一种复合阻燃建筑材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合阻燃建筑材料及其制备方法，属于阻燃建筑材料技术领域。该复合阻燃建筑材料包括以下原料：硅酸盐水泥、石英砂、膨润土、硅藻土、改性聚氨酯、碳纤维、复合阻燃剂。且本发明专利技术利用双硅氧烷封端POSS中的硅氧烷水解后生成的Si

【技术实现步骤摘要】
一种复合阻燃建筑材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于阻燃建筑材料
，具体地，涉及一种复合阻燃建筑材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]建筑材料可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。结构材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等；装饰材料包括各种涂料、油漆、镀层、贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等；专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等。其中，具有阻燃性能的建筑材料由于其在发生火灾时，有效降低火灾对建筑的损害，阻挡火灾灾情的进一步恶化，近些年发展迅速。
[0003]如中国专利CN104961431B公开了一种复合阻燃建筑材料及其制备方法，所述的建筑材料包括磷酸铝17
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22份、硼酸铝5
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10份、二氧化锆4
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9份、三氧化二锑5
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11份、硅藻土6
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12份、氯化镁12
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15份、碳化硼10
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12份、异戊橡胶13
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17份、氯磺化聚乙烯5
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10份，制备方法包括以下步骤：(1)取磷酸铝、硼酸铝、二氧化锆、三氧化二锑、硅藻土、氯化镁、碳化硼进行机械粉碎；(2)按重量取上述的各材料，搅拌均匀；(3)将步骤(2)的混合材料压制成型，冷却，制备得到复合阻燃建筑材料。该专利技术得到的建筑材料具备了良好的抗压强度、抗折强度和阻燃效果。但是，该复合阻燃建筑材料质量重，限制其应用范围，且该复合材料由无机材料和有机材料混合制造而成，其阻燃性能、抗折强度和抗压强度由碳化硼提供和异戊橡胶的引入增强，存在以下缺点：一是碳化硼的分散均一性无法得到保证，从而影响复合材料的阻燃性能；二是异戊橡胶为高分子材料，其阻燃性能低，从而影响复合材料的阻燃性能。
[0004]因此，本专利技术提供了一种复合阻燃建筑材料及其制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种复合阻燃建筑材料及其制备方法。
[0006]本专利技术要解决的技术问题：如何提供质量轻、阻燃性能高的复合阻燃建筑材料。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种复合阻燃建筑材料，包括以下重量份原料：硅酸盐水泥15
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30份、石英砂4
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12份、膨润土3
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6份、硅藻土3
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6份、改性聚氨酯6
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22份、碳纤维4
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7份、复合阻燃剂2.5
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8份。
[0009]该种复合阻燃建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一、将膨润土和硅藻土粉碎、研磨、过筛后，与硅酸盐水泥、石英砂、有机硅改性聚氨酯、碳纤维、复合阻燃剂混合均匀，再加入与硅酸盐水泥的重量份相同的水，在30
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50℃、200
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300r/min下，搅拌2h，得混料；
[0011]步骤二、将混料浇注成型，浇注温度为90
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110℃，浇注的振动频率为30
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50Hz，静养12h后，以3
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5℃/min降至5
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9℃，防止淬冷，避免材料内出现应力裂纹，再通入5
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9℃蒸汽30
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60min，脱模，得初始复合阻燃建筑材料；
[0012]步骤三、将初始复合阻燃建筑材料表面用草编遮盖并喷水，以3
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5℃/min升温至80
℃，保温60
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100min，以保证初级复合阻燃建筑材料的内部完全适应高温，再掀开草编，以3
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5℃/min降至50
