【技术领域】
本发明属于卷材制备技术领域，具体涉及一种防火耐火卷材及其制备方法。
背景技术：
建筑技术的进步正向着工业化、现代化和产业化的方向发展，随之而来的是钢结构建筑和金属屋面使用量快速增长，金属结构及屋面的使用成为建筑技术进步的最明显的特征。大部分钢结构或金属屋面都伴有保温隔热层，能够达到建筑保温隔热有关标准要求的保温材料，基本都是可燃材料。
现有的防火耐火卷材采用的技术措施是在材料组分中使用阻燃剂，随着其含量达到一定要求，阻燃性能会有所提高。但防火耐火卷材一旦燃烧，随着热量向基层传递，基层或者底层结构会升温，燃烧会蔓延致基层和结构，导致结构失效。防火耐火卷材仅仅提高了燃烧点，不具备阻止燃烧继续蔓延的功能。
在大多数的干燥地区，外部失火燃烧的机会正在增加，提高屋顶最外层的阻火性能，增强防火安全性已经很迫切。对金属建筑结构和金属屋顶支撑体系进行失火保护，保证失火燃烧过程的一定时间内金属承载能力得以保持，赢得更长的施救时间和施救机会，是金属建筑结构防火技术需要解决的关键问题。
中国专利文献“一种膨胀阻火型防水卷材及制备方法(授权公告号:cn104672729b)”公开了一种膨胀阻火型防水卷材，其材料的组成为：高氯化聚合物、增韧聚合物、复合稳定剂、润滑剂、增塑剂、加工助剂、热膨胀剂、烧结成碳剂、催化脱水剂、消烟阻燃剂、耐高温纤维、偶联剂。该发明的膨胀阻火型防水卷材，虽然能够满足防水和防火双重要求，但是其耐紫外线和耐酸碱性无法满足实际使用时的需求，并不能满足于紫外线照射强以及含酸或含碱环境的需求。
技术实现要素：
本发明提供一种防火耐火卷材及其制备方法，以解决在中国专利文献“一种膨胀阻火型防水卷材及制备方法(授权公告号:cn104672729b)”公开的膨胀阻火型防水卷材耐紫外线和耐酸碱性不足的问题。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种防火耐火卷材，包括以下原料：氯化聚氯乙烯树脂、氯丁橡胶、丁晴橡胶、氯醋树脂、聚苯硫醚、聚乙烯蜡、邻苯二甲酸二甲酯、纳米氮化硼、海泡石粉、三氧化二锑、硬脂酸锌、三聚磷酸铝、二硫化钨、氧化铜、二氧化钛、碳纤维、偶氮二异丁氰、矿渣棉、镁粉、硼砂、壳聚糖、1,3-丁二醇；
所述偶氮二异丁氰、矿渣棉、镁粉、硼砂、壳聚糖、1,3-丁二醇的重量比为(4-8):(5-15):(3-6):(2-3):(2-6):(1-2)。
进一步的，所述偶氮二异丁氰、矿渣棉、镁粉、硼砂、壳聚糖、1,3-丁二醇的重量比为6.5:12:5:2.5:5:1.5。
进一步的，以重量份为单位，包括以下原料:氯化聚氯乙烯树脂10-20份、氯丁橡胶15-35份、丁晴橡胶8-16份、氯醋树脂6-12份、聚苯硫醚4-9份、聚乙烯蜡3-5份、邻苯二甲酸二甲酯2-5份、纳米氮化硼1-5份、海泡石粉3-6份、三氧化二锑4-8份、硬脂酸锌3-5份、三聚磷酸铝2-6份、二硫化钨1-5份、氧化铜2-6份、二氧化钛1-3份、碳纤维2-4份、偶氮二异丁氰4-8份、矿渣棉5-15份、镁粉3-6份、硼砂2-3份、壳聚糖2-6份、1,3-丁二醇1-2份。
本发明还提供一种防火耐火卷材的制备方法，包括以下步骤：
s1、氯化聚氯乙烯树脂、氯丁橡胶、丁晴橡胶和氯醋树脂升温至140-160℃，保温20-40min，接着加入纳米氮化硼、海泡石粉、三氧化二锑、硬脂酸锌、三聚磷酸铝、二硫化钨、氧化铜、二氧化钛和碳纤维混合均匀，继续升温至180-220℃，保温5-15min，于3500-5500r/min转速搅拌1-2h，冷却至室温得到基料；
