一种防火保温复合轻质板材及其制备方法
【专利摘要】本发明属于复合防火保温材料【技术领域】，涉及一种复合轻质板材及其制备方法，该复合轻质材料包括若干层交替铺放的结构针刺纤维毡层和热固性酚醛树脂层，其中复合轻质板材的最上层和最下层为热固性酚醛树脂层。与现有保温材料相比，本发明提供的防火保温复合轻质板材质轻而强度高，防水性好，防火保温隔音性能好；并克服了现有保温材料易燃、易粉化、脆性大的缺点，还提高了产品的压缩强度，施工方便。
【专利说明】一种防火保温复合轻质板材及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于复合防火保温材料【技术领域】，涉及一种复合轻质板材及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，我国因保温材料引发的火灾时有所闻，且频率和人员财产的巨大损失触目惊心。纵观保温市场，目前普遍使用的保温材料主要有膨胀聚苯乙烯泡沫(EPS)、挤塑聚苯乙烯泡沫(XPS)、聚氨酯泡沫(PU)等。EPS、XPS、TO均属有机保温材料，质轻、保温、隔热性好，但是防火、安全性差，易老化、易燃烧。即使是电焊产生的火星，也能使这些保温材料起火。燃烧时烟雾大、毒性大。特别是EPS泡沫、XPS泡沫，耐火性极差，在80°C以上就软化变形熔融滴落。不仅造成巨大的环境污染，给火灾的救援工作带来极大的不便，而且危及住户和消防员的生命安全。正因为此，在欧美等发达国家，对重要建筑、高层建筑进行外墙保温，一般都要求对保温系统和绝热材料作燃烧性能及耐火极限试验，且分为若干等级。不同等级的系统和材料适用不同范围的建筑防火要求。到目前为止，EPS板薄抹灰外墙保温系统由于涉及严重防火问题，在美国有20多个州禁止使用；在英国，18米以上建筑不允许使用EPS板薄抹灰外墙保温系统；在德国，22米以上建筑不允许使用EPS板薄抹灰外墙保温系统。
[0003]2009年9月25日，公安部、住房和城乡建设部联合制定了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》，该文规定:民用建筑高度大于等于100米、其它民用建筑大于等于50米、幕墙式建筑高于24米时，保温材料的燃烧性能应为A级；小于上述高度时，应设立防火隔离带。这给国内的酚醛生产厂家带来巨大的市场。酚醛发泡板质轻、导热系数低，但易粉化、脆性大、施工不便，另外，为了使高温发泡后化学成分充分挥发，保持板材尺寸稳定，新生产的酚醛板一般要后熟化21天才可使用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有保温材料的不足，提供一种防火保温复合轻质板材及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种复合轻质板材，其包括若干层交替铺放的针刺纤维毡层和热固性酚醛树脂层，其中复合轻质板材的最上层和最下层为热固性酚醛树脂层。
[0007]所述的针刺纤维毡层的层数为2?15层。
[0008]所述的酚醛树脂与针刺纤维毡的质量比为100: (55?185)。
[0009]所述的复合轻质板材由热固性酚醛树脂浸润针刺纤维毡经模压而成，其中所述的浸润是常温自然浸润，无需加热或加压。
[0010]所述的复合轻质板材的密度为150?350kg/m3,总体厚度为20?60mm,导热系数为 0.038 ?0.046W/ (m.k)，压缩强度为 0.17 ?0.55Mpa。
[0011]所述的热固性酚醛树脂为2127型酚醛树脂、2130型酚醛树脂或硼酚醛树脂。
[0012]所述的2127型酚醛树脂溶于乙醇中，浓度为70?80%。
[0013]所述的2130型酚醛树脂溶于乙醇中，浓度为70?80%。
[0014]所述的硼酚醛树脂溶于乙二醇中，浓度为65?80%。
[0015]所述的纤维针刺毡为玻璃纤维针刺毡、玄武岩纤维针刺毡或碳纤维针刺毡。
[0016]所述的纤维针刺毡是纤维经梳理、开松、交叉铺网，针刺而成，要求蓬松度高，厚度为3?20mm,体积密度为100?200kg/m3。
