一种高阻燃建筑外墙保温材料及其制备方法与流程

1.本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种高阻燃建筑外墙保温材料及其制备方法。


背景技术：

2.建筑节能是国家节能减排战略实施的一个重点领域。近年来保温材料的研究和应用备受关注。有机保温材料因其优越的保温性能而在我国得到广泛应用。近年来，高分子保温材料在我国也得到了大力推广，用量逐年飞速增加。与其他保温材料相比，高分子材料具有更低的导热系数，更加的节能环保，且生产工艺相对简单，施工周期短，制备过程绿色无污染，产物性能比较稳定，具备很明显的优势。最近由于外墙保温材料的燃烧导致的火灾层出不穷，这是由于有机高分子泡沫的结构决定的，它的多孔结构和本身含有大量的碳氢链，导致有机高分子泡沫属于易燃的高分子材料，因此，有机高分子的阻燃改性，是非常重要且急切的。经过阻燃改性后，在热解和燃烧过程中，有机高分子材料可以加快其炭化现象，有效的阻止氧气和热量的传播，起到保护基体的作用，防止火势的进一步蔓延。
3.现今国内建筑保温材料大多数仍是聚氨酯和聚苯乙烯等易燃高分子泡沫材料，其自身的多孔结构，较大的比表面和各种各样的易燃成分，导致了它在燃烧过程中会在短时间内释放出大量的热，因此，其火灾安全隐患问题不容忽视。不仅如此，由于其多孔结构并且由大量的碳氢链段组成，在燃烧过程中会产生大量有毒烟气，这是导致火灾死亡的罪魁祸首，烟气的危害甚至比产生的热辐射危害更为严重，因此传统的高分子泡沫材料完全不符合国家标准的阻燃要求。传统的解决办法是添加大量的添加型阻燃剂，虽然取得了一定的效果，但仍存在无法达到a级的阻燃标准。因此要对有机高分子泡沫材料进行阻燃、抑烟减毒改性处理，从而抑制或延缓燃烧的火蔓延行为，尽量避免热引燃的发生。


