一种高阻燃保温隔热复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高阻燃保温隔热复合材料及其制备方法，将大分子型阻燃剂、SiO2气凝胶加入LDPE粒料中，混匀，经熔融共混、挤出、牵引、冷却、造粒、干燥得到改性LDPE粒料，改性LDPE粒料经过挤出、流延、负压吸塑流程后制得内部充满空气的内层气泡层，在内层气泡层的上、下表面分别热覆贴合两层流延成型得到的改性LDPE膜，经过局部热压粘合、填充CO2气体、封口得到外层气泡层；向LLDPE粒料中加入离子型聚合物和PETG，经过挤出、淋膜复合工艺，将上述成型好的气泡层与铝箔粘结复合，制得具有较好阻燃性能、保温隔热性能的复合材料。保温隔热性能的复合材料。保温隔热性能的复合材料。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻燃保温隔热复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及保温隔热材料领域，具体涉及一种高阻燃保温隔热复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]保温隔热材料的使用可以提高建筑物的能量利用率、降低能耗。传统保温材料一般分为以珍珠岩、岩棉类为代表的无机保温材料和以聚苯乙烯、聚氨酯为代表的有机保温材料。然而几乎所有的有机保温材料都易燃，并且在燃烧过程中会分解出苯、甲苯、甲醛等有毒气体，危害生命安全。如何改善现代建筑中保温隔热材料的阻燃性能，已成为亟待解决的关键问题。
[0003]聚乙烯(PE)具有良好的耐高温性、耐低温性、电绝缘性、介电性能和耐候性等，被广泛应用于医疗卫生、航空航天、电线电缆、汽车工业、建筑等领域。为了提高PE材料的阻燃性能，一般通过物理共混的方式添加阻燃剂。常用的阻燃剂主要包括卤素类以及镁、铝等无机阻燃剂。然而，卤素类阻燃剂燃烧过程中会释放有毒气体，随着无机粉体型阻燃剂含量的增加，聚合物的力学性能以及加工性能会明显下降，与高分子材料之间较差的相容性使其在基体材料中容易发生团聚现象。尽管有文献报道对氢氧化镁进行表面改性，可使阻燃剂粒子均匀地分散在基体中，然而随着表面处理剂添加量的增加，体系的阻燃效果又受到影响。
[0004]采用发泡聚乙烯与金属铝箔复合得到的保温隔热复合材料兼具聚合物材料使用寿命长、保温性能好以及铝箔阻燃、高效反射太阳光的优点，可以用于建筑、地暖、热力管道、食品冷藏等需要保温隔热的领域。如技术专利CN201922501056.6公开了一种保温隔热阻燃铝箔气泡膜，包括阻燃层、第一气泡层、第二气泡层、第一铝箔层和第二铝箔层，通过五层材料复合，得到具有保温隔热阻燃效果的铝箔气泡膜，可广泛用在建筑屋顶隔热。该专利中的阻燃层采用化学交联聚乙烯发泡材料制成，气泡层为阻燃气泡膜，该方案中除了阻燃剂之外，阻燃层中的交联聚乙烯、气泡层中的聚乙烯均为易燃材料，且阻燃层和气泡层中的气体均为空气，空气并无阻燃效果；另外，发泡交联聚乙烯的孔隙率小于PE气泡膜的孔隙率，孔隙率越低，说明材料本身占的比例越高，而PE材料的导热系数大于空气的导热系数，因此发泡交联聚乙烯层使得整个材料的隔热性能有所降低。铝箔层为阻燃编织布铝箔膜，该种结构的铝箔膜中存在缝隙，在防水、防潮、防气体渗透等阻隔性能方面不如热覆整张铝箔的效果好。技术专利201621064367.0公开了一种双层气泡隔热膜的组成，包括双面气泡复合膜、玻璃纤维层、铝箔层、耐磨层，其中双面气泡复合膜组成为聚丙烯或聚氨酯加厚双面气泡复合膜，且不含阻燃成分，两种有机材料均易燃，该方案中玻璃纤维层中并未提及添加的玻纤类型，且尽管可以提高气泡复合膜的纵横向抗拉强度，但玻璃纤维的添加使复合膜的折叠、卷曲性能受到影响，且玻璃纤维和气泡层的高分子材料之间、玻璃纤维和金属铝箔之间依靠环氧树脂胶或者聚氨酯胶粘结在一起，不同材质之间结合容易产生界面缺陷，其界面结合效果会直接影响复合材料的整体性能。
[0005]保温隔热材料用于建筑保温隔热材料时需要满足保温、隔热且具有良好的阻燃性能等需求，而目前现有的PE气泡/铝箔复合材料只能满足一部分需求，存在进一步协同增效的空间。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种高阻燃保温隔热复合材料及其制备方法，以改善阻燃性能、保温隔热性能。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：
[0008]一种高阻燃保温隔热复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
[0009]步骤(1)：将大分子型阻燃剂、SiO2气凝胶加入低密度聚乙烯LDPE粒料中，采用高速混合机将物料混匀后，加入螺杆挤出机中，经熔融共混、挤出、牵引、冷却、造粒、干燥得到改性LDPE粒料；
[0010]步骤(2)：取步骤(1)制备的改性LDPE粒料，经挤出、流延、负压吸塑定型，形成上、下外壁为改性LDPE膜、内部充满空气的内层气泡层；
[0011]步骤(3)：在内层气泡层的上、下外壁表面分别热覆两层流延成型得到的改性LDPE膜，将上、下各两层改性LDPE膜与内层气泡层的外壁局部热压粘合，未热压粘合处的两层改性LDPE膜间形成贯通的通道，从贯通的通道填入CO2气体，封口得到上、下外层气泡层；
[0012]步骤(4)：向线性低密度聚乙烯LLDPE粒料中加入离子型聚合物和聚对苯二甲酸乙二醇酯
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1,4
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环己烷二甲醇酯PETG，加入螺杆挤出机中，经过螺杆挤出、淋膜复合工艺，将上述成型好的气泡层与铝箔粘结复合，制得高阻燃保温隔热复合材料。
[0013]步骤(1)中，高速混合机的工作参数为1000r/min的速度混合1min；螺杆挤出机的工作参数为：螺杆转速为80r/min，各区的温度设置为190
‑
220℃，作为优选的方案，一区到六区的温度依次设置为190℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃，机头的温度为215℃，挤出的样条经过牵引、冷却、造粒后在60℃的鼓风干燥箱中干燥1h；挤出、流延成膜时螺杆挤出机各区的温度设置为180
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220℃，流延模具的温度为230℃。
