CN101935386B

CN101935386B - 防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料及其制备方法

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Publication number: CN101935386B
Application number: CN2010102981047A
Authority: CN
Inventors: 王政昌; 曹海涛; 段霓华; 赵文龙; 徐靖
Original assignee: LIGAO WATER-PROOF ENGINEERING Co Ltd BEIJING; BEIJING LIGAO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: LIGAO WATER-PROOF ENGINEERING Co Ltd BEIJING; BEIJING LIGAO TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: CN101935386A

Abstract

一种防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料，由饰面层和聚氨酯保温层复合而成，所述聚氨酯保温层的配方是由A组分和B组分按质量比1:1～1.2配比而成；A组分的原料按质量份配比如下：聚醚多元醇100份；催化剂5～12份；HFC-245fa8～15份；硅油2～5份；水2～6份；有机磷化合物5～10份；微胶囊红磷10～24份；无机纳米填充材料10～40份；B组分的原料按质量份配比如下：异氰酸酯100份；无机纳米填充材料10～40份。本发明由于将红磷类阻燃剂、磷酸酯类阻燃剂进行复配，并特别添加有无机纳米填充材料，使各种作用机理共同发生作用，可起到更好的阻燃效果，并能够降低阻燃剂用量，不影响材料的性能。

Description

防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑保温装饰材料，特别是一种硬质聚氨酯保温装饰材料及其制备方法。

背景技术

硬质聚氨酯泡沫材料是一种高性能的保温隔热材料，具有绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优良特性，同时还具有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点，但聚氨酯和其他大多数高分子材料一样，不耐热，容易被点燃，产生毒性气体，危害人身财产安全，所以聚氨酯制备中一般需要添加阻燃剂。

卤代磷酸酯类化合物是聚氨酯泡沫塑料中应用广泛的一类阻燃剂。但含卤阻燃剂在燃烧过程中会对周围环境造成污染，目前已被无卤阻燃剂逐步替代。

现有的无卤阻燃剂中的无机阻燃剂，如：氢氧化铝和氢氧化镁及硼类无机阻燃剂，此类阻燃剂具有燃烧时不挥发、不产生腐蚀性气体的特点，但氢氧化铝和氢氧化镁作为阻燃剂单独使用时，需要较大的用量才能发挥作用，一般在40%～60%，严重影响了材料的机械性能。

现有的无卤阻燃剂中的中红磷阻燃剂，具有添加量少、阻燃效率高的优点。但普通红磷在空气中易氧化、吸湿，容易引起粉尘爆炸，运输困难，与高分子材料相溶性差等缺陷，应用范围受到了限制。

发明内容

本发明提供一种防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料及其制备方法，要解决现有硬质聚氨酯发泡材料阻燃性能、环保性能不达标、保温层的机械强度、冲击强度不好等技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

这种防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料，由饰面层和聚氨酯保温层复合而成，其特征在于：所述聚氨酯保温层的配方是由A组分和B组分按质量比1:1～1.2配比而成；

A组分的原料按质量份配比如下：

聚醚多元醇 100份；

催化剂 5～12份；

HFC-245fa 8～15份；

硅油 2～5份；

水 2～6份；

有机磷化合物 5～10份；

微胶囊红磷 10～24份；

无机纳米填充材料 10～40份；

B组分的原料按质量份配比如下：

异氰酸酯 100份；

无机纳米填充材料 10～40份。

所述无机纳米填充材料为纳米氢氧化镁、纳米氢氧化铝、纳米级碳酸钙、纳米级滑石粉、空心玻璃微珠、纳米粘土中的一种或一种以上的混合物。

所述纳米氢氧化镁、纳米氢氧化铝、纳米级碳酸钙、纳米级滑石粉、纳米粘土的细度为50～200nm。

所述空心玻璃微珠的粒径为5～100цm。

所述无机纳米填充材料按质量百分比配比如下：

纳米氢氧化镁 0～90%；

纳米氢氧化铝 0～90%；

纳米粘土 0～30%；

纳米级硅酸镁 0～10%；

纳米级碳酸钙 0～10%；

纳米级滑石粉 0～10%；

空心玻璃微珠 0～10%；

上述各原料的质量百分比相加为100%。

所述无机纳米填充材料按质量百分比配比如下：

纳米氢氧化镁 20～35%；

纳米氢氧化铝 15～30%；

纳米粘土 35～60%；

上述各原料的质量百分比相加为100%。

所述有机磷阻燃剂为磷酸酯、甲基膦酸二甲酯中的一种或一种以上的混合物。

所述催化剂为二甲基环已胺、三乙烯二胺、二乙醇胺、三乙醇胺中一种或一种以上的混合物。

所述饰面层为大理石板材、陶瓷板材、铝塑板或硅钙板。

这种防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料的制备方法，按配比分别将A组分和B组分在常温下混合均匀，用聚氨酯发泡机将A组分和B组分直接在饰面层背面混合发泡，再通过层压装置压平，使聚氨酯保温层和饰面层牢固结合，固化后得到防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料。