[0017]一种上述的复合轻质板材的制备方法，包括以下步骤:
[0018](1)在操作平台上铺一层聚四氟乙烯脱模纸，均匀地喷涂上酚醛树脂，然后按0?90度角铺一层针刺纤维毡，再均匀地喷涂上酚醛树脂，0?90度角铺一层针刺纤维毡，依次类推，最后在针刺纤维毡上再均匀地喷涂上酚醛树脂，盖上一层聚四氟乙烯脱模纸；
[0019](2)把步骤(1)中铺放好的多层材料放到平板硫化机上进行模压；
[0020](3)固化成型后，无需冷压，直接退模，切割。
[0021]所述的步骤(1)中，针刺纤维毡的层数为2?15层；酚醛树脂与针刺纤维毡的质量比为100:(55?185)。
[0022]所述的步骤(1)中，每层酚醛树脂的喷涂量为140?2700g/m2。
[0023]所述的步骤(2)中的模压分为三个阶段:(a)升温至100?120°C，压力1?2Mpa，保压25?35min ;(b)升温至135?150°C，压力2?3Mpa，保压30?60min ;(c)升温至165 ?180°C，压力 3 ?5Mpa，保压 60 ?120min。
[0024]所述的步骤(2)中，模压时，平板硫化机的左右两边加限位块，限位块尺寸为2500mmX100mmX (20 ?60mm)。
[0025]与现有保温材料相比，本发明提供的防火保温复合轻质板材的优点是:
[0026]1.本发明提供的防火保温复合轻质板材质轻而强度高，防水性好，防火保温隔音性能好；
[0027]2.本发明提供的防火保温复合轻质板材克服了现有保温材料易燃、易粉化、脆性大的缺点，提闻了广品品质；
[0028]3.本发明提供的防火保温复合轻质板材提高了产品的压缩强度，施工方便，用户易于接受。
【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例来具体说明本发明。以下实施例中的酚醛树脂购自无锡明洋粘结材料有限公司。
[0030]实施例1
[0031]第一步:在操作平台上铺一层聚四氟乙烯脱模纸，采用上海良时喷涂设备有限公司的LGPQ12CB型高压无气喷涂机均匀地喷涂上溶于乙醇中，浓度为70%的2127型酚醛树月旨，每层酚醛树脂的喷涂量为141g/m2，然后按0度角铺一层玻璃纤维针刺毡，再均匀地喷涂上2127型酚醛树脂，0度角铺一层玻璃纤维针刺毡，依次类推，直至所有的玻璃纤维针刺毡铺设完毕，再均匀地喷涂上2127型酚醛树脂，盖上一层脱模纸。玻璃纤维针刺毡的层数为7层，厚度为3mm，体积密度为100kg/m3。2127型酚醛树脂与玻璃纤维针刺毡的质量比为100:185。
[0032]第二步:把2127型酚醛树脂浸润后的玻璃纤维针刺毡平放到上海齐才液压机械有限公司的XLB-2500X 1300X 1型平板硫化机上进行模压，左右两边加限位块，限位块的尺寸为2500_X100_X20mm。模压分为三个阶段:(1)升温至100°C，压力IMpa，保压25min ;(2)升温至 135°C，压力 2Mpa，保压 30min ;(3)升温至 170°C，压力 3Mpa，保压 60min。
[0033]第三步:固化成型后，无需冷压，直接退模切割成所需尺寸。
[0034]根据标准GB8624-2006、GB/T10294-2008、GB/T6343-2009、GB/T8813-2008 经检测该防火保温复合轻质板材的燃烧等级为B级，导热系数为0.042W/ (m*k)，厚度为20mm，表观密度为150kg/m3，压缩强度为0.17Mpa0符合国家对防火保温材料基本性能的要求。
[0035]实施例2
[0036]第一步:在操作平台上铺一层聚四氟乙烯脱模纸，采用上海良时喷涂设备有限公司的LGPQ12CB型高压无气喷涂机均匀地喷涂上溶于乙醇中，浓度为70%的2130型酚醛树月旨，每层酚醛树脂的喷涂量为1600g/m2，然后按0度角铺一层碳纤维针刺毡，再均匀地喷涂上2130型酚醛树脂，90度角铺一层碳纤维针刺毡，依次类推，直至所有的碳纤维针刺毡铺设完毕，再均匀地喷涂上2130型酚醛树脂，盖上一层脱模纸。碳纤维针刺毡的层数为4层，厚度为10mm，体积密度为110kg/m3。2130型酚醛树脂与碳纤维针刺毡的质量比为100:55。
