發(fā)泡聚苯乙烯保溫材料用抗火涂覆液及涂覆工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種抗火涂覆液及涂覆工藝，具體涉及一種發(fā)泡聚苯乙烯保溫材料用 抗火涂覆液及涂覆工藝，屬于保溫防火建材技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 建筑節(jié)能在節(jié)約能源的系統(tǒng)工程中占有舉足輕重的地位，隨著我國建筑節(jié)能工作 的不斷深入，外墻保溫的建筑節(jié)能方式日漸普及。聚苯乙烯泡沫保溫板（簡稱：聚苯板、EPS 板）因其成本及性能上的優(yōu)勢，目前占到外保溫材料80%的市場份額。據(jù)可靠情報顯示，該 保溫材料將會在未來一段時期內(nèi)成為中國外墻保溫市場的主導(dǎo)材料。
[0003] 然而，EPS板屬于易燃有機類保溫材料，在我國近幾年大規(guī)模的易燃有機保溫材料 的使用卻引發(fā)了建筑火災(zāi)的頻頻發(fā)生。我國在2012年就外保溫材料防火安全問題的防范 上新推出了國標(biāo)GB8624-2012《建筑材料的燃燒等級分級》及GBT29416-2012《建筑外墻 外保溫系統(tǒng)的防火性能試驗方法》。在新國標(biāo)的規(guī)定要求下，市場上原有聚苯乙烯保溫板并 不能滿足規(guī)范要求，在實際外墻應(yīng)用中具有較高的火災(zāi)安全隱患。
[0004] 熱固改性聚苯乙烯泡沫防火保溫板（簡稱：熱固改性EPS防火保溫板）是在上述 背景下研發(fā)成功并已具備量產(chǎn)能力的新一代防火保溫材料。這類材料目前沒有公認(rèn)并統(tǒng)一 的名稱，"熱固改性EPS防火保溫板"是總結(jié)這類材料的構(gòu)成和工藝給出的名稱。該類材料 的防火原理是采用熱固性高分子樹脂材料對EPS表面進(jìn)行包覆處理，運用熱固型高分子 對EPS顆粒微觀隔離從而達(dá)到防火分區(qū)的目的，該類材料由于采用熱固型高分子，遇火焰 能形成隔火斷熱的連續(xù)蜂窩狀結(jié)構(gòu)，從而防止火焰蔓延串燒，達(dá)到"準(zhǔn)不燃"的防火效果。
[0005] 熱固改性EPS防火保溫板的常見生產(chǎn)工藝流程如下：
[0006] 預(yù)發(fā)一陳化一包膜一表面烘干一模壓成型一后熟化一裁切一成品。
[0007] 針對上述材料及工藝的研宄國內(nèi)已有多家公司或機構(gòu)發(fā)表了專利闡述，如亞士 創(chuàng)能科技（上海）股份有限公司發(fā)表的專利《防火組合物及防火保溫板》（專利【申請?zhí)枴?201210425707. 8)、河南鋁城聚能實業(yè)有限公司發(fā)表的專利《聚苯乙烯復(fù)合保溫材料及保溫 板的制備方法》（專利【申請?zhí)枴?01310014571. 6)、青島海諾中天節(jié)能科技有限公司發(fā)表的專 利《一種用于包裹聚苯乙烯顆粒的無機阻燃劑》（專利【申請?zhí)枴?01210594780. 8)等這對上 述工藝及材料與阻燃方式進(jìn)行了闡述。
[0008] 但是，各專利中對EPS保溫板的阻燃防火處理中都集中在了包覆劑或稱包覆防火 組合物的研宄上，即工藝上的改變而達(dá)到防火目的，并未提及該包覆防火組合物是如何影 響并控制易燃EPS的燃燒行為的。這樣做的結(jié)果微觀看會導(dǎo)致不燃層總是不燃、可燃層依 舊燃燒的兩極分化現(xiàn)象，宏觀上看按國標(biāo)GB8624-2012《建筑材料的燃燒等級分級》中規(guī)定 的氧指數(shù)、燃燒增長速率指數(shù)、600s的總放熱量等指標(biāo)無法達(dá)到，造成制品依舊不符合國標(biāo) 的要求。除非在制品中將包覆防火組合物用量增大，使其用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于EPS顆粒的重量，這 樣做會造成制品的容重增高、保溫性能下降，更為糟糕的是該種做法無法實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè) 化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)泡聚苯乙烯保溫材料用抗 火涂覆液，該抗火涂覆液不僅能夠使最終制品在較低容重（低于30Kg/m3)下就能達(dá)到國標(biāo) GB8624-2012《建筑材料的燃燒等級分級》中規(guī)定的B1級指標(biāo)的特征，而且能夠使最終制品 不需再做任何復(fù)合處理就能達(dá)到國標(biāo)GBT29416-2012《建筑外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能試 驗方法》中規(guī)定的可安全使用的標(biāo)準(zhǔn)，同時可實現(xiàn)發(fā)泡聚苯乙烯保溫材料大規(guī)模工業(yè)化生 產(chǎn)。
