一種含酚醛泡沫碎料的阻燃復合板、其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種阻燃材料，具體涉及一種利用難降解材料的廢料回收再利用制得的阻燃復合板。本發(fā)明還涉及上述阻燃復合板的制備方法及其應用。
【背景技術】
[0002]酚醛泡沫是一種具有優(yōu)異的防火難燃、低煙低毒和較高的熱穩(wěn)定特性的熱固性隔熱保溫塑料，隨著國家對保溫材料阻燃方面的要求，酚醛泡沫因其阻燃效果好，得到了廣泛的應用。然而在酚醛泡沫搬運過程中因其脆性而發(fā)生碰撞破損，在安裝、裁切時產生廢料、邊角料以及在產品使用后廢棄等原因，產生出大量的酚醛泡沫碎料，而對這些硬質酚醛泡沫邊角碎料的處理，是現(xiàn)在廢料回收再利用領域的課題之一。
[0003]目前建筑裝飾裝修中廣泛使用的纖維板是采用熱磨機發(fā)熱磨削木片而得到的木質纖維料經與膠黏劑混合壓制而成。其中經過熱磨的木纖維含有大量的木粉小顆粒，與膠黏劑混合后所制備的板材容易吸潮變形。而且阻燃板材所需要施加的阻燃劑量大，通常為12?15wt%，無疑造成阻燃板材成本高昂。
[0004]本發(fā)明中利用纖維與酚醛泡沫、膠黏劑等的混合料置于第一阻燃板和第二阻燃板之間，熱壓制得一種具有阻燃性能的復合板，其生產成本低廉、安全環(huán)保、阻燃性能優(yōu)，改善了酚醛泡沫利用時易產生的脫粉、強度低以及產品低附加值的問題。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供了一種利用酚醛泡沫制得的阻燃性能優(yōu)良的板材，其還具有結構簡單、保溫性能好、強度高、生產成本低等優(yōu)點。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種阻燃復合板，將含酚醛泡沫碎料粉末、纖維和膠黏劑的混合料置于第一阻燃板材和第二阻燃板材之間，然后熱壓而成。其中，所述混合料中，所述酸醛泡沫碎料粉末的量為40?80質量份，所述纖維的量為10?50質量份，所述膠黏劑的量為6?10質量份。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，將上述的包含酚醛泡沫碎料粉末、纖維和膠黏劑的混合料置于第一阻燃板材和第二阻燃板材之間，進行熱壓得到所述復合板，通過控制所述混合料中各組分的比例，就能夠制得具有良好阻燃性能、強度、粘結牢固性等優(yōu)點的阻燃復合板。成型的復合板相當于多層材料，中間層為阻燃纖維與酚醛泡沫碎料粉末等混合而成，上下面層分別為第一和第二阻燃板材貼面。制品具有強度高，不易變形，阻燃性能好等特性。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，所述纖維選自礦物質纖維和經阻燃處理的綠色纖維中的至少一種，優(yōu)選選自玄武巖纖維、玻璃纖維和經阻燃處理的木、竹、麻、秸桿中的一種或多種。所述纖維起增強作用，也可稱為增強纖維。在一個具體的實例中，所述纖維的平均長度為10?25mm，平均直徑為50?600 μ m。所述酚醛泡沫碎料部分能吸附在纖維的表面或之間。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，對所述綠色纖維的阻燃處理，可以使用本領域內的常規(guī)技術處理，如采用阻燃劑進行處理，如將阻燃劑與綠色纖維進行混合。阻燃劑的施加量為4?8質量份，此處是相對于100份的混合料而言。優(yōu)選所述阻燃劑選自三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、聚磷酸銨、磷酸二氫銨和磷酸銨二胺中的至少一種。所述阻燃劑可為粉體或液體。根據(jù)本發(fā)明，阻燃劑的用量少，但所得板材仍然具有良好的阻燃性能。本發(fā)明對阻燃劑來源沒有特殊限制，可商購，也可以按照本領域技術人員熟知的方法制備。