[0037]第二步:把2130型酚醛树脂浸润后的碳纤维针刺毡平放到上海齐才液压机械有限公司的XLB-2500X 1300X 1型平板硫化机上进行模压，两边加限位块，限位块的尺寸为2500mmX 100mmX40mm。模压分为三个阶段:(1)升温至100°C，压力IMpa，保压35min ; (2)升温至140°C，压力3Mpa，保压60min ;(3)升温至165°C，压力5Mpa，保压120min。
[0038]第三步:固化成型后，无需冷压，直接退模切割成所需尺寸。
[0039]根据标准GB8624-2006、GB/T10294-2008、GB/T6343-2009、GB/T8813-2008 经检测该防火保温复合轻质板材的燃烧等级为B级，导热系数为0.046W/ (m*k)，厚度为40mm，表观密度为260kg/m3，压缩强度为0.55Mpa。符合国家对防火保温材料基本性能的要求。
[0040]实施例3
[0041]第一步:在操作平台上铺一层聚四氟乙烯脱模纸，采用上海良时喷涂设备有限公司的LGPQ12CB型高压无气喷涂机均匀地喷涂上溶于乙醇中，浓度为80%的2127型酚醛树月旨，每层酚醛树脂的喷涂量为2667g/m2，然后按0度角铺一层玄武岩纤维针刺毡，再均匀地喷涂上2127型酚醛树脂，45度角铺一层玄武岩纤维针刺毡，依次类推，直至所有的玄武岩纤维针刺毡铺设完毕，再均匀地喷涂上2127型酚醛树脂，盖上一层脱模纸。玄武岩纤维针刺毡的层数为2层，厚度为20_，体积密度为200kg/m3。2127型酚醛树脂与玄武岩纤维针刺毡的质量比为100:100。
[0042]第二步:把2127型酚醛树脂浸润后的玄武岩纤维针刺毡平放到上海齐才液压机械有限公司的XLB-2500X 1300X1型平板硫化机上进行模压，两边加限位块，限位块的尺寸为2500_X100_X40mm。模压分为三个阶段:(1)升温至110°C，压力2Mpa，保压30min ；
(2)升温至140°C，压力3Mpa，保压45min ;(3)升温至170°C，压力3Mpa，保压90min。
[0043]第三步:固化成型后，无需冷压，直接退模切割成所需尺寸。
[0044]根据标准GB8624-2006、GB/T10294-2008、GB/T6343-2009、GB/T8813-2008 经检测该防火保温复合轻质板材的燃烧等级为B级，导热系数为0.038W/ (m*k)，厚度为40mm，表观密度为350kg/m3，压缩强度为0.53Mpa。符合国家对防火保温材料基本性能的要求。
[0045]实施例4
[0046]第一步:在操作平台上铺一层聚四氟乙烯脱模纸，采用上海良时喷涂设备有限公司的LGPQ12CB型高压无气喷涂机均匀地喷涂上溶于乙醇中，浓度为80%的2130型酚醛树月旨，每层酚醛树脂的喷涂量为412.5g/m2，然后按0度角铺一层碳纤维针刺毡，再均匀地喷涂上2130型酚醛树脂，60度角铺一层碳纤维针刺毡，依次类推，直至所有的碳纤维针刺毡铺设完毕，再均匀地喷涂上2130型酚醛树脂，盖上一层脱模纸。碳纤维针刺毡的层数为15层，厚度为4mm，体积密度为110kg/m3。2130型酚醛树脂与碳纤维针刺毡的质量比为100:100。
[0047]第二步:把2130型酚醛树脂浸润后的碳纤维针刺毡平放到上海齐才液压机械有限公司的XLB-2500X 1300X 1型平板硫化机上进行模压，两边加限位块，限位块的尺寸为2500mmX 100mmX60mm。模压分为三个阶段:(1)升温至110°C，压力IMpa，保压30min ; (2)升温至140°C，压力3Mpa，保压60min ；(3)升温至175°C，压力5Mpa，保压120min。
[0048]第三步:固化成型后，无需冷压，直接退模切割成所需尺寸。
[0049]根据标准GB8624-2006、GB/T10294-2008、GB/T6343-2009、GB/T8813-2008 经检测该防火保温复合轻质板材的燃烧等级为B级，导热系数为0.042W/ (m*k),厚度为60mm,表观密度为192kg/m3，压缩强度为0.55Mpa。符合国家对防火保温材料基本性能的要求。
