一种低密度阻燃型气凝胶复合EPS保温板的制备方法与流程

一种低密度阻燃型气凝胶复合eps保温板的制备方法
技术领域
1.本发明涉及一种低密度阻燃型气凝胶复合eps保温板的制备方法，属于气凝胶复合eps保温板技术领域。


背景技术：

2.常用的墙体保温材料有无机保温和有机保温材料两大类，无机保温材料包括岩棉、膨胀珍珠岩、玻化微珠、泡沫混凝土等，具有a级不燃、保温效果好、强度较高等优点，但因吸湿率高、耐候性差、容重较大，限制了其应用。有机保温材料则包括挤塑板、聚苯保温板(eps)、聚氨酯板、泡沫酚醛板等，具有防水性好等优点，但防火性能差，大多是b级，且燃烧时产生大量的有毒有害气体，安全隐患大，机械强度低，应用也受到了限制。
3.eps板是使用量最多的建筑保温材料之一，具有韧性好、抗化学腐蚀、防水、易成型分割等优良特性，被广泛应用。但是存在导热系数相对较高，易燃、防火性差等缺点，为此，一些公司致力于阻燃eps板的开发，但存在密度大、质量重的问题，使得建筑物的负荷较大，且不便安装。如申请号为202210350870.6的专利申请，公开了一种气凝胶无机复合a级聚苯不燃保温板及其制备方法，虽然达到了a级的阻燃等级，但密度为108-120kg/m3，且导热系数较高，达到0.038-0.042w/(m
·
k)；申请号201910190507.0的专利公开了一种a级不燃气凝胶聚苯保温板及其制备方法，虽然可以达到a1的防火等级，但密度达到280-420kg/m3。


