[发明专利]三氧化二铝-聚偏氟乙烯-硅酸铝陶瓷纤维阻燃保温复合材料的制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种阻燃保温材料的制备方法，特别是涉及一种三氧化二铝-聚偏氟乙烯-硅酸铝陶瓷纤维阻燃保温复合材料的制备方法。

背景技术

自20世纪70年代起，欧美发达国家在建筑保温材料方面开展了卓有成效的工作，先后颁布了一系列建筑保温隔热标准和节能法规，限定了建筑保温材料热阻，并相应提高了建筑保温材料的防火要求。与欧美发达国家相比，中国建筑单位面积传热量高，保温材料阻燃保温性能差，建筑能耗大。

目前，保温材料正朝着高效、节能、薄层、隔热、防水和阻燃的方向发展，大力发展新型保温材料使其符合结构保温节能要求，努力提高保温效率，降低生产成本；同时保温材料优良的阻燃隔热性能日益受到关注。中国墙体保温材料主要有加气混凝土、石膏板、石膏空心条板、纸面石膏板、空心砌块、空心砖，近年来又发展了多种轻质大板结构材料，如彩钢泡沫夹芯板、岩棉及玻璃夹芯板等。但这些材料价格高，防火等级差，易吸潮、吸湿和吸水，较难在工程建设中推广应用。常用的墙体无机保温材料有水泥膨胀珍珠岩、加气混凝土块、炉渣，但这些无机材料存在韧性小、耐化学试剂腐蚀性差的缺陷；墙体有机保温材料有聚苯乙烯、聚乙烯、聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫等，这些有机保温材料重量轻、可加工性好、保温隔热效果好，但其存在变形系数大、稳定性差、耐高温性能差、防火性能差、生态环保性差的缺点。专利CN 103011690A提及以聚苯乙烯粒子、膨胀珍珠岩、玻璃微珠、无机纤维、阻燃剂热固化树脂为主要原料，将上述原料混匀后利用层压机压合到双面复合耐碱玻璃网格布上，制成一种复合外墙保温材料。该材料虽然具有良好的保温性能，但其阻燃性能欠佳，用于墙体保温阻燃材料，依然存在较大的防火安全隐患。在专利CN 101831168A中，申请人制备了一种喷涂型、高阻燃性能的聚氨酯硬泡外墙保温材料，该材料能有效起到保温阻燃的作用，但在喷涂工序中，存在对大气环境危害大的缺陷；并且以易燃的环氧氯丙烷作有机溶剂，存在较大的安全隐患，且其对生产操作人员的神经系统存在潜在危害。因而，积极研发韧性好、质量轻、物理化学性能稳定、生产工序环境危害小、阻燃保温性能优良的新型无机-有机复合材料，是推进阻燃保温材料工程化应用的重要举措。

硅酸铝陶瓷纤维是一种新型的环保保温材料，其收缩率低、耐高温氧化、物理化学性能稳定，对环境和人体无害，同时具有优良的隔音、耐水、防冻、阻燃等特性，硅酸铝陶瓷纤维用作建筑类阻燃保温材料已受到广泛关注。硅酸铝陶瓷纤维虽然具有优良的阻燃保温性能，但其纤维松散，故而其拉伸强度和弯曲强度差，继而限制了其应用。三氧化二铝是一种综合性能优良的陶瓷材料，其热稳定性好，耐化学试剂侵蚀。聚偏氟乙烯是一种综合性能优异的热塑性高分子材料，其物理化学性能稳定、耐常规酸碱侵蚀，其韧性高、抗拉伸和弯曲、力学性能优良，此外其耐热性能优良。若采用涂覆和浸渍技术，将三氧化二铝粉和聚偏氟乙烯高聚物填充到硅酸铝陶瓷纤维中，并添加适量阻燃剂，制成一种无机-有机复合材料，该复合材料将兼有三氧化二铝、聚偏氟乙烯和硅酸铝陶瓷纤维材料的优异性能，继而将表现出优良的阻燃和保温性能。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供一种三氧化二铝-聚偏氟乙烯-硅酸铝陶瓷纤维阻燃保温复合材料的制备方法。该发明具有阻燃保温性能优良、简单易行和操作简便的优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三氧化二铝-聚偏氟乙烯-硅酸铝陶瓷纤维阻燃保温复合材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

（1）三氧化二铝-聚偏氟乙烯-磷酸乙酯混合溶液的配制：

①所用化学原料：

化学原料包括：N,N-二甲基乙酰胺、聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、磷酸乙酯、三氧化二铝粉，三氧化二铝粉的平均粒径为1.5μm，上述各原料用量有如下质量比例关系：

N,N-二甲基乙酰胺：聚偏氟乙烯：磷酸乙酯：聚乙烯吡咯烷酮：三氧化二铝粉 = 50：5~7：3：0.3~0.5：3~5；

②三氧化二铝-聚偏氟乙烯-磷酸乙酯混合溶液的配制过程：

a.上述各种化学原料的加入顺序是：首先加入N,N-二甲基乙酰胺，然后加入聚偏氟乙烯和磷酸乙酯，待聚偏氟乙烯溶解并与磷酸乙酯充分混合后再加入聚乙烯吡咯烷酮，最后加入三氧化二铝粉；