本发明涉及保温材料技术领域，具体涉及一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料及其制备方法。
背景技术：
目前，市场上使用的保温材料主要分为无机保温材料和有机保温材料两大类。综
合而言，有机保温材料具有重量轻、保温隔热性能好、材料加工性好等优点，但其防火性能差、稳定性差且不耐老化。无机保温材料如珍珠岩、硅藻土、石棉、矿渣棉、泡沫玻璃等，虽具备一定的防火性能，但其导热系数高、保温性能差，容重较大。然而现有有机保温材料虽然成本较低，保温效果好，施工方便，但其燃烧等级多数不达标，面临被市场淘汰的风险。虽然向有机保温材料中加入阻燃剂可提高其燃烧等级，但阻燃效果
随着国家推进节能环保的持续深入，节能法规的实施，未来节能保温材料存在广阔的市场发展空间。而目前使用的材料在各种性能上均不够理想，尤其是在保温、耐酸碱、耐候性等方面不能满足人们的需要，存在着比重大，导热系数大，易出现应力开裂，成本高等的缺陷。
技术实现要素：
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料，该保温材料具有质轻、导热系数低、保温效果好、韧性好、阻燃效果好等优点，尺寸稳定，抗蠕变，耐疲劳、使用寿命较长、综合性能优良；同时提供的制备方法，原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料，包括以下重量份的原料：
聚醚多元醇25-35份、酸盐助剂3-5份、混合树脂15-25份、聚乙烯醇4-6份、抑烟防火添加物6-8份、保温助剂10-12份、杀菌添加物4-6份、滑石粉8-10份、发泡剂1-2份、贝壳粉6-8份、硅溶胶3-5份、白炭黑4-6份、偶联剂6-8份、加工助剂5-9份。
优选地，所述质轻环保稳定耐候阻燃保温材料包括以下重量份的原料：
聚醚多元醇30份、酸盐助剂4份、混合树脂20份、聚乙烯醇5份、抑烟防火添加物7份、保温助剂11份、杀菌添加物5份、滑石粉9份、发泡剂1.5份、贝壳粉7份、硅溶胶4份、白炭黑5份、偶联剂6份、加工助剂7份。
优选地，所述聚醚多元醇的官能度为4-6，分子量在600-800；
所述酸盐助剂为硅酸钠、磷酸氢铵、磷酸钠、硅酸钙按照重量比2:3:1:2组成的混合物。
优选地，所述混合物树脂为酚醛树脂、有机硅树脂、密胺树脂按照重量比5:2:3组成的混合物。
优选地，所述抑烟防火添加物为可膨胀石墨、氢氧化镁、聚磷酸铵按照重量4:2:1组成的混合物。
优选地，所述保温助剂为粉煤灰微珠、玻璃微珠、陶瓷微珠按照重量比5:3:1组成的混合物，所述微珠的粒度为300-400微米，壁厚2-4微米。
优选地，所述杀菌添加物为银杏叶提取物、苦参提取物、拟除虫菊酯按照重量比7:5:1组成的混合物；
所述白炭黑还通过一下方法改性：将白炭黑加入到体积浓度7%氢氧化钠溶液浸泡20-40分钟，再调节ph至中性；之后取出烘干至含水量4%，最后与松香粉以及羧甲基纤维素钠混合研磨过200目筛即得。
优选地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和苯磺酰肼按照重量比2:1组成的混合物；
所述偶联剂为锆类偶联剂和硅烷偶联剂按照重量比1:3组成的混合物。
所述加工助剂为稳定剂、抗氧剂、抗静电剂按照重量比1:3:2组成的混合物；所述稳定剂为钙锌复合稳定剂，所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂，所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂
本发明提供一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将抑烟防火添加物、保温助剂、滑石粉、贝壳粉、白炭黑、偶联剂加入带有搅拌机的反应釜中，在温度为65-75℃下搅拌20-30分钟，得到混合物a；
步骤三，将聚醚多元醇、混合树脂、聚乙烯醇、硅溶胶混合加入混料机中，在100-120℃的温度下混合均匀，制得混合物b；
步骤四，将步骤三制备的混合物b、发泡剂、加工助剂、酸盐助剂混合加入高速搅拌机中，在温度为60-80℃下，搅拌3-5min，搅拌转速150-250r/min，再加入步骤二制备的混合物a继续搅拌5-7分钟得到混合物c；
步骤五，将步骤四制得的混合物c导入模具中，获得模坯，再送入隧道式烘箱中，烘干温度为65-75℃，烘干时间为2-4小时，自然冷却得到发明的质轻环保稳定耐候阻燃保温材料。