技术实现要素：

4.本发明提供一种低密度阻燃型气凝胶复合eps保温板的制备方法，兼顾了低密度高阻燃的效果，对建筑物的负荷小，适用范围更广，且所需原料组分少，制备简单。
5.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
6.一种低密度阻燃型气凝胶复合eps保温板的制备方法，包括如下步骤：
7.步骤1，将可发性聚苯乙烯进行预发泡处理，得到预发泡颗粒；
8.步骤2，将预发泡颗粒和改性浆料混匀，在50～60℃下干燥至恒重，完成表面改性，改性浆料包括气凝胶粉、树脂乳液、分散剂、阻燃填料和水，预发泡颗粒和改性浆料的质量比为(40～100):(10～100)；
9.步骤3，将干燥好的颗粒放入成型机中，进行蒸汽发泡成型，制成阻燃型气凝胶复合eps保温板。
10.上述制备简单，所用原料组分简单，制得的eps保温板兼顾了低密度高阻燃的效果。
11.为了更好地兼顾eps保温板的综合性能，气凝胶粉、树脂乳液、分散剂、阻燃填料和水的质量比为(25～100)：(15～30)：(20～50)：(30～50)：(50～80)。
12.为了提高物料分散的均匀性，进而确保eps保温板的性能，改性浆料的制备为先将气凝胶粉、分散剂和水混匀，然后再加入树脂乳液和阻燃填料混匀。
13.为了进一步促进结构强度和阻燃性的提升，树脂乳液为纯丙乳液、聚氨酯乳液、酚
醛树脂乳液、环氧树脂乳液、脲醛树脂乳液、呋喃树脂乳液或乙烯-醋酸乙烯乳液等中的一种或两种以上任意配比的混合物。
14.进一步优选，树脂乳液为聚氨酯乳液、酚醛树脂乳液、脲醛树脂乳液或呋喃树脂乳液中的一种或两种任意配比的混合物。
15.为了确保物料分散的均匀性，进而确保板材的力学性能，分散剂为kh550、aeo-9(脂肪醇聚氧乙烯醚)、十六烷基苯磺酸钠、硅酸铝镁或膨润土等中的一种或两种以上任意配比的混合物。
16.进一步优选，分散剂为aeo-9、十六烷基苯磺酸钠或硅酸铝镁。
17.现有阻燃填料的类型多而广，然而经验证，并非所有的阻燃填料都能与本技术其它组分协同达到a1的阻燃效果，为了兼顾力学性能和阻燃性，阻燃填料为碳酸钙、硅酸铝、硅酸钠、玻化微珠、氢氧化镁、三氧化二锑、氧化钼或磷氮系阻燃剂等中的一种或两种以上任意配比的混合物；
18.进一步优选，阻燃填料为硅酸钠、玻化微珠、氢氧化镁或磷氮系阻燃剂中的一种或两种任意配比的混合物。
19.上述蒸汽发泡成型时的温度为90～100℃，发泡时间为3～5min，模压为10～12mpa。
20.本发明未提及的技术均参照现有技术。
21.本发明低密度阻燃型气凝胶复合eps保温板的制备方法，所制得的eps保温板具有优良的防火、防水性能、耐久性和较低的导热系数，防火等级达到a1级，导热系数不高于0.022w/(m
·
k)，同时具有低密度的性能，有效解决了市面上诸多有机保温隔热材料在防火和低密度不能兼顾的缺陷，既杜绝了其在使用过程中的安全隐患，又减少了对建筑物的负荷，方便了安装，可以广泛用于各种建筑高度、各种防火等级要求的建筑中，在建筑节能领域有极大的市场空间及应用前景；且所需原料组分少，制备简单易操作，适于大规模生产。
具体实施方式
22.为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
23.各例中所用原料的来源和型号如表1所示：
24.表1
[0025][0026]
各例中未特别说明的温度为20～25℃的室温；
[0027]
实施例一：
[0028]
将100份聚苯乙烯与6份戊烷发泡剂(岳阳市利通化工原料有限公司，cas105)混合，投入蒸汽压0.2mpa、预热到80℃的蒸汽预发泡机内进行预发泡8min，并在22℃的室温下熟化10h，得eps预发颗粒。
[0029]
将100份气凝胶粉、30份硅酸铝镁和80份去离子水混合，室温下搅拌均匀，制成气凝胶浆料；将30份气凝胶浆料和30份呋喃树脂乳液、30玻化微珠混合后，室温下搅拌均匀，制得改性浆料；将10份改性浆料和40份eps预发颗粒混合搅拌均匀后，在60℃的烘箱中干燥至恒重；将干燥好的材料放入成型机中，进行蒸汽发泡成型，制成阻燃型气凝胶复合eps保温板，其中，水蒸气温度为100℃，发泡时间为5min，模压为10mpa。
[0030]
实施例二：
[0031]
将30份气凝胶粉、15份aeo-9和100份去离子水混合，搅拌均匀，制成气凝胶浆料；将100份气凝胶浆料和20份酚醛树脂乳液、20份硅酸钠、30份磷氮系阻燃剂混合后，搅拌均匀，制得改性浆料；将100份改性浆料和60份eps预发颗粒混合搅拌均匀后，在60℃烘箱中干燥至恒重；将干燥好的材料放入成型机中，进行蒸汽发泡成型，制成阻燃型气凝胶复合eps
保温板，其中，水蒸气温度为100℃，发泡时间为5min，模压为10mpa。
[0032]
实施例三：
[0033]
将25份气凝胶粉、25份十六烷基苯磺酸钠和50份去离子水混合，搅拌均匀，制成气凝胶浆料；将50份气凝胶浆料和30份聚氨酯乳液、20份脲醛树脂乳液、10份玻化微珠、20份氢氧化镁混合后，搅拌均匀，制得改性浆料；将50份改性浆料和100份eps预发颗粒混合搅拌均匀后，在60℃烘箱中干燥至恒重；将干燥好的材料放入成型机中，进行蒸汽发泡成型，制成阻燃型气凝胶复合eps保温板，其中，水蒸气温度为100℃，发泡时间为5min，模压为10mpa。
[0034]
对比例一：
[0035]
将30份气凝胶粉、15份aeo-9和100份去离子水混合，搅拌均匀，制成气凝胶浆料；将100份气凝胶浆料和20份硅酸钠、30份磷氮系阻燃剂混合后，搅拌均匀，制得改性浆料；将100份改性浆料和60份eps预发颗粒混合搅拌均匀后，在60℃烘箱中干燥至恒重；将干燥好的材料放入成型机中，进行蒸汽发泡成型，制成阻燃型气凝胶复合eps保温板，其中，水蒸气温度为100℃，发泡时间为5min，模压为10mpa。
[0036]
相比于实施例二，没加树脂乳液，制得的板材结构较松散，粉料易脱落。
[0037]
对比例二：
[0038]
将30份气凝胶粉、15份aeo-9和100份去离子水混合，搅拌均匀，制成气凝胶浆料；将100份气凝胶浆料和20份酚醛树脂乳液混合后，搅拌均匀，制得包覆浆料；将100份改性浆料和60份eps预发颗粒混合搅拌均匀后，在60℃烘箱中干燥至恒重；将干燥好的材料放入成型机中，进行蒸汽发泡成型，制成阻燃型气凝胶复合eps保温板，其中，水蒸气温度为100℃，发泡时间为5min，模压为10mpa。
[0039]
相比于实施例二，没加阻燃填料，制得的板材阻燃效果较差，只能达到b2级。
[0040]
对比例三：
[0041]
将30份气凝胶粉、15份aeo-9和100份去离子水混合，搅拌均匀，制成气凝胶浆料；将100份气凝胶浆料和50份vae乳液、10份胶粉、20份硅酸钠、30份磷氮系阻燃剂混合后，搅拌均匀，制得改性浆料；将100份改性浆料和60份eps预发颗粒混合搅拌均匀后，在60℃烘箱中干燥至恒重；将干燥好的材料放入成型机中，进行蒸汽发泡成型，制成阻燃型气凝胶复合eps保温板其中，水蒸气温度为100℃，发泡时间为5min，模压为10mpa。
[0042]
对比例四：
[0043]
将30份气凝胶粉、15份aeo-9和100份去离子水混合，搅拌均匀，制成气凝胶浆料；将100份气凝胶浆料和20份硅丙乳液、20份硅酸钠、30份磷氮系阻燃剂混合后，搅拌均匀，制得改性浆料；将100份改性浆料和60份eps预发颗粒混合搅拌均匀后，在60℃烘箱中干燥至恒重；将干燥好的材料放入成型机中，进行蒸汽发泡成型，制成阻燃型气凝胶复合eps保温板。
[0044]
根据gb/t 10801.1-2021对各例制得的eps保温板进行测试，结果如表2所示：
[0045]
表2
[0046][0047]