[0050]实施例5
[0051]第一步:在操作平台上铺一层聚四氟乙烯脱模纸，采用上海良时喷涂设备有限公司的LGPQ12CB型高压无气喷涂机均匀地喷涂上溶于乙二醇中，浓度为65%的硼酚醛树脂，每层酚醛树脂的喷涂量为1250g/m2，然后按0度角铺一层玻璃纤维针刺毡，再均匀地喷涂上硼酚醛树脂，30度角铺一层玻璃纤维针刺毡，依次类推，直至所有的玻璃纤维针刺毡铺设完毕，再均匀地喷涂上硼酚醛树脂，盖上一层脱模纸。玻璃纤维针刺毡的层数为2层，厚度为10mm，体积密度为150kg/m3。硼酚醛树脂与玻璃纤维针刺毡的质量比为100:80。
[0052]第二步:把硼酚醛树脂浸润后的玻璃纤维针刺毡平放到上海齐才液压机械有限公司的XLB-2500X 1300X1型平板硫化机上进行模压，两边加限位块，限位块的尺寸为2500mmX 100mmX 20mm。模压分为三个阶段:(1)升温至120°C，压力IMpa，保压35min ; (2)升温至150°C，压力3Mpa，保压60min ;(3)升温至180°C，压力4Mpa，保压120min。
[0053]第三步:固化成型后，无需冷压，直接退模切割成所需尺寸。
[0054]根据标准GB8624-2006、GB/T10294-2008、GB/T6343-2009、GB/T8813-2008 经检测该防火保温复合轻质板材的燃烧等级为B级，导热系数为0.040W/ (m*k)，厚度为40mm，表观密度为291kg/m3，压缩强度为0.53Mpa。符合国家对防火保温材料基本性能的要求。
[0055]实施例6
[0056]第一步:在操作平台上铺一层聚四氟乙烯脱模纸，采用上海良时喷涂设备有限公司的LGPQ12CB型高压无气喷涂机均匀地喷涂上溶于乙二醇中，浓度为70%的硼酚醛树脂，每层酚醛树脂的喷涂量为500g/m2，然后按0度角铺一层玄武岩纤维针刺毡，再均匀地喷涂上硼酚醛树脂，90度角铺一层玄武岩纤维针刺毡，依次类推，直至所有的玄武岩纤维针刺毡铺设完毕，再均匀地喷涂上硼酚醛树脂，盖上一层脱模纸。玄武岩纤维针刺毡的层数为5层，厚度为6mm，体积密度为100kg/m3。硼酚醛树脂与玻璃纤维针刺毡的质量比为100:100。
[0057]第二步:把硼酚醛树脂浸润后的玄武岩纤维针刺毡平放到上海齐才液压机械有限公司的XLB-2500X 1300X 1型平板硫化机上进行模压，两边加限位块，限位块的尺寸为2500mmX 100mmX 30mm。模压分为三个阶段:(1)升温至120°C，压力IMpa，保压30min ; (2)升温至145°C，压力2Mpa，保压60min ;(3)升温至180°C，压力5Mpa，保压120min。
[0058]第三步:固化成型后，无需冷压，直接退模切割成所需尺寸。
[0059]根据标准GB8624-2006、GB/T10294-2008、GB/T6343-2009、GB/T8813-2008 经检测该防火保温复合轻质板材的燃烧等级为B级，导热系数为0.041W/ (m*k)，厚度为30mm，表观密度为175kg/m3，压缩强度为0.5IMpa0符合国家对防火保温材料基本性能的要求。
[0060]实施例7
[0061]第一步:在操作平台上铺一层聚四氟乙烯脱模纸，采用上海良时喷涂设备有限公司的LGPQ12CB型高压无气喷涂机均匀地喷涂上溶于乙二醇中，浓度为80%的硼酚醛树脂，每层酚醛树脂的喷涂量为658g/m2，然后按0度角铺一层玻璃纤维针刺毡，再均匀地喷涂上硼酚醛树脂，60度角铺一层玻璃纤维针刺毡，依次类推，直至所有的玻璃纤维针刺毡铺设完毕，再均匀地喷涂上硼酚醛树脂，盖上一层脱模纸。玻璃纤维针刺毡的层数为6层，厚度为8mm，体积密度为120kg/m3。硼酚醛树脂与玻璃纤维针刺毡的质量比为100:125。