优选地，所述质轻环保稳定耐候阻燃保温材料的制备步骤为：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将抑烟防火添加物、保温助剂、滑石粉、贝壳粉、白炭黑、偶联剂加入带有搅拌机的反应釜中，在温度为70℃下搅拌25分钟，得到混合物a；
步骤三，将聚醚多元醇、混合树脂、聚乙烯醇、硅溶胶混合加入混料机中，在110℃的温度下混合均匀，制得混合物b；
步骤四，将步骤三制备的混合物b、发泡剂、加工助剂、酸盐助剂混合加入高速搅拌机中，在温度为70℃下，搅拌4min，搅拌转速200r/min，再加入步骤二制备的混合物a继续搅拌6分钟得到混合物c；
步骤五，将步骤四制得的混合物c导入模具中，获得模坯，再送入隧道式烘箱中，烘干温度为70℃，烘干时间为3小时，自然冷却得到发明的质轻环保稳定耐候阻燃保温材料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料添加的保温助剂主要为粉煤灰微珠、玻璃微珠、陶瓷微珠，几者具有比面积小、抗压强度高、熔点高、热反射率高、热传导系数和热收缩系数小、化学稳定性良好的特点，一方面能够提高材料的保温性能，另一方面也能够增加材料的隔音效果，其分散性较好，能与材料中的其他组分很好的融合在一起。
（2）本发明的一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料添加的杀菌添加剂主要为植物性提取物，一方面其具有较好的杀菌抑虫的效果，能够防止材料滋生的细菌和虫卵可能引起的对人体的危害，也减少了材料的异常损失，另一方面植物性的使用能够避免化学物质对环境和人体的危害，使得保温材料达到了绿色环保的效果。
（3）本发明的一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料添加的抑烟防火添加物为可膨胀石墨、氢氧化镁、聚磷酸铵，其中在高温时可膨胀石墨急剧膨胀窒息了火焰，同时其生成的石墨膨体材料覆盖在基材表面，隔绝了热能辐射和氧的接触；其夹层内部的酸根在膨胀时释放出来，也促进了基材的炭化，而通过受热分解时释放出结合水，吸收大量的潜热，来降低它所填充的合成材料在火焰中的表面温度，具有抑制聚合物分解和对所产生的可燃气体进行冷却的作用。分解生成的氧化镁又是良好的耐火材料，也能帮助提高合成材料的抗火性能，同时它放出的水蒸气也可作为一种抑烟剂，从而通过多种阻燃方式达到良好的效果，避免了其他阻燃剂带来的大量烟雾的弊端。
特有的配方和工艺步骤，所加工生产出的保温材料，具有极低的导热系数，可以极大地阻断热传导，实现管路保温节能，保温效果非常突出，同时具有优良的耐腐蚀耐冻性能，力学性能优异。
（4）本发明的一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料添加的白炭黑的比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好提供了触变性和补强性，同时由于其伸展性还可以提高粘着力，大大提高了保温材料的机械性能。
（5）本发明的一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料采用了以混合物树脂即酚醛树脂、有机硅树脂、密胺树脂为主体材料，辅助添加了各类助剂，使得制备的保温隔热材料具有良好的耐水性，抗冲击性和低温性，添加的贝壳粉和滑石粉末形成了膏体提高了保温材料的力学性能，降低了保温材料的导热系数，同时其重量较轻，在保证了相应的机械性能和保温性能的前提下，降低了其重量，减少了管道布置时的负担，此外贝壳粉和滑石粉还具有一定的吸附有毒有害气体的效果，提高了其净化空气的性能。
（6）本发明的一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料具有质轻、导热系数低、保温效果好、韧性好、阻燃效果好等优点，尺寸稳定，抗蠕变，耐疲劳、使用寿命较长、综合性能优良；同时提供的制备方法，原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料，包括以下重量份的原料：
聚醚多元醇25份、酸盐助剂3份、混合树脂15份、聚乙烯醇4份、抑烟防火添加物6份、保温助剂10份、杀菌添加物4份、滑石粉8份、发泡剂1份、贝壳粉6份、硅溶胶3份、白炭黑4份、偶联剂6份、加工助剂5份。
本实施例中的聚醚多元醇的官能度为4-6，分子量在600-800；
所述酸盐助剂为硅酸钠、磷酸氢铵、磷酸钠、硅酸钙按照重量比2:3:1:2组成的混合物。
本实施例中的混合物树脂为酚醛树脂、有机硅树脂、密胺树脂按照重量比5:2:3组成的混合物。
本实施例中的抑烟防火添加物为可膨胀石墨、氢氧化镁、聚磷酸铵按照重量4:2:1组成的混合物。