[0010] 為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0011] 一種發(fā)泡聚苯乙烯保溫材料用抗火涂覆液，其特征在于，前述抗火涂覆液包括：第 一混合物和第二混合物，其中，
[0012] 前述第一混合物由以下重量份數(shù)的組份構(gòu)成：
[0013] 液態(tài)有機磷系阻燃劑 60-80%、
[0014] 固態(tài)有機磷系阻燃劑 20-40%、
[0015] EPS低溫轉(zhuǎn)化成碳催化劑0-10% ;
[0016] 前述第二混合物由甲、乙兩種組份構(gòu)成，前述甲、乙兩種組份在使用時才混合，其 中，
[0017] 前述甲組份由以下重量份數(shù)的組份構(gòu)成：
[0018] 熱固性液態(tài)環(huán)氧樹脂50-60%、
[0019] 環(huán)氧活性稀釋劑 10-20%、
[0020] 氫氧化鋁填料 20-30%，
[0021] 前述乙組份為環(huán)氧樹脂固化劑。
[0022] 前述的發(fā)泡聚苯乙烯保溫材料用抗火涂覆液，其特征在于，前述液態(tài)有機磷系阻 燃劑為甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、丙基膦酸二甲酯、環(huán)氧磷酸酯中的一種或多種。
[0023] 前述的發(fā)泡聚苯乙烯保溫材料用抗火涂覆液，其特征在于，前述固態(tài)有機磷系 阻燃劑為間苯二酚雙[二（2, 6-二甲基苯基）磷酸酯]、1-氧-4-羥甲基_2,6,7_三氧 雜-1-磷雜雙環(huán)[2, 2, 2]辛烷、對亞聯(lián)苯基四苯基雙磷酸酯中的一種或多種。
[0024] 前述的發(fā)泡聚苯乙烯保溫材料用抗火涂覆液，其特征在于，前述EPS低溫轉(zhuǎn)化成 碳催化劑的組成為：具有納米尺寸的三氧化二鏑、四氧化三鐵、二氧化鈦、磷鎢酸銫、HZSM-5 型分子篩中的一種或多種。
[0025] 前述的發(fā)泡聚苯乙烯保溫材料用抗火涂覆液，其特征在于，前述熱固性液態(tài)環(huán)氧 樹脂為液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹脂。
[0026] 前述的發(fā)泡聚苯乙烯保溫材料用抗火涂覆液，其特征在于，前述環(huán)氧活性稀釋劑 為苯基縮水甘油醚、芐基縮水甘油醚、環(huán)氧丙烷鄰甲苯基醚中的一種或多種。
[0027] 前述的發(fā)泡聚苯乙烯保溫材料用抗火涂覆液，其特征在于，前述環(huán)氧樹脂固化劑 為低分子聚酰胺、端氨基聚醚、2,4,6_三（二甲胺基甲基）苯酚、聚硫醇中的一種或多種。
[0028] 將前述的抗火涂覆液涂覆在發(fā)泡聚苯乙烯保溫材料上的工藝，其特征在于，包括 以下步驟：
[0029] 第一次混料：在EPS顆粒包膜前，取預(yù)發(fā)好的EPS顆粒，將第一混合物與EPS顆粒 混合在一起，并通過攪拌的方式將第一混合物均勻涂覆于EPS顆粒的表面；
[0030] 第二次混料：第一次混料完成后，將第二混合物中的甲、乙兩種組份預(yù)先混合均 勻，然后添加到經(jīng)過第一次混料后獲得的EPS顆粒中，并通過攪拌的方式將第二混合物均 勻涂覆于前述EPS顆粒的表面。
[0031] 前述的涂覆工藝，其特征在于，在第一次混料中，前述第一混合物與預(yù)發(fā)好的EPS 顆粒的混合比例為3g:10g。
[0032] 前述的涂覆工藝，其特征在于，在第二次混料中，前述第二混合物中的甲、乙兩種 組份的混合比例為5g:3g，前述第二混合物與預(yù)發(fā)好的EPS顆粒的混合比例為7g:10g。
[0033] 本發(fā)明的有益之處在于：
[0034] (1)本發(fā)明的抗火涂覆液，不僅能夠使最終制品在較低容重（低于30Kg/m3)下就 能達(dá)到國標(biāo)GB8624-2012《建筑材料的燃燒等級分級》中規(guī)定的B1級指標(biāo)的特征，而且能 夠使最終制品不需再做任何復(fù)合處理就能達(dá)到國標(biāo)GBT29416-2012《建筑外墻外保溫系統(tǒng) 的防火性能試驗方法》中規(guī)定的可安全使用的標(biāo)準(zhǔn)，同時可實現(xiàn)發(fā)泡聚苯乙烯保溫材料大 規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0035] (2)第一混合物是針對EPS顆粒進(jìn)行的阻燃設(shè)計，且全部采用促進(jìn)成碳性的有機 磷系阻燃劑，而非傳統(tǒng)的只具滅焰功能的溴系阻燃劑，阻燃劑成份直接作用于EPS顆粒的 表面，而非混合在樹脂組份中，采用本發(fā)明給出的阻燃體系可有效抑制EPS的熱分解、熱 解聚、熱消除反應(yīng)，提高阻燃防火作用明顯。
