市售的聚氨酯三聚催化剂醋酸钾、油酸钾、三(二甲基氨基甲基)苯酚催化剂DPM30、三(二甲氨基丙基)六氨三嗪催化剂PC41、甲基季胺盐催化剂TMR-2、三甲基2-羟乙基-氢氧化铵催化剂TMR-3的任一种或任二种。
[0050]所述的发泡剂为市售的环戊烷、异戊烷、一氟二氯乙烷(HCFC-Hlb)中的任一种。
[0051]所述的多异氰酸酯(黑料)为市售多次甲基多苯基多异氰酸酯PM-200、多次甲基多苯基多异氰酸酯PM-400、多次甲基多苯基多异氰酸酯PM-600中的任一种。
[0052]所述的硅溶胶为市售的中性硅溶胶、酸性硅溶胶、碱性硅溶胶的中任一种。
[0053]所述的无机酸为市售的盐酸、氢氟酸、磷酸中的任一种。
[0054]所述的玻璃毡或玻纤布为市售产品。
[0055]本实用新型生产出的“碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡保温复合板”，其聚异氰脲酸酯硬泡沫碳化层厚度是根据板材用途以及防火等级要求而设定的，防火要求越高，对聚异氰脲酸酯硬泡沫碳化的厚度越大，较厚的碳化层可更有效更长时间阻止火焰的贯穿。
【权利要求】
1.一种碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡复合板，其特征是由纯聚异氰脲酸酯硬泡层(3)构成的主体保温层，在其上、下二面皆复合有结晶硅胶片材层(1、5)作为保护层，在纯聚异氰脲酸酯硬泡层(3)与结晶硅胶片材层(1、5)之间含有由纯聚异氰脲酸酯硬泡经局部高温碳化而成的碳化层(2、4)作为防火隔热层。
2.按照权利要求1所述的碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡复合板，其特征是所述的结晶硅胶片材层(1、5)是硅胶片材经局部高温微熔融结晶后而形成的；所述的硅胶片材是将玻璃毡或玻纤布浸涂硅溶胶后，经烘干而成。
3.按照权利要求1所述的碳化、结晶聚异氰脲酸酯硬泡复合板，其特征是所述的碳化层(2、4)是由部分纯聚异氰脲酸酯泡沫经高温碳化处理的碳化体和硅胶片材交融契合在纯聚异氰脲酸酯泡沫内，经高温处理所形成的碳化、微熔结晶混合体共同构成的。
【文档编号】B32B17/04GK203821615SQ201420091117
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】蒋健, 夏良强 申请人:烟台同化防水保温工程有限公司