一种可弯曲环氧树脂防火板及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可弯曲环氧树脂防火板及制备方法。所述环氧树脂防火板是由包括以下组分的原料制备而得：各组分按重量份数计，环氧树脂100重量份；阻燃剂250‑1000重量份；二氧化钛50‑300重量份；硼酸锌12‑100重量份；微球发泡剂5‑60重量份；可膨胀石墨5‑100重量份；耐火纤维40‑250重量份；稀释剂5‑70重量份；固化剂30‑300重量份。本发明专利技术制得的环氧防火板具有弯曲性，可适应不同形状器材；而环氧防火板室温固化的特点可以实现预先制备环氧防火板，加快施工进度。并且工艺简单，易实现工业化。无溶剂，环保安全。

【技术实现步骤摘要】
一种可弯曲环氧树脂防火板及制备方法
本专利技术涉及防火材料
，进一步地说，是涉及一种可弯曲环氧树脂防火板及制备方法。
技术介绍
火的利用与控制水平是人类文明程度的标志，火的使用使原始人茹毛饮血的时代迈入人类文明时期，但火的控制失效给人类生命造成极大的创伤和财产损失。防火阻燃是人类技术进步永久的主题，随着社会文明的进步，建筑设施更加多样化，尤其是钢结构建筑近年来的迅猛发展使得防火问题更加紧迫，超薄型防火涂料是解决该问题的有效手段，也是阻燃领域的近年来发展的热点。但是由于一些建筑设施如海上钻井平台、核电站、海底隧道等受条件所限不适于防火涂料施工，为解决此问题，本专利技术创制了一种可替代防火涂料的防火板。该防火板为可室温固化环氧树脂基复合板材；有一定柔韧性，可随被防护底板的形状进行适度弯曲；遇火灾时膨胀发泡，具有优良的耐火隔热性能，是保护生命和设施安全的有效手段。该隔热板厚度为20毫米时，耐火极限可达90-120分钟，具有无卤阻燃、有害气体释放低、环境友好的特点；可现场组装施工以避免防火涂料喷涂时VOC大量释放且固化干燥周期长、受气候条件影响大的问题，可极大地缩短工期，尤其适用于耐火及环保安全要求高、工期短、施工场地受限的环境如钻井平台、核设施、海底隧道、地铁通道及化工装备的防火设施。环氧树脂具有优良的耐候性能，是一种广泛应用于涂料的基体树脂。但由于它是热固性树脂，遇热只能热解碳化而不能发泡，使它在防火涂料(板)中的使用受限。如：黑龙江工程院的研究者制备出了一种季戊四醇多聚磷酸酯三聚氰胺盐阻燃添加剂，与环氧树脂混合得到环氧防火板，受热后阻燃剂能够发挥作用提高环氧防火板的耐火性；此外，中国专利技术专利201610805788.2公开了一种防火树脂板，提高了防火树脂板的强度。但环氧树脂是热固性树脂，在高温条件下很难发泡，与阻燃体系协同作用形成膨胀隔热碳层的问题仍待解决。而且，环氧防火板强度高时，无法适应不同形状的基材，限制了它的应用领域。
技术实现思路
为解决现有技术中出现的问题，本专利技术提供了一种可弯曲环氧树脂防火板及制备方法。本专利技术从分子设计的角度，通过调节固化剂的分子链的长短，控制交联密度，形成超大网格交联网络，使分子链在一定程度下可以滑移运动，因此赋予了环氧树脂室温固化后具有柔性、可弯曲，适宜的固化剂使得环氧树脂可以室温固化，并遇高温时可以类似于热塑性材料可变形，与膨胀阻燃剂或造孔剂配合使用，可形成均匀致密的泡孔结构，进而具有良好的隔热性能。本专利技术的目的之一是提供一种可弯曲环氧树脂防火板。所述环氧树脂防火板是由包括以下组分的原料制备而得：各组分按重量份数计，所述阻燃剂是由包括以下组分的原料制备而得：改性聚磷酸铵、发泡剂和成炭剂；各组分按重量份数计，改性聚磷酸铵100重量份；发泡剂10-50重量份；优选15-40重量份；成炭剂15-40重量份；优选25-35重量份。其中，固化剂选自聚醚胺类、脂肪族多胺中的一种或组合；固化剂的分子量在200-2500之间。所述稀释剂可采用本领域常规的稀释剂，本专利技术中可以优选：选自Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、异丙醇、正丁基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油醚中的一种或组合。所述改性聚磷酸铵是由有机磷酸酯包覆的聚磷酸铵或由硅烷偶联剂包覆的聚磷酸铵；改性方法为现有技术中常规的改性方法。优选有机磷酸酯包覆的聚磷酸铵，更优选按照专利CN108570257A公开的方法得到的有机磷酸酯包覆的聚磷酸铵。所述成炭剂可采用本领域的常规成炭剂，如市售的商业化成炭剂，本专利技术中可优选为双季戊四醇和/或季戊四醇。所述发泡剂可采用本领域的常规发泡剂，本专利技术中可以优选为三聚氰胺、三聚氰胺尿酸盐中的一种或组合。所述耐火纤维为玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维中的一种或组合。陶瓷纤维优选：普通硅酸铝纤维、高硅酸铝纤维、镁橄榄纤维或多晶氧化铝纤维。本专利技术的环氧树脂防火板还可以根据实际情况加入本领域的常规助剂，如：湿润剂、成膜剂、成膜助剂、分散剂等，技术人员可以根据实际情况添加，其用量也为常规用量。本专利技术的目的之二是提供一种可弯曲环氧树脂防火板的制备方法。所述方法包括：(1)将阻燃剂、二氧化钛、硼酸锌按所述用量混合研磨；(2)将步骤(1)中的研磨物、耐火纤维、可膨胀石墨、微球发泡剂、稀释剂搅拌均匀；(3)将环氧树脂、固化剂与步骤(2)中的混合物搅拌均匀，放入磨具自然固化，制得所述可弯曲环氧树脂基防火板。其中，优选；步骤(1)中，研磨转速为100-300r/min，研磨时间不低于30min。本专利技术使用大量纤维，该纤维具有良好的增强作用与良好的耐温性，其较低的导热率可以降低泡孔材料的导热率，进一步改善隔热性能。本专利技术将改性聚磷酸铵、发泡剂、成炭剂作为阻燃剂配合使用，增加环氧树脂的阻燃性和耐火性。燃烧反应在有氧气、热源、链式反应的条件下发生，本专利技术制备的环氧防火板中阻燃体系的阻燃机理根据这几种元素进行控制，脱水成炭催化剂在200℃左右发生分解生成酸，并释放气体，起到稀释空气中氧气的作用，进而阻断氧气。成炭剂含有大量的羟基，能够和脱水成炭催化剂分解生成的酸发生酯化反应，产生的水蒸气可以降低体系温度，降低热传导；生成的粘稠状酯化产物能够阻隔热传导，起到抑制燃烧的作用。发泡剂在350℃左右发生热分解产生氨气等气体，使粘稠的酯化产物和环氧树脂的混合物膨胀产生泡体，同时能够稀释氧气浓度，继续升高温度整个阻燃体系会形成由P-O-C体系组成的致密微孔的碳层结构。而环氧树脂发生固化反应后仍存在部分的羟基，也可以与酸发生酯化反应，所以环氧树脂可以作为成炭剂的一部分，参与阻燃体系发挥作用。得到一种高温可发泡的环氧防火板。除此之外，环氧树脂的弯曲性通过固化剂调节。固化剂与环氧树脂发生交联反应，固化剂的分子链越长，那么形成的环氧固化物交联网络结构较疏松，因此交联密度小，自由体积越大，分子链运动能力强，可形成具有柔韧性的环氧树脂，使环氧树脂有可弯曲性。而且，在防火板中加入无机填料能够进一步增加环氧树脂的韧性，微球发泡剂是一种微小的球状塑料颗粒。它由一种聚合物壳体和它包裹着的气体组成。当温度在70-300℃左右，微球内部气体内压增大，热塑性壳体变软，造成微球的体积增大，气体仍在球内，继续加热壳体破裂，气体排出，恢复原来的体积。根据微球的这种特性，它能在环氧防火板中充当造孔剂，进一步的促进热固性环氧树脂的发泡行为，提高环氧防火板的耐火性。耐火纤维可以起到增加强度，降低板材导热率的作用。而稀释剂的加入一方面可以与固化剂交联，降低体系的粘度，另一方面可以与体系中的填料发生反应，减少填料的析出。本专利技术所使用的改性聚磷酸铵是环氧防火板阻燃体系中重要的成分之一，所述的改性聚磷酸铵是由有机磷酸酯或硅烷偶联剂包覆的聚磷酸铵。在聚磷酸铵表面存在多个氨基或环氧基团，可以和环氧树脂发生交联反应或固化剂，增加了相容性以及本身的耐水性及抗迁移性。本专利技术所使用的成炭剂可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可弯曲环氧树脂防火板，其特征在于所述环氧树脂防火板是由包括以下组分的原料制备而得：/n各组分按重量份数计，/n