[0014]步骤(1)中，大分子型阻燃剂选自：KB
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9283、KB
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9283ca、KB
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8801、KB
‑
8802、KB
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8812、KB
‑
8813中的一种或多种；SiO2气凝胶粒径为0.025
‑
0.1mm，孔隙率大于90％。
[0015]步骤(1)中，大分子型阻燃剂、SiO2气凝胶和LDPE粒料的物料比，以质量比计为1
‑
15：1
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3：85
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94。
[0016]步骤(2)中，改性LDPE粒料经过流延工艺制成改性LDPE膜的厚度为0.03mm。
[0017]步骤(2)中，负压吸塑定型采用负压辊进行操作，在负压辊上吸塑定型形成内部充满空气的内层气泡层。
[0018]步骤(3)中，外层气泡层中充入CO2的填充分压为0.01
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0.05MPa；封口后，在外层气泡层中形成均匀排列的气泡。
[0019]步骤(4)中，离子型聚合物为沙林Surlyn树脂；离子型聚合物、PETG和LLDPE粒料的物料比，以质量比计为1
‑
10：1
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10：80
‑
98；螺杆挤出、淋膜的工艺参数为：螺杆转速为100r/min，挤出机各区的温度设置在190
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215℃之间，淋膜的温度设置为330℃。
[0020]步骤(4)中，铝箔采用纯铝。
[0021]本专利技术还保护所述方法制备的高阻燃保温隔热复合材料，包括内层气泡层、外层
气泡层、粘结层和铝箔层；所述的内层气泡层为以经负压吸塑定型的改性LDPE膜为外壁、内部充满空气的气泡层；所述的外层气泡层热覆粘结在内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高阻燃保温隔热复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：步骤(1)：将大分子型阻燃剂、SiO2气凝胶加入低密度聚乙烯LDPE粒料中，采用高速混合机将物料混匀后，加入螺杆挤出机中，经熔融共混、挤出、牵引、冷却、造粒、干燥得到改性LDPE粒料；步骤(2)：取步骤(1)制备的改性LDPE粒料，经挤出、流延、负压吸塑定型，形成上、下外壁为改性LDPE膜、内部充满空气的内层气泡层；步骤(3)：在内层气泡层的上、下外壁表面分别热覆两层流延成型得到的改性LDPE膜，将上、下各两层改性LDPE膜与内层气泡层的外壁局部热压粘合，未热压粘合处的两层改性LDPE膜间形成贯通的通道，从贯通的通道填入CO2气体，封口得到上、下外层气泡层；步骤(4)：向线性低密度聚乙烯LLDPE粒料中加入离子型聚合物和聚对苯二甲酸乙二醇酯
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1,4
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环己烷二甲醇酯PETG，加入螺杆挤出机中，经过螺杆挤出、淋膜复合工艺，将上述成型好的气泡层与铝箔粘结复合，制得高阻燃保温隔热复合材料。2.根据权利要求1所述的高阻燃保温隔热复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，高速混合机的工作参数为1000r/min的速度混合1min；螺杆挤出机的工作参数为：螺杆转速为80r/min，各区的温度设置为190
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220℃，机头的温度为215℃，挤出的样条经过牵引、冷却、造粒后在60℃的鼓风干燥箱中干燥1h；挤出、流延成膜时螺杆挤出机各区的温度设置为180
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220℃，流延模具的温度为230℃。3.根据权利要求1所述的高阻燃保温隔热复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，大分子型阻燃剂选自：KB
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9283、KB
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9283ca、KB
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8801、KB
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8802、KB
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8812、KB
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8813中的一种或多种；SiO2气凝胶粒径为0.025
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0.1mm，孔隙率大于90％。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡洪，韩冰，张道静，林伟强，高勇，尚佳月，郑一诺，朱豪杰，袁登科，
申请(专利权)人：浙江鹏远新材料科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：