專利名稱：防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑保溫裝飾材料，特別是一種硬質(zhì)聚氨酯保溫裝飾材料及其制 備方法。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料是一種高性能的保溫隔熱材料，具有絕熱效果好、重量輕、比 強(qiáng)度大、施工方便等優(yōu)良特性，同時(shí)還具有隔音、防震、電絕緣、耐熱、耐寒、耐溶劑等特點(diǎn)， 但聚氨酯和其他大多數(shù)高分子材料一樣，不耐熱，容易被點(diǎn)燃，產(chǎn)生毒性氣體，危害人身財(cái) 產(chǎn)安全，所以聚氨酯制備中一般需要添加阻燃劑。鹵代磷酸酯類化合物是聚氨酯泡沫塑料中應(yīng)用廣泛的一類阻燃劑。但含鹵阻燃劑 在燃燒過程中會對周圍環(huán)境造成污染，目前已被無鹵阻燃劑逐步替代。現(xiàn)有的無鹵阻燃劑中的無機(jī)阻燃劑，如氫氧化鋁和氫氧化鎂及硼類無機(jī)阻燃劑， 此類阻燃劑具有燃燒時(shí)不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體的特點(diǎn)，但氫氧化鋁和氫氧化鎂作為阻 燃劑單獨(dú)使用時(shí)，需要較大的用量才能發(fā)揮作用，一般在40% 60%，嚴(yán)重影響了材料的機(jī) 械性能?，F(xiàn)有的無鹵阻燃劑中的中紅磷阻燃劑，具有添加量少、阻燃效率高的優(yōu)點(diǎn)。但普通 紅磷在空氣中易氧化、吸濕，容易引起粉塵爆炸，運(yùn)輸困難，與高分子材料相溶性差等缺陷， 應(yīng)用范圍受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料及其制備方法，要解決 現(xiàn)有硬質(zhì)聚氨酯發(fā)泡材料阻燃性能、環(huán)保性能不達(dá)標(biāo)、保溫層的機(jī)械強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度不好等 技術(shù)問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
這種防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料，由飾面層和聚氨酯保溫層復(fù)合而成， 其特征在于所述聚氨酯保溫層的配方是由A組分和B組分按質(zhì)量比1:1 1. 2配比而成； A組分的原料按質(zhì)量份配比如下 聚醚多元醇100份；
催化劑5 12份；
HFC-245fa
硅油
水
有機(jī)磷化合物 微膠囊紅磷 無機(jī)納米填充材料
8 15份； 2 5份； 2 6份； 5 10份； 10 24份 10 40份；
B組分的原料按質(zhì)量份配比如下異氰酸酯100份；
無機(jī)納米填充材料10 40份。所述無機(jī)納米填充材料為納米氫氧化鎂、納米氫氧化鋁、納米級碳酸鈣、納米級滑 石粉、空心玻璃微珠、納米粘土中的一種或一種以上的混合物。所述納米氫氧化鎂、納米氫氧化鋁、納米級碳酸鈣、納米級滑石粉、納米粘土的細(xì) 度為50 200nm。所述空心玻璃微珠的粒徑為5 100 U m。所述無機(jī)納米填充材料按質(zhì)量百分比配比如下 納米氫氧化鎂0 90%;
納米氫氧化鋁 0 90% ；
納米粘土0 30% ；
納米級硅酸鎂0 10% ；
納米級碳酸鈣0 10%;
納米級滑石粉0 10%;
空心玻璃微珠 0 10% ；
上述各原料的質(zhì)量百分比相加為100%。所述無機(jī)納米填充材料按質(zhì)量百分比配比如下 納米氫氧化鎂20 35%;
納米氫氧化鋁 15 30% ； 納米粘土35 60% ；
上述各原料的質(zhì)量百分比相加為100%。所述有機(jī)磷阻燃劑為磷酸酯、甲基膦酸二甲酯中的一種或一種以上的混合物。所述催化劑為二甲基環(huán)已胺、三乙烯二胺、二乙醇胺、三乙醇胺中一種或一種以上 的混合物。所述飾面層為大理石板材、陶瓷板材、鋁塑板或硅鈣板。
這種防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料的制備方法，按配比分別將A組分和B 組分在常溫下混合均勻，用聚氨酯發(fā)泡機(jī)將A組分和B組分直接在飾面層背面混合發(fā)泡，再 通過層壓裝置壓平，使聚氨酯保溫層和飾面層牢固結(jié)合，固化后得到防火復(fù)合聚氨酯防水 保溫裝飾一體化材料。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明由于將紅磷類阻燃劑、磷酸酯類阻燃劑進(jìn)行復(fù)配，并特別添加有無機(jī)納米填充 材料，使各種作用機(jī)理共同發(fā)生作用，可起到更好的阻燃效果，并能夠降低阻燃劑用量，不 影響材料的性能。本發(fā)明所添加的無機(jī)納米填充材料主要由納米氫氧化鎂、納米氫氧化鋁、空心玻 璃微珠、納米粘土構(gòu)成。