一種隔熱阻燃泡沫材料的制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及泡沫材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硅樹脂聚合物隔熱阻燃泡沫材料的制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]碳類聚合物泡沫材料具有多孔結(jié)構(gòu)的特性，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為泡孔狀，且材料內(nèi)部大部分體積為空氣所占有，具有隔熱傳導(dǎo)、吸音減震等特點(diǎn)，常用作外墻保溫復(fù)合墻體的建筑保溫材料，在西歐、北美等發(fā)達(dá)國(guó)家是建筑隔熱、保溫節(jié)能的主要材料。此外，隨著人們生活水平要求的不斷提高，對(duì)建筑保溫材料的噪音控制也逐漸提出了要求。在建筑物中，在多層密實(shí)材料中添加多孔膨脹珍珠巖等吸聲材料做成夾層結(jié)構(gòu)，會(huì)產(chǎn)生很好的隔聲效果。但作為建筑保溫材料，首先這種多孔泡沫材料自身應(yīng)具有低的熱導(dǎo)率、高的阻燃性能和自身強(qiáng)度，其次作為復(fù)合材料的夾芯結(jié)構(gòu)使用時(shí)還需要增加剛度、減輕重量。除此以外，這種泡沫材料由于其物理多孔結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成，它們極易燃燒。以聚氨酯泡沫為例，它們?cè)谌紵龝r(shí)不僅釋放大量的熱、煙，還會(huì)產(chǎn)生劇毒氣體，如HCN和CO等，導(dǎo)致慘重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，因此極大程度上限制了碳類泡沫材料的應(yīng)用。目前，建筑保溫泡沫材料的阻燃性越來越引起人們和社會(huì)各界的廣泛關(guān)注與重視。
[0003]為提高泡沫材料的阻燃性能，常在聚合物泡沫中添加阻燃劑以提高泡沫材料的阻燃性。例如，中國(guó)專利“CN102010586A”公開了一種低霧性含鹵素縮合型的磷酸酯二乙二醇氯丙基磷酸酯低聚物阻燃劑的合成方法用于聚氨酯泡沫阻燃，它采用含鹵添加型阻燃劑，產(chǎn)品燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒害的氯化氫氣體，對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生致命的影響。中國(guó)專利“CN102675851A”首先將膨脹石墨和稀釋劑制成膨脹石墨液態(tài)阻燃劑，然后將這種液態(tài)阻燃劑加入到多異氰酸酯中制得發(fā)泡聚氨酯材料。其采用可膨脹石墨作為阻燃劑，將其混入多元醇組分時(shí)會(huì)造成混合物的粘度急劇上升，并產(chǎn)生分層、沉降等問題，對(duì)產(chǎn)品的加工性能產(chǎn)生很大的影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為解決目前泡沫材料極易燃燒的問題，本發(fā)明提出了一種隔熱阻燃泡沫材料的制備方法與應(yīng)用，本發(fā)明制得的聚合物泡沫材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、隔熱、吸聲、阻燃等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種隔熱阻燃泡沫材料的制備方法為以下步驟:
(I)將聚合物開孔泡沫進(jìn)行干燥處理；
作為優(yōu)選，所述的干燥處理方法為:用乙醇進(jìn)行洗滌，然后在60°C下烘干10~15h.。
[0006]作為優(yōu)選，聚合物開孔泡沫材料孔徑大小為20pp1-30ppi，聚合物開孔泡沫材料選自碳類聚合物泡沫材中的一種；所述聚合物開孔泡沫材料更優(yōu)選為聚氨酯泡沫、三聚氰胺泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚丙烯泡沫等碳類聚合物泡沫的一種。
[0007]( 2 )制備硅樹脂/填料復(fù)合溶液； 所述的硅樹脂/填料復(fù)合溶液由下述各組份先混合，然后進(jìn)行超聲10-30min，再攪拌30-50min制成，各組份的重量份為:硅樹脂30-80份、溶劑20-70份、填料2_10份、催化劑
0.2-2 份。
[0008]攪拌速率優(yōu)選為1000-1500r/min。