本发明的有益效果如下：

本发明由于将红磷类阻燃剂、磷酸酯类阻燃剂进行复配，并特别添加有无机纳米填充材料，使各种作用机理共同发生作用，可起到更好的阻燃效果，并能够降低阻燃剂用量，不影响材料的性能。

本发明所添加的无机纳米填充材料主要由纳米氢氧化镁、纳米氢氧化铝、空心玻璃微珠、纳米粘土构成。

纳米氢氧化镁、纳米氢氧化铝由于具有纳米材料特有的表面与界面效应，与传统的氢氧化镁阻燃剂、氢氧化铝阻燃剂相比，能够提高阻燃剂的分散率，增加阻燃剂的阻燃效果，并可大大降低无机填充料的用量。

本发明的无机纳米填充料可采用纳米氢氧化镁、纳米氢氧化铝与纳米粘土进行配比组合，粘土含有多种水合硅酸盐和一定量的氧化铝，通过添加纳米粘土可减少其余两种材料的用量，进一步降低生产成本。

无机纳米填充料中的空心玻璃微珠成份主要为SiO₂ 、Al₂O₃，玻璃微珠的熔点高，可提高被填充物的阻燃性能和软化点。空心玻璃微珠的密度约是传统填充料微粒密度的十几分之一，填充后可大大减轻产品的基重。

无机纳米填充料中的纳米级硅酸镁、纳米级碳酸钙、纳米级滑石粉具有一定的阻燃功能，并可以增加材料的机械性能。

本发明采用了微胶囊化红磷与无机纳米填充料复配使用，能够增强阻燃效果，使阻燃剂量大幅降低，从而改善塑料制品的加工性能和物理机械性能。微胶囊化红磷是用化学聚合方法在红磷表面包覆了一层有机树脂的阻燃剂。经过这层有机树脂的包覆，原始的无机红磷就由亲水性变为亲油性，与其它树脂的相容性、耐迁移性、吸湿性、耐热性等性能便得到大大改善。

本发明还添加了磷酸酯等有机磷化合物复配作为阻燃剂使用，兼具有良好的增塑作用。

本发明采用的HFC-245fa（11.133-五氟丙烷）是一种安全、无可燃性风险的发泡剂，具有良好的环保性能。

本发明制作工艺简单，保温效果好。防水保温装饰一体化材料简化了了传统的防水、保温、装饰施工过程，一次施工即可完成建筑物的防水、保温、装饰功能，大大提高了施工效率。

具体实施方式　

实施例一，这种防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料，由饰面层和聚氨酯保温层复合而成，所述聚氨酯保温层的配方是由A组分和B组分按质量比1:1～1.2配比而成；

A组分的原料按质量份配比如下：

聚醚多元醇 100份；

三乙烯二胺 8份；

HFC-245fa发泡剂 10份；

硅油 5份；

水 4份；

磷酸酯 7份；

微胶囊红磷 12份；

无机纳米填充材料 25份；

B组分的原料按质量份配比如下：

异氰酸酯 100份；

无机纳米填充材料 25份。

所述无机纳米填充材料按质量百分比配比如下：

纳米氢氧化镁 30%；

纳米氢氧化铝 25%；

纳米粘土 45%。

实施例二，这种防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料，由饰面层和聚氨酯保温层复合而成，所述聚氨酯保温层的配方是由A组分和B组分按质量比1:1～1.2配比而成；

A组分的原料按质量份配比如下：

聚醚多元醇 100份；

二甲基环已胺 6份；

HFC-245fa发泡剂 8份；

硅油 2份；

水 3份；

磷酸酯 2份；

甲基膦酸二甲酯 4份；

微胶囊红磷 20份；

无机纳米填充材料 30份；

B组分的原料按质量份配比如下：

异氰酸酯 100份；

无机纳米填充材料 10份。

所述无机纳米填充材料按质量百分比配比如下：

纳米氢氧化镁 60%；

纳米氢氧化铝 25%；

纳米级硅酸镁 5%；

纳米级滑石粉 5%；

空心玻璃微珠 5%。

实例三，这种防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料，由饰面层和聚氨酯保温层复合而成，所述聚氨酯保温层的配方是由A组分和B组分按质量比1:1～1.2配比而成；