納米氫氧化鎂、納米氫氧化鋁由于具有納米材料特有的表面與界面效應(yīng)，與傳統(tǒng) 的氫氧化鎂阻燃劑、氫氧化鋁阻燃劑相比，能夠提高阻燃劑的分散率，增加阻燃劑的阻燃效 果，并可大大降低無機(jī)填充料的用量。本發(fā)明的無機(jī)納米填充料可采用納米氫氧化鎂、納米氫氧化鋁與納米粘土進(jìn)行配比組合，粘土含有多種水合硅酸鹽和一定量的氧化鋁，通過添加納米粘土可減少其余兩種 材料的用量，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。無機(jī)納米填充料中的空心玻璃微珠成份主要為SiO2、Al2O3，玻璃微珠的熔點(diǎn)高， 可提高被填充物的阻燃性能和軟化點(diǎn)?？招牟Ａ⒅榈拿芏燃s是傳統(tǒng)填充料微粒密度的十 幾分之一，填充后可大大減輕產(chǎn)品的基重。無機(jī)納米填充料中的納米級硅酸鎂、納米級碳酸鈣、納米級滑石粉具有一定的阻 燃功能，并可以增加材料的機(jī)械性能。本發(fā)明采用了微膠囊化紅磷與無機(jī)納米填充料復(fù)配使用，能夠增強(qiáng)阻燃效果，使 阻燃劑量大幅降低，從而改善塑料制品的加工性能和物理機(jī)械性能。微膠囊化紅磷是用化 學(xué)聚合方法在紅磷表面包覆了一層有機(jī)樹脂的阻燃劑。經(jīng)過這層有機(jī)樹脂的包覆，原始的 無機(jī)紅磷就由親水性變?yōu)橛H油性，與其它樹脂的相容性、耐遷移性、吸濕性、耐熱性等性能 便得到大大改善。本發(fā)明還添加了磷酸酯等有機(jī)磷化合物復(fù)配作為阻燃劑使用，兼具有良好的增塑 作用。本發(fā)明采用的HFC_245fa (11. 133-五氟丙烷)是一種安全、無可燃性風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)泡 劑，具有良好的環(huán)保性能。本發(fā)明制作工藝簡單，保溫效果好。防水保溫裝飾一體化材料簡化了了傳統(tǒng)的防 水、保溫、裝飾施工過程，一次施工即可完成建筑物的防水、保溫、裝飾功能，大大提高了施 工效率。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一，這種防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料，由飾面層和聚氨酯保溫層 復(fù)合而成，所述聚氨酯保溫層的配方是由A組分和B組分按質(zhì)量比1:1 1.2配比而成； A組分的原料按質(zhì)量份配比如下 聚醚多元醇 三乙烯二胺 HFC-245fa發(fā)泡劑 硅油 水
磷酸酯 微膠囊紅磷 無機(jī)納米填充材料 B組分的原料按質(zhì)量份配比如下 異氰酸酯
無機(jī)納米填充材料
所述無機(jī)納米填充材料按質(zhì)量百分比配比如下 納米氫氧化鎂 30% ； 納米氫氧化鋁 25% ； 納米粘土45%。
100 份；
8份； 10份； 5份； 4份； 7份； 12份; 25份；
100 份；
25份。
實(shí)施例二，這種防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料，由飾面層和聚氨酯保 溫層復(fù)合而成，所述聚氨酯保溫層的配方是由A組分和B組分按質(zhì)量比1:1 1. 2配比而 成；
A組分的原料按質(zhì)量份配比如下
聚醚多元醇 二甲基環(huán)已胺 HFC-245fa發(fā)泡劑 硅油 水
磷酸酯
甲基膦酸二甲酯 微膠囊紅磷 無機(jī)納米填充材料
100 份；
6份； 8份； 2份； 3份； 2份； 4份； 20份； 30份；
B組分的原料按質(zhì)量份配比如下 異氰酸酯100份；
無機(jī)納米填充材料10份。
所述無機(jī)納米填充材料按質(zhì)量百分比配比如下納米氫氧化鎂60% ；納米氫氧化鋁25% ；納米級硅酸鎂5% ；納米級滑石粉5% ；空心玻璃微珠5% ο實(shí)例三，這種防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料，由飾面層和聚氨酯保溫 層復(fù)合而成，所述聚氨酯保溫層的配方是由A組分和B組分按質(zhì)量比1:1 1. 2配比而成；
A組分的原料按質(zhì)量份配比如下
聚醚多元醇100份；
二乙醇胺12份；
HFC-245fa發(fā)泡劑12份；
硅油2份
水3份
磷酸酯4份
甲基膦酸二甲酯6份
微膠囊紅磷10份；
無機(jī)納米填充材料15份； B組分的原料按質(zhì)量份配比如下
異氰酸酯100份
無機(jī)納米填充材料10份。所述無機(jī)納米填充材料按質(zhì)量百分比配比如下納米氫氧化鎂40% ；納米氫氧化鋁25% ；納米粘土20% ；納米級硅酸鎂8% ；納米級碳酸鈣5% ；空心玻璃微珠2%。 這種防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料的制備方法，按配比分別將A組分 和B組分在常溫下混合均勻，用聚氨酯發(fā)泡機(jī)將A組分和B組分直接在飾面層背面混合發(fā) 泡，再通過層壓裝置壓平，使聚氨酯保溫層和飾面層(飾面層為大理石板材、陶瓷板材、鋁塑 板或硅鈣板)牢固結(jié)合，固化后得到防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料。