本实施例中的保温助剂为粉煤灰微珠、玻璃微珠、陶瓷微珠按照重量比5:3:1组成的混合物，所述微珠的粒度为20-40微米，壁厚2-4微米。
本实施例中的杀菌添加物为银杏叶提取物、苦参提取物、拟除虫菊酯按照重量比7:5:1组成的混合物；
所述白炭黑还通过一下方法改性：将白炭黑加入到体积浓度7%氢氧化钠溶液浸泡20分钟，再调节ph至中性；之后取出烘干至含水量4%，最后与松香粉以及羧甲基纤维素钠混合研磨过200目筛即得。
本实施例中的发泡剂为偶氮二甲酰胺和苯磺酰肼按照重量比2:1组成的混合物；
所述偶联剂为锆类偶联剂和硅烷偶联剂按照重量比1:3组成的混合物；
所述加工助剂为稳定剂、抗氧剂、抗静电剂按照重量比1:3:2组成的混合物；所述稳定剂为钙锌复合稳定剂，所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂，所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂。
本实施例中的质轻环保稳定耐候阻燃保温材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将抑烟防火添加物、保温助剂、滑石粉、贝壳粉、白炭黑、偶联剂加入带有搅拌机的反应釜中，在温度为65℃下搅拌20分钟，得到混合物a；
步骤三，将聚醚多元醇、混合树脂、聚乙烯醇、硅溶胶混合加入混料机中，在100℃的温度下混合均匀，制得混合物b；
步骤四，将步骤三制备的混合物b、发泡剂、加工助剂、酸盐助剂混合加入高速搅拌机中，在温度为60℃下，搅拌3min，搅拌转速150/min，再加入步骤二制备的混合物a继续搅拌5分钟得到混合物c；
步骤五，将步骤四制得的混合物c导入模具中，获得模坯，再送入隧道式烘箱中，烘干温度为65℃，烘干时间为2小时，自然冷却得到发明的质轻环保稳定耐候阻燃保温材料。
实施例2.
本实施例的一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料，包括以下重量份的原料：
聚醚多元醇35份、酸盐助剂5份、混合树脂25份、聚乙烯醇6份、抑烟防火添加物8份、保温助剂12份、杀菌添加物6份、滑石粉10份、发泡剂2份、贝壳粉8份、硅溶胶5份、白炭黑6份、偶联剂8份、加工助剂9份。
本实施例中的聚醚多元醇的官能度为4-6，分子量在600-800；
所述酸盐助剂为硅酸钠、磷酸氢铵、磷酸钠、硅酸钙按照重量比2:3:1:2组成的混合物。
本实施例中的混合物树脂为酚醛树脂、有机硅树脂、密胺树脂按照重量比5:2:3组成的混合物。
本实施例中的抑烟防火添加物为可膨胀石墨、氢氧化镁、聚磷酸铵按照重量4:2:1组成的混合物。
本实施例中的保温助剂为粉煤灰微珠、玻璃微珠、陶瓷微珠按照重量比5:3:1组成的混合物，所述微珠的粒度为20-40微米，壁厚2-4微米。
本实施例中的杀菌添加物为银杏叶提取物、苦参提取物、拟除虫菊酯按照重量比7:5:1组成的混合物；
所述白炭黑还通过一下方法改性：将白炭黑加入到体积浓度7%氢氧化钠溶液浸泡40分钟，再调节ph至中性；之后取出烘干至含水量4%，最后与松香粉以及羧甲基纤维素钠混合研磨过200目筛即得。
本实施例中的发泡剂为偶氮二甲酰胺和苯磺酰肼按照重量比2:1组成的混合物；
所述偶联剂为锆类偶联剂和硅烷偶联剂按照重量比1:3组成的混合物；
所述加工助剂为稳定剂、抗氧剂、抗静电剂按照重量比1:3:2组成的混合物；所述稳定剂为钙锌复合稳定剂，所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂，所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂。
本实施例中的质轻环保稳定耐候阻燃保温材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将抑烟防火添加物、保温助剂、滑石粉、贝壳粉、白炭黑、偶联剂加入带有搅拌机的反应釜中，在温度为75℃下搅拌30分钟，得到混合物a；
步骤三，将聚醚多元醇、混合树脂、聚乙烯醇、硅溶胶混合加入混料机中，在120℃的温度下混合均匀，制得混合物b；
步骤四，将步骤三制备的混合物b、发泡剂、加工助剂、酸盐助剂混合加入高速搅拌机中，在温度为80℃下，搅拌5min，搅拌转速250r/min，再加入步骤二制备的混合物a继续搅拌7分钟得到混合物c；
步骤五，将步骤四制得的混合物c导入模具中，获得模坯，再送入隧道式烘箱中，烘干温度为75℃，烘干时间为4小时，自然冷却得到发明的质轻环保稳定耐候阻燃保温材料。
实施例3.