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，所述膠黏劑為不產生甲醛的膠黏劑，如可采用二異氰酸酯膠黏劑。采用不產生甲醛的膠黏劑能夠在為板材提供高的粘結強度的同時，避免甲醛的產生，避免了板材在后期釋放毒性氣體，提高了板材的安全性。由于二異氰酸酯中含有的不飽和鍵的NCO基團能夠與多種基團反應，產生化學鍵，因此具有優(yōu)良的化學粘合力，能夠將各組分牢牢地粘結在一起，且粘結強度高。此外，膠黏劑的用量少，在低施膠量的基礎上，達到良好的粘接效果，且具有良好的尺寸穩(wěn)定性。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，所述酚醛泡沫碎料粉末具有良好的阻燃性能，且其質量輕、受熱不熔化且吸水率低。同時，酚醛泡沫碎料粉末能夠與所述纖維更好地混合，有利于提高板材的機械性能和阻燃性能。在一個具體實施例，所述酚醛泡沫碎料粉末的粒徑大小為10?400目，粒徑小，從而有利于其與所述纖維更均勻的混合。優(yōu)選將酚醛泡沫碎料粉末的含水率控制在小于5%。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，所述第一阻燃板材和第二阻燃板材相同或不同，選自阻燃性木質材料、阻燃塑料板和金屬面材，優(yōu)選選自阻燃性裝飾薄木、阻燃性單板、阻燃性纖維板、阻燃性膠合板、阻燃性木塑復合板、三聚氰胺高壓裝飾板、鋁板和彩鋼板中的至少一種。優(yōu)選所述第一阻燃板材和第二阻燃板材的厚度可控制在0.8?3mm。所述第一阻燃板材和第二阻燃板材可以為所述復合板提供基材，同時也可起到裝飾的作用，表層質量提高、強度大大增加。所得到的板材具有強度高，耐磨性強，不易變形等特性。本發(fā)明對所述的阻燃板材來源及顏色沒有特殊限制，本領域技術人員可以根據(jù)要求進行選擇。所述第一阻燃板材或第二阻燃板材并不僅限于一層，當有多層時，其厚度也適當拓展，有利于得到應用范圍更廣的復合板。
[0013]本發(fā)明中的術語，如纖維、薄木、單板、木塑復合板、膠合板、纖維板等等為本領域內常用的術語，如GB/T 18259?2009中也有限定，其品種規(guī)格在本領域已知，此處不再贅述。
[0014]本發(fā)明中利用纖維與酚醛泡沫混合，不使用阻燃劑(當使用礦物質纖維時)或少使用阻燃劑(對綠色纖維進行阻燃處理時，能夠降低了阻燃劑施加量，減少約6?8wt%的質量份)；利用無甲醛產生的二異氰酸酯作為膠黏劑，粘合能力強，且不產生甲醛；采用第一和第二阻燃板材能夠提高板材的表層質量和增加強度，經過一次混合熱壓成型，最終得到一種生產成本低廉、安全環(huán)保、阻燃性能優(yōu)的阻燃復合板，改善酚醛泡沫利用產生的脫粉、強度低以及產品低附加值的問題。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，還提供了一種制備阻燃復合板的方法，包括以下步驟:
[0016]I)粉碎酚醛泡沫碎料；
[0017]2)將纖維與所述酚醛泡沫粉末混合，在混合的過程中，施加膠黏劑，得到混合料；
[0018]3)將所述混合料鋪裝在所述第一阻燃板材上，然后進行預壓，形成板坯；
[0019]4)然后將第二阻燃板材置于所述板坯上，進行熱壓成型；
[0020]5)進行后處理，得到所述復合板。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，在所述步驟(I)中，所述粉碎，可以采用壓縮、沖擊、摩擦或剪切等方式。比如:球磨機、研磨機或粉碎機等。粉碎后的酚醛泡沫碎料粉末粒徑大小為10?400目。所述酚醛泡沫碎料粉末的含水率小于5%。