技术实现要素：

4.针对上述，本发明的目的是提供一种高阻燃建筑外墙保温材料及其制备方法，科学提高阻燃改性，达到外墙保温材料火灾安全性的要求，从而减少建筑的火灾危害行为。
5.本发明提供了如下的技术方案
6.一种高阻燃建筑外墙保温材料及其制备方法，具体步骤如下：
7.s1、取聚醚多元醇、异氰酸酯、改性剂、发泡剂、阻燃剂以及抑烟剂置于发泡设备的工作反应釜中，搅拌0.5至2小时；发泡剂为二氯一氟乙烷141b、水、石油醚、戊烷、己烷、环己烷、环戊烷、环异戊烷中的一种或多种组合；所述改性剂为d1、d2、d3、d4、d5、d6、gy5、rn505中的一种或多种组合；所述阻燃剂为rn087、蒙脱石、硅藻土、硅灰石、二氧化硅的一种或多种组合；
8.s2、将改性聚醚多元醇转移至至发泡设备的发泡搅拌桶内；所述聚醚多元醇为rn340、rn110、rn447、rn242中的一种或多种组合。
9.s3、加入预定重量百分比的异氰酸酯至发泡设备的发泡搅拌桶内，高速搅拌均匀
发泡搅拌桶内的改性聚醚多元醇和异氰酸酯，制得混合原料；
10.s4、发泡设备浇注混合原料至泡沫板材模具的空腔内，静置1至8小时；
11.s5、取出阻燃高分子保温泡沫板材，即获得阻燃高分子保温泡沫板材。
12.优选的，s1步骤中，所述聚醚多元醇、异氰酸酯、改性剂、发泡剂、阻燃剂和抑烟剂的重量百分比为10～40:10～40:0.1～10:0～10:0～20:0～10。
13.优选的，s4步骤中，所述泡沫板材模具空腔的内侧壁涂覆有脱模剂或覆盖有聚乙烯塑料薄膜的一种或多种组合。
14.优选的，所述脱模剂为白凡士林。
15.优选的，s2步骤中，所述聚醚多元醇rn340：rn110：rn447：rn242的重量百分比为0.01
‑
30：0.01
‑
10：0.01
‑
15：0.01
‑
30。
16.优选的，s1步骤中，所述改性剂d1：d2：d3：d4：d5：d6：gy5：rn505的重量百分比为0.01
‑
0.1：0.01
‑
0.1：0.01
‑
1.0：0.01
‑
0.1：0.01
‑
0.1：0.01
‑
0.1：0.01
‑
1.0：0.001
‑517.优选的，s1步骤中，所述发泡剂二氯一氟乙烷141b：水：石油醚：戊烷：己烷：环己烷：环戊烷：环异戊烷中的重量百分比为0.01
‑
10.0：0.01
‑
10.0：0.01
‑
10.0：0～10.0：0.01
‑
10.0：0.01
‑
10.0：0.01
‑
10.0：0.01
‑
10.0
18.优选的，s1步骤中，所述阻燃剂蒙脱石：硅藻土：硅灰石：二氧化硅的重量百分比为0.01
‑
10：0.01
‑
10：0.01
‑
10：0.01
‑
10。
19.优选的，s1步骤中，所述阻燃剂蒙脱石的粒径为1
‑
1000nm。
20.优选的，s1步骤中，所述抑烟剂为重量百分比为10份的氢氧化铝,10份的氢氧化镁中的一种或多种组合。
21.本发明的有益效果：
22.(1)本发明制备工艺简单，制备的高阻燃高分子保温泡沫板材的物理力学性能和尺寸稳定性优异，高阻燃高分子保温泡沫板材起泡量大，泡沫均匀稳定，泡沫闭孔率高，不易塌缩，减少阻燃剂的使用量，降低企业的生产成本，阻燃剂燃烧不产生有毒气体和浓烟，使得阻燃高分子保温泡沫板材符合环保要求，阻燃效果远高于国家标准阻燃等级规定的a级。
23.(2)本发明通过多笼有机硅阻燃剂和氮磷系阻燃剂对传统聚醚进行改性成不同的反应型阻燃多元醇，协同添加型无机阻燃剂，阻止高聚物热降解挥发物的逸出和克服熔融滴落引起的二次燃烧，发挥良好的阻燃作用，从而能够制备出超出国家标准要求的高阻燃保温泡沫板材，有效解决高分子泡沫材料的无卤化阻燃和滴落问题
具体实施方式
24.实施例1
25.一种高阻燃建筑外墙保温材料及其制备方法，具体步骤如下：
26.s1、取聚醚多元醇、异氰酸酯、改性剂、发泡剂、阻燃剂以及抑烟剂置于发泡设备的工作反应釜中，搅拌0.5小时；发泡剂为二氯一氟乙烷141b、水、石油醚、戊烷、己烷、环己烷、环戊烷、环异戊烷；改性剂为d1、d2、d3、d4、d5、d6、gy5、rn505；阻燃剂为rn087、蒙脱石、硅藻土、硅灰石、二氧化硅；聚醚多元醇、异氰酸酯、改性剂、发泡剂、阻燃剂和抑烟剂的重量百分比为10:10:0.1:0:0:0；
27.改性剂d1：d2：d3：d4：d5：d6：gy5：rn505的重量百分比为0.01：0.01：0.01：0.01：0.01：0.01：0.01：0.001；发泡剂二氯一氟乙烷141b：水：石油醚：戊烷：己烷：环己烷：环戊烷：环异戊烷中的重量百分比为0.01：0.01：0.01：0：0.01：0.01：0.01：0.01；