s2、将聚苯硫醚和偶氮二异丁氰混合均匀，升温至120-140℃，保温20-40min，接着加入矿渣棉、镁粉、硼砂和壳聚糖混合均匀，于650-850r/min转速搅拌1-2h，接着降温至60-80℃，保温5-15min，然后加入1,3-丁二醇混合均匀，升温至90-110℃，保温30-50min，冷却至室温得到改性料；
s3、将基料、改性料、聚乙烯蜡和邻苯二甲酸二甲酯混合均匀，于800-1200r/min转速搅拌1-2h，接着升温至160-180℃，保温1-2h，然后塑化，挤出，延压，冷却至室温得到防火耐火卷材。
本发明具有以下有益效果:(1)由实施例1-3和对比例8的数据可见，施用实施例1-3防火耐火卷材的防火耐火、防紫外线和耐腐蚀性能显著提高；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-7的数据可见，偶氮二异丁氰、矿渣棉、镁粉、硼砂、壳聚糖、1,3-丁二醇在制备防火耐火卷材中起到了协同作用，协同提高了防火耐火卷材的防火耐火、防紫外线和耐腐蚀性能，这可能是:偶氮二异丁氰作为引发剂与1,3-丁二醇协同作用，引发了1,3-丁二醇的改性，实现了对矿渣棉、镁粉、硼砂和壳聚糖的表面改性，利用了壳聚糖的表面的羟基，实现了壳聚糖与基料的接枝作用，充分利用了壳聚糖的防紫外线性能，并利用矿渣棉和硼砂的耐热性能，利用矿渣棉和硼砂表面的羟基，在偶氮二异丁氰作为引发剂与1,3-丁二醇作为接枝改性剂的协同作用，使得其与基料充分结合，提高了本发明防火耐火卷材的防火耐火性能，同时镁粉在偶氮二异丁氰作为引发剂与1,3-丁二醇作为接枝改性剂的协同作用下，提高了本发明防火耐火卷材的防腐性能；其中通过控制偶氮二异丁氰、矿渣棉、镁粉、硼砂、壳聚糖、1,3-丁二醇的重量比为(4-8):(5-15):(3-6):(2-3):(2-6):(1-2)，使其以矿渣棉作为改性料的主料，以偶氮二异丁氰为辅料并作为引发剂使用，在辅料1,3-丁二醇的改性接枝作用下，实现对矿渣棉、镁粉、硼砂和壳聚糖的接枝改性，赋予了本发明防火耐火卷材优异的防火耐火性能外，还赋予了其优异的耐腐蚀和防紫外线性能。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，防火耐火卷材，以重量份为单位，包括以下原料:氯化聚氯乙烯树脂10-20份、氯丁橡胶15-35份、丁晴橡胶8-16份、氯醋树脂6-12份、聚苯硫醚4-9份、聚乙烯蜡3-5份、邻苯二甲酸二甲酯2-5份、纳米氮化硼1-5份、海泡石粉3-6份、三氧化二锑4-8份、硬脂酸锌3-5份、三聚磷酸铝2-6份、二硫化钨1-5份、氧化铜2-6份、二氧化钛1-3份、碳纤维2-4份、偶氮二异丁氰4-8份、矿渣棉5-15份、镁粉3-6份、硼砂2-3份、壳聚糖2-6份、1,3-丁二醇1-2份。
所述防火耐火卷材的制备方法，包括以下步骤:
s1、氯化聚氯乙烯树脂、氯丁橡胶、丁晴橡胶和氯醋树脂升温至140-160℃，保温20-40min，接着加入纳米氮化硼、海泡石粉、三氧化二锑、硬脂酸锌、三聚磷酸铝、二硫化钨、氧化铜、二氧化钛和碳纤维混合均匀，继续升温至180-220℃，保温5-15min，于3500-5500r/min转速搅拌1-2h，冷却至室温得到基料；
s2、将聚苯硫醚和偶氮二异丁氰混合均匀，升温至120-140℃，保温20-40min，接着加入矿渣棉、镁粉、硼砂和壳聚糖混合均匀，于650-850r/min转速搅拌1-2h，接着降温至60-80℃，保温5-15min，然后加入1,3-丁二醇混合均匀，升温至90-110℃，保温30-50min，冷却至室温得到改性料；