本实施例的一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料，包括以下重量份的原料：
聚醚多元醇30份、酸盐助剂4份、混合树脂20份、聚乙烯醇5份、抑烟防火添加物7份、保温助剂11份、杀菌添加物5份、滑石粉9份、发泡剂、贝壳粉7份、硅溶胶4份、白炭黑5份、偶联剂6份、加工助剂7份。
本实施例中的聚醚多元醇的官能度为4-6，分子量在600-800；
所述酸盐助剂为硅酸钠、磷酸氢铵、磷酸钠、硅酸钙按照重量比2:3:1:2组成的混合物。
本实施例中的混合物树脂为酚醛树脂、有机硅树脂、密胺树脂按照重量比5:2:3组成的混合物。
本实施例中的抑烟防火添加物为可膨胀石墨、氢氧化镁、聚磷酸铵按照重量4:2:1组成的混合物。
本实施例中的保温助剂为粉煤灰微珠、玻璃微珠、陶瓷微珠按照重量比5:3:1组成的混合物，所述微珠的粒度为20-40微米，壁厚2-4微米。
本实施例中的杀菌添加物为银杏叶提取物、苦参提取物、拟除虫菊酯按照重量比7:5:1组成的混合物；
所述白炭黑还通过一下方法改性：将白炭黑加入到体积浓度7%氢氧化钠溶液浸泡30分钟，再调节ph至中性；之后取出烘干至含水量4%，最后与松香粉以及羧甲基纤维素钠混合研磨过200目筛即得。
本实施例中的发泡剂为偶氮二甲酰胺和苯磺酰肼按照重量比2:1组成的混合物；
所述偶联剂为锆类偶联剂和硅烷偶联剂按照重量比1:3组成的混合物；
所述加工助剂为稳定剂、抗氧剂、抗静电剂按照重量比1:3:2组成的混合物；所述稳定剂为钙锌复合稳定剂，所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂，所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂。
本实施例中的质轻环保稳定耐候阻燃保温材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将抑烟防火添加物、保温助剂、滑石粉、贝壳粉、白炭黑、偶联剂加入带有搅拌机的反应釜中，在温度为70℃下搅拌25分钟，得到混合物a；
步骤三，将聚醚多元醇、混合树脂、聚乙烯醇、硅溶胶混合加入混料机中，在110℃的温度下混合均匀，制得混合物b；
步骤四，将步骤三制备的混合物b、发泡剂、加工助剂、酸盐助剂混合加入高速搅拌机中，在温度为70℃下，搅拌4min，搅拌转速200r/min，再加入步骤二制备的混合物a继续搅拌6分钟得到混合物c；
步骤五，将步骤四制得的混合物c导入模具中，获得模坯，再送入隧道式烘箱中，烘干温度为70℃，烘干时间为3小时，自然冷却得到发明的质轻环保稳定耐候阻燃保温材料。
本发明的一种质轻环保稳定耐候阻燃保温材料具有质轻、导热系数低、保温效果好、韧性好、阻燃效果好等优点，尺寸稳定，抗蠕变，耐疲劳、使用寿命较长、综合性能优良；同时提供的制备方法，原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。