[0009]硅樹脂選自具有不同側(cè)鏈和分子量的甲基硅樹脂或甲基苯基硅樹脂中的一種或幾種，其中硅樹脂R/Si ^ 1.0 ;有機(jī)硅樹脂是以-S1-O-為主鏈、側(cè)鏈帶有有機(jī)基團(tuán)的半無機(jī)半有機(jī)類型的聚合物，其主鏈的高度交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以賦予有機(jī)硅樹脂較好耐高溫性、氧化穩(wěn)定性，使其在燃燒過程中釋放熱量少、不產(chǎn)生有毒害物體。因此，采用有機(jī)硅樹脂對(duì)碳類聚合物泡沫材料進(jìn)行改性，可以提高建筑保溫材料的阻燃性能。
[0010]溶劑選自甲苯、二甲苯、正己烷、正丁醇、異丙醇的一種或多種；
催化劑選自聚醚胺，N，N- 二甲基芐胺、堿式碳酸鉛中的一種或多種；
填料為空心玻璃微珠、膨化珍珠巖、粉煤灰中的一種或多種，更優(yōu)選，填料的粒徑為
0.5-50微米，密度小于800Kg/m3。
[0011](3)將步驟(I)中處理后的干燥聚合物開孔泡沫材料全部浸入步驟(2)的硅樹脂/填料復(fù)合溶液中，先浸涂2-5min，再旋涂3_5min。
[0012]旋涂速率優(yōu)選為600-800r/min。
[0013](4)將浸潤(rùn)后的材料取出，并置于60-85°C烘箱中烘干6-10h，得到隔熱阻燃泡沫材料。
[0014]本發(fā)明為制備隔熱阻燃泡沫材料，采用具有優(yōu)異阻燃性能的硅樹脂溶液對(duì)泡沫材料進(jìn)行浸涂改性，并通過在硅樹脂溶液中添加具有隔熱、隔音等性能的空心填料，借助空心填料的低密度特性和補(bǔ)強(qiáng)作用，制得具有輕質(zhì)、高強(qiáng)的隔熱阻燃泡沫材料。同時(shí)將有機(jī)硅樹脂與功能填料復(fù)合，并在傳統(tǒng)泡沫材料表面涂覆，制備出一種具有輕質(zhì)、保溫、隔熱、阻燃的泡沫材料。
[0015]本發(fā)明的隔熱阻燃泡沫材料在隔熱、保溫、阻燃、防火等領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明采用的硅樹脂自身具有良好的耐熱無鹵阻燃性能，將泡沫材料在其溶液中浸涂，硅樹脂在泡沫材料骨架表面形成硅樹脂/填料保護(hù)層，將原先易燃的泡沫骨架結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔絕，有機(jī)硅樹脂優(yōu)異的耐高溫、阻燃等性能賦予了泡沫阻燃材料良好的耐熱、阻燃性會(huì)K ;
(2)硅樹脂溶液中添加空心納米填料，可提高聚合物泡沫材料表面硅樹脂涂層的強(qiáng)度，泡沫燃燒時(shí)結(jié)構(gòu)主體不易受到破壞，仍能保持其骨架結(jié)構(gòu)；此外，空心填料自身的空心結(jié)構(gòu)，具有保溫、吸聲等作用，結(jié)合填料的低密度特性，本發(fā)明制得的聚合物泡沫材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、隔熱、吸聲、阻燃等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0017]圖1為實(shí)施例1有機(jī)硅樹脂/填料改性聚氨酯泡沫復(fù)合材料垂直燃燒示意圖，
圖2為實(shí)施例5有機(jī)硅樹脂/填料改性聚氨酯泡沫復(fù)合材料垂直燃燒示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，實(shí)施例中所用原料均可市購(gòu)，需要說明的是，實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0019]實(shí)施例1
先將孔徑為20ppi的聚氨酯開孔泡沫(0.52g)用乙醇進(jìn)行洗滌干燥處理；取80份甲基硅樹脂(R/Si=0.8),70份甲苯溶液，10份粒徑40微米，密度500 Kg/m3的空心玻璃微珠和I份催化劑聚醚胺(D230)混合均勻，超聲lOmin，再以速率1500r/min攪拌30min制成硅樹脂/填料復(fù)合溶液。之后將干燥完的聚氨酯開孔泡沫材料浸入上述硅樹脂/填料溶液混合物中3min，將充分浸涂后的甲基硅樹脂復(fù)合泡沫材料放入旋涂機(jī)上進(jìn)行旋涂(旋涂時(shí)間5min，速率600r/min)。取出甲基娃樹脂復(fù)合泡沫材料放入烘箱，在85°C下進(jìn)行固化6h，冷卻后得到隔熱阻燃泡沫材料I。
[0020]實(shí)施例1得到的隔熱阻燃泡沫材料I的密度為298Kg/m3，壓縮強(qiáng)度3.7MPa，氧指數(shù)為31，自熄