A组分的原料按质量份配比如下：

聚醚多元醇 100份；

二乙醇胺 12份；

HFC-245fa发泡剂 12份；

硅油 2份；

水 3份；

磷酸酯 4份；

甲基膦酸二甲酯 6份；

微胶囊红磷 10份；

无机纳米填充材料 15份；

B组分的原料按质量份配比如下：

异氰酸酯 100份；

无机纳米填充材料 10份。

所述无机纳米填充材料按质量百分比配比如下：

纳米氢氧化镁 40%；

纳米氢氧化铝 25%；

纳米粘土 20%；

纳米级硅酸镁 8%；

纳米级碳酸钙 5%；

空心玻璃微珠 2%。

这种防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料的制备方法，按配比分别将A组分和B组分在常温下混合均匀，用聚氨酯发泡机将A组分和B组分直接在饰面层背面混合发泡，再通过层压装置压平，使聚氨酯保温层和饰面层（饰面层为大理石板材、陶瓷板材、铝塑板或硅钙板）牢固结合，固化后得到防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料。

Claims

1.一种防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料，由饰面层和聚氨酯保温层复合而成，其特征在于：所述聚氨酯保温层的配方是由A组分和B组分按质量比1:1～1.2配比而成；

A组分的原料按质量份配比如下：

聚醚多元醇 100份；

催化剂 5～12份；

HFC-245fa 8～15份；

硅油 2～5份；

水 2～6份；

有机磷化合物 5～10份；

微胶囊红磷 10～24份；

无机纳米填充材料 10～40份；

B组分的原料按质量份配比如下：

异氰酸酯 100份；

无机纳米填充材料 10～40份；

所述无机纳米填充材料为纳米氢氧化镁、纳米氢氧化铝、纳米级碳酸钙、纳米级滑石粉、空心玻璃微珠、纳米粘土中的一种以上的混合物。

2.根据权利要求1所述的防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料，其特征在于：所述纳米氢氧化镁、纳米氢氧化铝、纳米级碳酸钙、纳米级滑石粉、纳米粘土的细度为50～200nm。

3.一种防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料，由饰面层和聚氨酯保温层复合而成，其特征在于：所述聚氨酯保温层的配方是由A组分和B组分按质量比1:1～1.2配比而成；

A组分的原料按质量份配比如下：

聚醚多元醇 100份；

催化剂 5～12份；

HFC-245fa 8～15份；

硅油 2～5份；

水 2～6份；

有机磷化合物 5～10份；

微胶囊红磷 10～24份；

无机纳米填充材料 10～40份；

B组分的原料按质量份配比如下：

异氰酸酯 100份；

无机纳米填充材料 10～40份；

所述无机纳米填充材料按质量百分比配比如下：

纳米氢氧化镁 0～90%；

纳米氢氧化铝 0～90%；

纳米粘土 0～30%；

纳米级硅酸镁 0～10%；

纳米级碳酸钙 0～10%；

纳米级滑石粉 0～10%；

空心玻璃微珠 0～10%；

上述各原料的质量百分比相加为100%。

4.根据权利要求1所述的防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料，其特征在于：所述无机纳米填充材料按质量百分比配比如下：

纳米氢氧化镁 20～35%；

纳米氢氧化铝 15～30%；

纳米粘土 35～60%；

上述各原料的质量百分比相加为100%。

5.根据权利要求1所述的防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料，其特征在于：所述有机磷阻燃剂为磷酸酯、甲基膦酸二甲酯中的一种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料，其特征在于：所述催化剂为二甲基环已胺、三乙烯二胺、二乙醇胺、三乙醇胺中一种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料，其特征在于：所述饰面层为大理石板材、陶瓷板材、铝塑板或硅钙板。

8.一种如权利要求1～7任意一项所述防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料的制备方法，其特征在于：按配比分别将A组分和B组分在常温下混合均匀，用聚氨酯发泡机将A组分和B组分直接在饰面层背面混合发泡，再通过层压装置压平，使聚氨酯保温层和饰面层牢固结合，固化后得到防火复合聚氨酯防水保温装饰一体化材料。