s3、将基料、改性料、聚乙烯蜡和邻苯二甲酸二甲酯混合均匀，于800-1200r/min转速搅拌1-2h，接着升温至160-180℃，保温1-2h，然后塑化，挤出，延压，冷却至室温得到防火耐火卷材。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种防火耐火卷材，以重量份为单位，包括以下原料:氯化聚氯乙烯树脂13份、氯丁橡胶20份、丁晴橡胶14份、氯醋树脂9份、聚苯硫醚7份、聚乙烯蜡4.5份、邻苯二甲酸二甲酯3份、纳米氮化硼4份、海泡石粉3.5份、三氧化二锑5份、硬脂酸锌4份、三聚磷酸铝3份、二硫化钨2份、氧化铜3.5份、二氧化钛2份、碳纤维3份、偶氮二异丁氰6.5份、矿渣棉12份、镁粉5份、硼砂2.5份、壳聚糖5份、1,3-丁二醇1.5份。
所述防火耐火卷材的制备方法，包括以下步骤:
s1、氯化聚氯乙烯树脂、氯丁橡胶、丁晴橡胶和氯醋树脂升温至155℃，保温27min，接着加入纳米氮化硼、海泡石粉、三氧化二锑、硬脂酸锌、三聚磷酸铝、二硫化钨、氧化铜、二氧化钛和碳纤维混合均匀，继续升温至190℃，保温12min，于4300r/min转速搅拌1.2h，冷却至室温得到基料；
s2、将聚苯硫醚和偶氮二异丁氰混合均匀，升温至130℃，保温31min，接着加入矿渣棉、镁粉、硼砂和壳聚糖混合均匀，于780r/min转速搅拌1.3h，接着降温至65℃，保温6min，然后加入1,3-丁二醇混合均匀，升温至105℃，保温45min，冷却至室温得到改性料；
s3、将基料、改性料、聚乙烯蜡和邻苯二甲酸二甲酯混合均匀，于9500r/min转速搅拌1.1h，接着升温至165℃，保温1.3h，然后塑化，挤出，延压，冷却至室温得到防火耐火卷材。
实施例2
一种防火耐火卷材，以重量份为单位，包括以下原料:氯化聚氯乙烯树脂10份、氯丁橡胶35份、丁晴橡胶8份、氯醋树脂12份、聚苯硫醚4份、聚乙烯蜡5份、邻苯二甲酸二甲酯2份、纳米氮化硼5份、海泡石粉3份、三氧化二锑8份、硬脂酸锌3份、三聚磷酸铝6份、二硫化钨1份、氧化铜6份、二氧化钛1份、碳纤维4份、偶氮二异丁氰4份、矿渣棉15份、镁粉3份、硼砂3份、壳聚糖2份、1,3-丁二醇2份。
所述防火耐火卷材的制备方法，包括以下步骤:
s1、氯化聚氯乙烯树脂、氯丁橡胶、丁晴橡胶和氯醋树脂升温至140℃，保温40min，接着加入纳米氮化硼、海泡石粉、三氧化二锑、硬脂酸锌、三聚磷酸铝、二硫化钨、氧化铜、二氧化钛和碳纤维混合均匀，继续升温至180℃，保温15min，于3500r/min转速搅拌2h，冷却至室温得到基料；
s2、将聚苯硫醚和偶氮二异丁氰混合均匀，升温至120℃，保温40min，接着加入矿渣棉、镁粉、硼砂和壳聚糖混合均匀，于650r/min转速搅拌2h，接着降温至60℃，保温15min，然后加入1,3-丁二醇混合均匀，升温至90℃，保温50min，冷却至室温得到改性料；
s3、将基料、改性料、聚乙烯蜡和邻苯二甲酸二甲酯混合均匀，于800r/min转速搅拌2h，接着升温至160℃，保温2h，然后塑化，挤出，延压，冷却至室温得到防火耐火卷材。
实施例3
一种防火耐火卷材，以重量份为单位，包括以下原料:氯化聚氯乙烯树脂20份、氯丁橡胶15份、丁晴橡胶16份、氯醋树脂6份、聚苯硫醚9份、聚乙烯蜡3份、邻苯二甲酸二甲酯5份、纳米氮化硼1份、海泡石粉6份、三氧化二锑4份、硬脂酸锌5份、三聚磷酸铝2份、二硫化钨5份、氧化铜2份、二氧化钛3份、碳纤维2份、偶氮二异丁氰8份、矿渣棉5份、镁粉6份、硼砂2份、壳聚糖6份、1,3-丁二醇1份。
所述防火耐火卷材的制备方法，包括以下步骤:
s1、氯化聚氯乙烯树脂、氯丁橡胶、丁晴橡胶和氯醋树脂升温至160℃，保温20min，接着加入纳米氮化硼、海泡石粉、三氧化二锑、硬脂酸锌、三聚磷酸铝、二硫化钨、氧化铜、二氧化钛和碳纤维混合均匀，继续升温至220℃，保温5min，于5500r/min转速搅拌1h，冷却至室温得到基料；
s2、将聚苯硫醚和偶氮二异丁氰混合均匀，升温至140℃，保温20min，接着加入矿渣棉、镁粉、硼砂和壳聚糖混合均匀，于850r/min转速搅拌1h，接着降温至80℃，保温5min，然后加入1,3-丁二醇混合均匀，升温至110℃，保温30min，冷却至室温得到改性料；
s3、将基料、改性料、聚乙烯蜡和邻苯二甲酸二甲酯混合均匀，于1200r/min转速搅拌1h，接着升温至180℃，保温1h，然后塑化，挤出，延压，冷却至室温得到防火耐火卷材。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备防火耐火卷材的原料中缺少偶氮二异丁氰、矿渣棉、镁粉、硼砂、壳聚糖、1,3-丁二醇。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备防火耐火卷材的原料中缺少偶氮二异丁氰。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备防火耐火卷材的原料中缺少矿渣棉。
对比例4
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备防火耐火卷材的原料中缺少镁粉。
对比例5
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备防火耐火卷材的原料中缺少硼砂。
对比例6
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备防火耐火卷材的原料中缺少壳聚糖。
对比例7
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备防火耐火卷材的原料中缺少1,3-丁二醇。
对比例8
采用中国专利文献“一种膨胀阻火型防水卷材及制备方法(授权公告号:cn104672729b)”实施例1-3的工艺制备卷材。
对实施例1-3和对比例1-8的防火耐火卷材进行各项指标检测，得到的检测结果如下表:
由上表可知:(1)由实施例1-3和对比例8的数据可见，施用实施例1-3防火耐火卷材的防火耐火、防紫外线和耐腐蚀性能显著提高；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-7的数据可见，偶氮二异丁氰、矿渣棉、镁粉、硼砂、壳聚糖、1,3-丁二醇在制备防火耐火卷材中起到了协同作用，协同提高了防火耐火卷材的防火耐火、防紫外线和耐腐蚀性能，这是:偶氮二异丁氰作为引发剂与1,3-丁二醇协同作用，引发了1,3-丁二醇的改性，实现了对矿渣棉、镁粉、硼砂和壳聚糖的表面改性，利用了壳聚糖的表面的羟基，实现了壳聚糖与基料的接枝作用，充分利用了壳聚糖的防紫外线性能，并利用矿渣棉和硼砂的耐热性能，利用矿渣棉和硼砂表面的羟基，在偶氮二异丁氰作为引发剂与1,3-丁二醇作为接枝改性剂的协同作用，使得其与基料充分结合，提高了本发明防火耐火卷材的防火耐火性能，同时镁粉在偶氮二异丁氰作为引发剂与1,3-丁二醇作为接枝改性剂的协同作用下，提高了本发明防火耐火卷材的防腐性能。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。