[0022]在所述步驟(2)中，所述纖維選自礦物質纖維和經阻燃處理的綠色纖維中的至少一種，優(yōu)選選自玄武巖纖維、玻璃纖維和經阻燃處理的木、竹、麻、秸桿中的一種或多種。在一個具體的實例中，所述纖維的平均長度為10?25mm，平均直徑為50?600 μ m。所述酚醛泡沫碎料部分能吸附在纖維的表面或之間。對所述綠色纖維的阻燃處理，可以使用本領域內的常規(guī)技術處理，如采用阻燃劑進行處理，阻燃劑的施加量為4?8質量份。優(yōu)選所述阻燃劑選自三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、聚磷酸銨、磷酸二氫銨和磷酸銨二胺中的至少一種。所述阻燃劑可為粉體或液體。當阻燃劑為粉體時，其粒徑也控制在500目的篩余不大于5%。所述纖維的含水率應控制在小于8%。當所述的纖維為礦物質纖維時，可直接混合。所用的膠為不產生甲醛的膠黏劑。采用的施加膠黏劑的方式可為噴膠。施膠量為4?8質量份。所述的混合可通過機械分散混合，使混合更加均勻。所述混合料的含水率控制在在6?8%左右。
[0023]在所述步驟3)中，所述預壓的壓力為0.2?0.6MPa，預壓的時間為4?10s，從而以便于達到更好的效果。所述第一阻燃板材選自阻燃性木質材料、阻燃塑料板和金屬面材，優(yōu)選選自阻燃性裝飾薄木、阻燃性單板、阻燃纖維板、阻燃性膠合板、阻燃木塑復合板、三聚氰胺高壓裝飾板、鋁板和彩鋼板中的至少一種。優(yōu)選所述第一阻燃板材的厚度可控制在 0.8 ?3mm。
[0024]在所述步驟4)中，根據(jù)選擇的不同材質板材決定熱壓溫度及壓力，優(yōu)選熱壓的溫度為135?165°C，熱壓的壓力為2.0?3.5MPa。所述的第二阻燃板材與第一阻燃板材可相同或不同，選自阻燃性木質材料、阻燃塑料板和金屬面材，優(yōu)選選自阻燃性裝飾薄木、阻燃性單板、阻燃纖維板、阻燃性膠合板、阻燃木塑復合板、三聚氰胺高壓裝飾板、鋁板和彩鋼板中的至少一種。所述的第二阻燃板材得厚度控制在0.8?3mm。
[0025]在所述步驟5)中，包括將后處理為本領域常規(guī)的后處理步驟，如切除邊角、冷卻、砂光等，然后存放。
[0026]根據(jù)本發(fā)明所得復合板，其尺寸可設定，如所述的阻燃復合板厚度可壓制至5_，最大厚度不限，優(yōu)選的，壓制后復合板厚度小于50mm。制得的復合板，尺寸穩(wěn)定性好、強度高，阻燃性能好。
[0027]本發(fā)明所用酚醛泡沫來源廣泛，生產工藝簡單，原料只需要一次混合即可熱壓成型。實驗結果表明所述板材靜曲強度高，內結合強度高，氧指數(shù)高，最大煙密度值低，阻燃效果優(yōu)異，還具有良好的機械強度以及粘結強度。所得板材具有強度高、耐磨性強和不易變形等特性。本發(fā)明中的制造設備可利用現(xiàn)有纖維板生產設備，在原有設備上添加I?2臺鋪裝設備即可完成。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，還提供了上述的阻燃復合板或上述方法制備的復合板在保溫阻燃材料中的應用。根據(jù)本發(fā)明提供的阻燃復合板，其具有優(yōu)良的阻燃性、保溫性能和尺寸穩(wěn)定性、低的吸水率，具有良好的裝飾性能，能夠用作保溫阻燃材料，可用于多種領域，如建筑、裝飾、裝修等。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明所述的阻燃復合板內部組成示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合實施例和附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步說明，但并不構成對本發(fā)明的任何限制。
[0031]測試和表征:
[0032](I)根據(jù)GB/T 18958?2013方法測定容重、含水率、吸水厚度膨脹率、內結合強度；其中用容重(g/cm3)表示壓實效果，這一數(shù)值越大表示壓實效果越好；
[0033](2)根據(jù)GB 1465?2005方法測定靜曲強度；
[0034](3)根據(jù)GB/T 2406.2?2009方法測定氧指數(shù)；用氧指數(shù)表示材料是否容易燃燒，>30%表示為難燃材料(BI級)；