[0062]第二步:把硼酚醛树脂浸润后的玻璃纤维针刺毡平放到上海齐才液压机械有限公司的XLB-2500X 1300X1型平板硫化机上进行模压，两边加限位块，限位块的尺寸为2500mmX 100mmX50mm。模压分为三个阶段:(1)升温至120°C，压力2Mpa，保压30min ;(2)升温至150°C，压力3Mpa，保压60min ;(3)升温至175°C，压力4Mpa，保压90min。
[0063]第三步:固化成型后，无需冷压，直接退模切割成所需尺寸。
[0064]根据标准GB8624-2006、GB/T10294-2008、GB/T6343-2009、GB/T8813-2008 经检测该防火保温复合轻质板材的燃烧等级为B级，导热系数为0.042W/ (m*k)，厚度为50mm，表观密度为184kg/m3，压缩强度为0.48Mpa。符合国家对防火保温材料基本性能的要求。
[0065]上述的对实施例的描述是为便于该【技术领域】的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种复合轻质板材，其特征在于:包括若干层交替铺放的针刺纤维毡层和热固性酚醛树脂层，其中复合轻质板材的最上层和最下层为热固性酚醛树脂层。
2.根据权利要求1所述的复合轻质板材，其特征在于:所述的针刺纤维毡层的层数为2?15层； 酚醛树脂与针刺纤维毡的质量比为100:(55?185)。
3.根据权利要求1所述的复合轻质板材,其特征在于:所述的复合轻质板材由热固性酚醛树脂浸润针刺纤维毡经模压而成，其中所述的浸润是常温自然浸润。
4.根据权利要求1所述的复合轻质板材,其特征在于:所述的复合轻质板材的密度为150?350kg/m3,总体厚度为20?60mm,导热系数为0.038?0.046W/ Cm.k),压缩强度为 0.17 ?0.55Mpa。
5.根据权利要求1所述的复合轻质板材，其特征在于:所述的热固性酚醛树脂为2127型酚醛树脂、2130型酚醛树脂或硼酚醛树脂； 其中，所述的2127型酚醛树脂溶于乙醇中，浓度为70?80% ； 所述的2130型酚醛树脂溶于乙醇中，浓度为70?80% ； 所述的硼酚醛树脂溶于乙二醇中，浓度为65?80%。
6.根据权利要求1所述的复合轻质板材，其特征在于:所述的纤维针刺毡为玻璃纤维针刺毡、玄武岩纤维针刺毡或碳纤维针刺毡。
7.根据权利要求1所述的复合轻质板材，其特征在于:所述的纤维针刺毡的厚度为3?20mm,体积密度为100?200kg/m3。
8.—种权利要求1-7中任一所述的复合轻质板材的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)在操作平台上铺一层聚四氟乙烯脱模纸，均匀地喷涂上酚醛树脂，然后按O?90度角铺一层针刺纤维毡，再均匀地喷涂上酚醛树脂，O?90度角铺一层针刺纤维毡，依次类推，最后在针刺纤维毡上再均匀地喷涂上酚醛树脂，盖上一层聚四氟乙烯脱模纸； (2)把步骤(I)中铺放好的多层材料放到平板硫化机上进行模压； (3)固化成型后，无需冷压，直接退模，切割。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于:所述的步骤(I)中，每层酚醛树脂的喷涂量为140?2700g/m2。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于:所述的步骤(2)中的模压分为三个阶段:(a)升温至100?120°C，压力I?2Mpa，保压25?35min ;(b)升温至135?150°C，压力2?3Mpa，保压30?60min ;(c)升温至165?180°C，压力3?5Mpa，保压60?120min ； 或所述的步骤(2)中，模压时，平板硫化机的左右两边加限位块，限位块尺寸为2500mmX1OOmmX (20 ?60mm)。
【文档编号】B32B5/02GK104249496SQ201310259960
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月26日 优先权日:2013年6月26日
【发明者】杨桂生, 丁先锋 申请人:上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司