28.阻燃剂蒙脱石：硅藻土：硅灰石：二氧化硅的重量百分比为0.01：0.01：0.01：0.01；阻燃剂蒙脱石的粒径为1nm；抑烟剂为重量百分比为10份的氢氧化铝,10份的氢氧化镁；
29.s2、将改性聚醚多元醇转移至至发泡设备的发泡搅拌桶内；聚醚多元醇为rn340、rn110、rn447、rn242。聚醚多元醇rn340：rn110：rn447：rn242的重量百分比为0.01：0.01：0.01：0.01；
30.s3、加入预定重量百分比的异氰酸酯至发泡设备的发泡搅拌桶内，高速搅拌均匀发泡搅拌桶内的改性聚醚多元醇和异氰酸酯，制得混合原料；
31.s4、发泡设备浇注混合原料至泡沫板材模具的空腔内，静置1小时；泡沫板材模具空腔的内侧壁涂覆有脱模剂或覆盖有聚乙烯塑料薄膜；脱模剂为白凡士林
32.s5、取出阻燃高分子保温泡沫板材，即获得阻燃高分子保温泡沫板材。
33.实施例2
34.一种高阻燃建筑外墙保温材料及其制备方法，具体步骤如下：
35.s1、取聚醚多元醇、异氰酸酯、改性剂、发泡剂、阻燃剂以及抑烟剂置于发泡设备的工作反应釜中，搅拌0.5至2小时；发泡剂为二氯一氟乙烷141b、水、石油醚、戊烷、己烷、环己烷、环戊烷、环异戊烷；改性剂为d1、d2、d3、d4、d5、d6、gy5、rn505；阻燃剂为rn087、蒙脱石、硅藻土、硅灰石、二氧化硅；聚醚多元醇、异氰酸酯、改性剂、发泡剂、阻燃剂和抑烟剂的重量百分比为25:25:5:5:10:5；
36.改性剂d1：d2：d3：d4：d5：d6：gy5：rn505的重量百分比为0.5：0.5：0.5：0.5：0.5：0.5：0.5：2.5；发泡剂二氯一氟乙烷141b：水：石油醚：戊烷：己烷：环己烷：环戊烷：环异戊烷中的重量百分比为5：5：5：5：5：5：5：5；
37.阻燃剂蒙脱石：硅藻土：硅灰石：二氧化硅的重量百分比为5：5：5：5；阻燃剂蒙脱石的粒径为500nm；抑烟剂为重量百分比为10份的氢氧化铝,10份的氢氧化镁；
38.s2、将改性聚醚多元醇转移至至发泡设备的发泡搅拌桶内；聚醚多元醇为rn340、rn110、rn447、rn242。聚醚多元醇rn340：rn110：rn447：rn242的重量百分比为15：5：7.5：15
39.s3、加入预定重量百分比的异氰酸酯至发泡设备的发泡搅拌桶内，高速搅拌均匀发泡搅拌桶内的改性聚醚多元醇和异氰酸酯，制得混合原料；
40.s4、发泡设备浇注混合原料至泡沫板材模具的空腔内，静置4.5小时；泡沫板材模具空腔的内侧壁涂覆有脱模剂或覆盖有聚乙烯塑料薄膜；脱模剂为白凡士林
41.s5、取出阻燃高分子保温泡沫板材，即获得阻燃高分子保温泡沫板材。
42.实施例3
43.一种高阻燃建筑外墙保温材料及其制备方法，具体步骤如下：
44.s1、取聚醚多元醇、异氰酸酯、改性剂、发泡剂、阻燃剂以及抑烟剂置于发泡设备的工作反应釜中，搅拌2小时；发泡剂为二氯一氟乙烷141b、水、石油醚、戊烷、己烷、环己烷、环戊烷、环异戊烷；改性剂为d1、d2、d3、d4、d5、d6、gy5、rn505；阻燃剂为rn087、蒙脱石、硅藻土、硅灰石、二氧化硅；聚醚多元醇、异氰酸酯、改性剂、发泡剂、阻燃剂和抑烟剂的重量百分比为40:40:10:10:20:10；
45.改性剂d1：d2：d3：d4：d5：d6：gy5：rn505的重量百分比为0.1：0.1：1.0：0.1：0.1：0.1：1.0：5；发泡剂二氯一氟乙烷141b：水：石油醚：戊烷：己烷：环己烷：环戊烷：环异戊烷中的重量百分比为10.0：10.0：10.0：10.0：10.0：10.0：10.0：10.0；
46.阻燃剂蒙脱石：硅藻土：硅灰石：二氧化硅的重量百分比为10：10：10：10；阻燃剂蒙脱石的粒径为1
‑
1000nm；抑烟剂为重量百分比为10份的氢氧化铝,10份的氢氧化镁；
47.s2、将改性聚醚多元醇转移至至发泡设备的发泡搅拌桶内；聚醚多元醇为rn340、rn110、rn447、rn242。聚醚多元醇rn340：rn110：rn447：rn242的重量百分比为30：10：15：30
48.s3、加入预定重量百分比的异氰酸酯至发泡设备的发泡搅拌桶内，高速搅拌均匀发泡搅拌桶内的改性聚醚多元醇和异氰酸酯，制得混合原料；
49.s4、发泡设备浇注混合原料至泡沫板材模具的空腔内，静置8小时；泡沫板材模具空腔的内侧壁涂覆有脱模剂或覆盖有聚乙烯塑料薄膜；脱模剂为白凡士林
50.s5、取出阻燃高分子保温泡沫板材，即获得阻燃高分子保温泡沫板材。
51.实验分析测试：
52.随机购买市售高阻燃建筑外墙保温材料，为对照组1和对照组2；
53.根据本发明实施例1至3配方，制得产品分别为实验组1、实验组2、实验组3产品分析数据如下：
[0054][0055]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。