【技术特征摘要】
1.一种可弯曲环氧树脂防火板，其特征在于所述环氧树脂防火板是由包括以下组分的原料制备而得：
各组分按重量份数计，



所述阻燃剂是由包括以下组分的原料制备而得：
改性聚磷酸铵、发泡剂和成炭剂；
各组分按重量份数计，
改性聚磷酸铵100重量份；
发泡剂10-50重量份；
成炭剂15-40重量份。


2.如权利要求1所述的可弯曲环氧树脂防火板，其特征在于：
各组分按重量份数计，








3.如权利要求1所述的可弯曲环氧树脂防火板，其特征在于：
所述阻燃剂是由包括以下组分的原料制备而得：
改性聚磷酸铵、发泡剂和成炭剂；
各组分按重量份数计，
改性聚磷酸铵100重量份；
发泡剂15-40重量份；
成炭剂25-35重量份。


4.如权利要求1所述的可弯曲环氧树脂防火板，其特征在于：
固化剂选自聚醚胺类、脂肪族多胺中的一种或组合；
固化剂的分子量在200-2500之间。


5.如权利要求1所述的可弯曲环氧树脂防火板，其特征在于：

【专利技术属性】
技术研发人员：史翎，樊彦昊，徐玲，朱峰，吴灿，付非凡，李佳豪，胡颖童，杨晓猛，
申请(专利权)人：北京化工大学，杭州捷尔思阻燃化工有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11