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60℃，再通入50
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60℃蒸汽60
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100min，然后停止通入蒸汽，向初始复合阻燃建筑材料表面喷洒养护剂，喷涂至初始复合阻燃建筑材料表面全覆盖即可，50
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60℃保温60
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100min，自然冷却，得复合阻燃建筑材料。
[0013]进一步地，步骤三中养护剂为泡花碱。
[0014]进一步地，所述改性聚氨酯通过以下步骤制成：
[0015]首先将二元醇、二异氰酸酯、二月桂酸二辛基锡和甲苯混合后，在76℃下搅拌反应8h后，停止反应，旋蒸除去溶剂，获得聚氨酯低聚物；将聚氨酯低聚物溶解在甲苯中，加入羟基封端的聚二甲基硅氧烷和二月桂酸二辛基锡，在81℃下搅拌反应12h，得改性聚氨酯，其中，二元醇与二异氰酸酯的摩尔比为1：2.2
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2.5，二月桂酸二辛基锡的加入质量为二元醇加入质量的3
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5％，控制二异氰酸的物质的量是二元醇的两倍多，以便形成异氰酸酯基封端的聚氨酯低聚物，方便该低聚物和羟基封端的聚二甲基硅氧烷的反应，羟基封端的聚二甲基硅氧烷、聚氨酯低聚物的摩尔比为1.2
‑
1.4：1，二月桂酸二辛基锡的加入质量为羟基封端的聚二甲基硅氧烷加入质量的1
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3％。
[0016]进一步地，所述二元醇为聚醚二元醇，且聚醚二元醇的数均分子质量为2000
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3500。
[0017]进一步地，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种。
[0018]进一步地，羟基封端的聚二甲基硅氧烷的数均分子质量为2000
‑
3500。
[0019]进一步地，所述复合阻燃剂通过以下步骤制成：
[0020]S1、将异丙醇加入装有冷凝管和磁力搅拌的烧瓶中，搅拌下依次加入苯基三甲氧基硅烷、去离子水和片状氢氧化钠，搅拌均匀后，用油浴锅将反应体系加热至72℃，在氮气氛围下反应6h后，常温下，搅拌反应18h，所得混合溶液经过旋转蒸发除去异丙醇，65℃下真空干燥12h，得八苯基POSS钠盐，异丙醇、苯基三甲氧基硅烷、去离子水、片状氢氧化钠的用量比为120
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200mL：0.13
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0.14mol：2
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4mg：0.1mol；将八苯基POSS钠盐加入三口烧瓶中，氮气保护下，加入无水四氢呋喃，搅拌均匀后，加入三乙胺，0℃冰浴反应1h，用恒压漏斗缓慢滴加甲基二氯硅烷的四氢呋喃溶液，滴加速度为2
‑
4滴/秒，反应4h，然后升高温度至室温反应16h，反应结束后过滤，旋干滤液后过柱分离(二氯甲烷：石油醚的体积比为1：2)，真空干燥至恒重，得含氢POSS，其中，八苯基POSS、三乙胺、二甲基氯硅烷的摩尔比为1：2
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2.5：2.3
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3；将含氢POSS、乙烯基三甲氧基硅氧烷和无水四氢呋喃混合后，加入氯铂酸，70℃反应24h，旋蒸，真空干燥至恒重，得双硅氧烷封端POSS，利用烯烃的硅氢加成反应，其中，含氢POSS、乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合阻燃建筑材料，其特征在于：包括以下组分：硅酸盐水泥、石英砂、膨润土、硅藻土、改性聚氨酯、碳纤维、复合阻燃剂；所述复合阻燃剂通过以下步骤制成：将双硅氧烷封端POSS溶解到乙醇溶液中，调节溶液的pH值在5
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6之间，在77℃搅拌1h，得溶液a；将聚磷酸铵粉体分散在无水乙醇中，搅拌20min，得溶液b；将溶液b加入溶液a中，保持温度在55℃，反应2
‑
4h，得复合阻燃剂。2.根据权利要求1所述的一种复合阻燃建筑材料，其特征在于：所述双硅氧烷封端POSS通过以下步骤制成：将含氢POSS、乙烯基三甲氧基硅氧烷和无水四氢呋喃混合后，加入氯铂酸，70℃反应24h，旋蒸，真空干燥，得双硅氧烷封端POSS。3.根据权利要求1所述的一种复合阻燃建筑材料，其特征在于：所述复合阻燃建筑材料包括以下重量份组分：硅酸盐水泥15
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30份、石英砂4
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12份、膨润土3
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6份、硅藻土3
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6份、改性聚氨酯6
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22份、碳纤维4
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7份、复合阻燃剂2.5
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8份。4.根据权利要求1所述的一种复合阻燃建筑材料，其特征在于：所述改性聚氨酯通过以下步骤制成：将二元醇、二异氰酸酯、二月桂酸二辛基锡和甲苯混合后，在76℃下搅拌反应8h后，停止反应，旋蒸，获得聚氨酯低聚物；将聚氨酯低聚物溶解在甲苯中，加入羟基封端的聚二甲基硅氧烷和二月桂酸二辛基锡，在81℃下搅拌反应12h，得改性聚氨酯。5.根据权利要求4所述的一种复合阻燃建筑材料，其特征在于：所述二元醇为聚醚二元醇，且其数均分子质量为2000
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【专利技术属性】
技术研发人员：李国庆，丁伟军，戴海峰，邹博宇，
申请(专利权)人：浙江省建设工程质量检验站有限公司，
类型：发明
国别省市：