[0036] (3)在第一混合物中添加EPS低溫轉(zhuǎn)化成碳催化劑，可促進(jìn)EPS的交聯(lián)、環(huán)化反應(yīng)， 進(jìn)而提高EPS的殘?zhí)柯?，最終提高熱固性樹脂燃燒后形成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的強度，這種效應(yīng) 可視為協(xié)同阻燃防火效應(yīng)，即達(dá)到抗火效果。
[0037] (4)在第二混合物中，熱固性樹脂選擇的是熱固性液態(tài)環(huán)氧樹脂，該體系不含有任 何有機溶劑和水，因而生產(chǎn)過程中沒有有機揮發(fā)物，對環(huán)境及人體無害，是一種綠色生產(chǎn)工 〇
[0038] (5)在第二混合物中，環(huán)氧樹脂固化劑配套樹脂體系固化反應(yīng)較靈活，可以準(zhǔn)確控 制固化時間從15秒至40分鐘之間，這樣做的目的是容易配套現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備，不需對設(shè)備進(jìn) 行任何改造。
[0039] (6)在第二混合物中，環(huán)氧樹脂固化劑是中性的，而傳統(tǒng)酚醛樹脂固化劑是酸性 的，應(yīng)用于外墻保溫工程時，酸性的保溫板會腐蝕鋼筋、混凝土結(jié)構(gòu)，而中性的保溫板則避 免了腐蝕的發(fā)生，所以在外墻保溫工程中采用環(huán)氧體系會優(yōu)于酚醛體系。
【具體實施方式】
[0040] 以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。
[0041] 制作第二混合物：
[0042] (1)甲組份：
[0043] 液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹脂60g
[0044] 苯基縮水甘油醚10g
[0045] 氫氧化鋁填料30g
[0046] (2)乙組份：
[0047] 低分子聚酰胺54g
[0048] 2,4,6_三（二甲胺基甲基）苯酚6g
[0049] 制作過程：
[0050] 取液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹脂（熱固性液態(tài)環(huán)氧樹脂）60. 00g，加入苯基縮水甘油醚 (環(huán)氧活性稀釋劑）10. 〇〇g，攪拌均勻后，加入氫氧化鋁粉體（氫氧化鋁填料）30. 00g，繼續(xù) 攪拌均勻即得甲組份；
[0051] 在另一容器中取低分子聚酰胺54. 00g，加入2,4,6_三（二甲胺基甲基）苯酚 (DMP-30)6. 00g，攪拌均勻后即得乙組份；
[0052] 使用前將上述甲組分和乙組份混合攪拌均勻即為最終的第二混合物。
[0053] 需要說明的是，經(jīng)試驗驗證：
[0054] (1)環(huán)氧活性稀釋劑使用苯基縮水甘油醚、芐基縮水甘油醚、環(huán)氧丙烷鄰甲苯基醚 中的一種或多種時，所獲得的產(chǎn)品的效果接近；
[0055] (2)環(huán)氧樹脂固化劑使用低分子聚酰胺、端氨基聚醚、2,4,6_三（二甲胺基甲基） 苯酚、聚硫醇中的一種或多種時，所獲得的產(chǎn)品的效果接近。
[0056] 實施例1
[0057] 制作第一混合物：取甲基膦酸二甲酯（DMMP)60. 00g，加入間苯二酚雙[二 (2, 6-二甲基苯基）磷酸酯](PX200) 30. 00g，常溫下攪拌直至固體阻燃劑全部溶解即得第 一混合物。
[0058] 取預(yù)發(fā)好的EPS珠粒100. 00g(松散密度15Kg/m3)，加入第一混合物30. 00g，攪拌 包覆均勻；之后加入第二混合物70. 00g，再次攪拌包覆均勻后，于50-55°C低溫烘干即得阻 燃熱固包覆EPS珠粒。
[0059] 該珠粒按常規(guī)模壓打板工藝成型后，得容重30Kg/m3的EPS板材，其極限氧指數(shù) (L0I值）28. 5〇
[0060] 實施例2
[0061] 制作第一混合物：取乙基膦酸二乙酯（DEEP)60.00g，加入間苯二酚雙[二 (2, 6-二甲基苯基）磷酸酯](PX200) 30. 00g，常溫下攪拌直至固體阻燃劑全部溶解即得第 一混合物。
[0062] 取預(yù)發(fā)好的EPS珠粒100. 00g(松散密度15Kg/m3)，加入第一混合物30. 00g，攪拌 包覆均勻；之后加入第二混合物70. 00g，再次攪拌包覆均勻后，于50-55°C低溫烘干即得阻 燃熱固包覆EPS珠粒。
[0063] 該珠粒按常規(guī)模壓打板工藝