權(quán)利要求
一種防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料，由飾面層和聚氨酯保溫層復(fù)合而成，其特征在于所述聚氨酯保溫層的配方是由A組分和B組分按質(zhì)量比1:1～1.2配比而成；A組分的原料按質(zhì)量份配比如下聚醚多元醇 100份；催化劑 5～12份；HFC 245fa 8～15份；硅油 2～5份；水 2～6份；有機(jī)磷化合物 5～10份；微膠囊紅磷10～24份；無機(jī)納米填充材料 10～40份；B組分的原料按質(zhì)量份配比如下異氰酸酯 100份；無機(jī)納米填充材料 10～40份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料，其特征在于所 述無機(jī)納米填充材料為納米氫氧化鎂、納米氫氧化鋁、納米級碳酸鈣、納米級滑石粉、空心 玻璃微珠、納米粘土中的一種或一種以上的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料，其特征在于所 述納米氫氧化鎂、納米氫氧化鋁、納米級碳酸鈣、納米級滑石粉、納米粘土的細(xì)度為50 200nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料，其特征在于所 述空心玻璃微珠的粒徑為5 100 u m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料，其特征在于所 述無機(jī)納米填充材料按質(zhì)量百分比配比如下納米氫氧化鎂0 90%; 納米氫氧化鋁 0 90% ； 納米粘土0 30% ；納米級硅酸鎂0 10% ； 納米級碳酸鈣0 10%; 納米級滑石粉0 10%; 空心玻璃微珠 0 10% ； 上述各原料的質(zhì)量百分比相加為100%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料，其特征在于所 述無機(jī)納米填充材料按質(zhì)量百分比配比如下納米氫氧化鎂20 35%; 納米氫氧化鋁 15 30% ； 納米粘土 35 60% ； 上述各原料的質(zhì)量百分比相加為100%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料，其特征在于所 述有機(jī)磷阻燃劑為磷酸酯、甲基膦酸二甲酯中的一種或一種以上的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料及其制備方法，其 特征在于所述催化劑為二甲基環(huán)已胺、三乙烯二胺、二乙醇胺、三乙醇胺中一種或一種以 上的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料，其特征在于所 述飾面層為大理石板材、陶瓷板材、鋁塑板或硅鈣板。
10.一種如權(quán)利要求1 9任意一項(xiàng)所述防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料的 制備方法，其特征在于按配比分別將A組分和B組分在常溫下混合均勻，用聚氨酯發(fā)泡機(jī) 將A組分和B組分直接在飾面層背面混合發(fā)泡，再通過層壓裝置壓平，使聚氨酯保溫層和飾 面層牢固結(jié)合，固化后得到防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料。
全文摘要
一種防火復(fù)合聚氨酯防水保溫裝飾一體化材料，由飾面層和聚氨酯保溫層復(fù)合而成，所述聚氨酯保溫層的配方是由A組分和B組分按質(zhì)量比1:1～1.2配比而成；A組分的原料按質(zhì)量份配比如下聚醚多元醇100份；催化劑5～12份；HFC-245fa8～15份；硅油2～5份；水2～6份；有機(jī)磷化合物5～10份；微膠囊紅磷10～24份；無機(jī)納米填充材料10～40份；B組分的原料按質(zhì)量份配比如下異氰酸酯100份；無機(jī)納米填充材料10～40份。本發(fā)明由于將紅磷類阻燃劑、磷酸酯類阻燃劑進(jìn)行復(fù)配，并特別添加有無機(jī)納米填充材料，使各種作用機(jī)理共同發(fā)生作用，可起到更好的阻燃效果，并能夠降低阻燃劑用量，不影響材料的性能。
文檔編號C08K3/26GK101935386SQ20101029810
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者徐靖, 曹海濤, 段霓華, 王政昌, 趙文龍 申請人:北京立高科技股份有限公司;北京立高防水工程有限公司