一种保温隔热阻燃板的制作方法

本实用新型涉及保温阻燃材料制备领域，尤其涉及一种保温隔热阻燃板。
背景技术：
：近年来，全球能源危机使社会对隔热保温材料提出了新的迫切需求。在高温隔热领域，工业、建筑、交通、消防等领域，对耐高温隔热材料也提出了迫切需求。气凝胶作为一种高性能保温材料应运而生，这是一种满足温度使用范围在－200℃～400℃的柔性或刚性高性能隔热保温材料。该材料中孔隙的大小在纳米数量级，可有效抑制空气对流传热和固相热传导，其热导率甚至比空气还要低，具有极佳的绝热性能，在航天飞行器热防护系统、军用热电池以及热力、化工、冶金、消防等领域都具有广阔的应用前景。但其材料一般具有以下缺点：1、阻隔热辐射效率不高2、阻燃性差，易造成火灾，导致应用领域少。而目前，主要通过在保温材料中增添阻燃剂达到阻燃效果，但是随着阻燃剂的加入，气凝胶保温材料的机械强度会逐渐降低，同时其导热系数会逐渐增高，其保温性能会逐渐降低。CN101469804A公开一种新型真空隔热板及制备方法，该专利采用耐温隔热纤维材料作为芯材，并在芯材中封装硅气凝胶粉，外包装采用铝箔和塑料薄膜层压制而成的复合材料。但该实用新型阻燃性差，易造成火灾，且铝箔热传导较好，传热较快，导致隔热效果降低。CN106244172A公开一种无卤协效阻燃二氧化硅气凝胶的制备，该专利是将阻燃剂与气凝胶混合而成。该实用新型将阻燃剂混入气凝胶，会对气凝胶本身性能会产生影响且缺少热反射层，无法从热辐射途径阻隔热量损失。技术实现要素：针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种阻燃、高反射性且不影响保温的新型气凝胶隔热阻燃板。一方面，本实用新型提供了一种保温隔热阻燃板，包括保温层，以及在所述保温层上下表面从里到外依次设置的阻燃层、耐高温层、具有热反射作用的柔性支撑层。较佳地，所述阻燃层为含有阻燃剂的热固性聚合物；以重量份数计，所述阻燃层包括：80～120份的热固性聚合物、10～80份固化剂、10～30份阻燃剂，5～20份协效剂。本实用新型从热辐射、热传导、热对流三种途径阻隔热量散失，具有优异的隔热性能，并且在不损坏保温芯材原有的保温和机械性能的基础上，增添一层阻燃层。该阻燃层为含阻燃剂的热固性聚合物，匀涂在保温芯材上，固化速度快。由于阻燃层还含有阻燃剂使得其具有较强的阻燃性，还可以大大提高了保温隔热阻燃板的阻燃能力，有效的保护了气凝胶保温层。较佳地，所述热固性聚合物为环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯中的至少一种；所述阻燃剂为化学阻燃剂、填料型阻燃剂和膨胀型阻燃剂中的至少一种，优选为聚磷酸铵、甲基膦酸二甲酯和三聚氰胺及其盐中的至少一种。较佳地，所述固化剂为二乙烯三胺、三甲基六亚甲基二胺和低分子聚酰胺中的至少一种，所述协效剂为氢氧化铝、季戊四醇中的至少一种。较佳地，所述阻燃层的厚度为0.1～2cm，优选0.5～2cm。又，较佳地，所述保温层的材料包括玻璃纤维和/或气凝胶，所述保温层的厚度为0.5～2cm。较佳地，所述耐高温层为由聚酰亚胺PI制成的耐高温薄膜袋，厚度为200～800μm。较佳地，所述柔性支撑层为至少外表面镀有金属薄膜的聚对苯二甲酸乙二酯膜，所述金属薄膜为银、铝、镍和铜中的一种。又，较佳地，所述聚对苯二甲酸乙二酯膜的厚度为12～200μm，所述金属薄膜的厚度为10～300nm。较佳地，所述保温隔热阻燃板还包括位于所述保温层的周缘且用于隔开两层柔性支撑层的边缘防冷桥结构。本实用新型的优点：高热反射层阻隔热辐射，保温层气凝胶导热系数0.01～0.05W/(m·K)，阻隔热传导，两者协同大大提高了隔热保温能力。同时耐高温层聚酰亚胺薄膜袋耐高温达400℃，导热系数0.1～0.35W/m·K，添加阻燃剂的环氧树脂阻燃性好，导热系数低，固化速度快，有力地保护保温层。本实用新型结构简单，易于制造，便于使用，成本低廉，可广泛运用于保温箱、建筑物的外墙体、室内装饰、交通运输车辆、船舶等。本实用新型以气凝胶为保温芯材，以阻燃层覆盖保温芯材，在不损坏保温芯材原有的保温和机械性能的基础上，大大提高了阻燃能力，有效的保护了气凝胶保温层，并且在最外层包覆着热反射层，大大提高了热辐射效率，从而从热辐射、热传导、热对流三种途径阻隔热量散失，具有优异的隔热性能。附图说明图1为保温隔热阻燃板结构示意图；图2将保温隔热阻燃板插入双层聚丙烯塑料盒的六个夹面层中形成的保温箱；图3为本实用新型实施例1-3制备的保温箱的冷源保温隔热性能测试的温度曲线图；图4本实用新型实施例1-3制备的保温箱的热源保温隔热性能测试的温度曲线图。具体实施方式以下通过下述实施方式进一步说明本实用新型，应理解，下述实施方式仅用于说明本实用新型，而非限制本实用新型。本实用新型中所述保温隔热阻燃板，包括热反射支撑层(具有热反射作用的柔性支撑层)，耐高温层，阻燃层和保温层。其结构可如图1所述，正中间为保温层1，阻燃层2匀涂在保温层上1，耐高温层3整体覆盖阻燃层2，最外层为热反射支撑层4。该阻燃层2为添加阻燃剂的热固性聚合物固化而成。保温层1抽真空，进行压块处理。热反射支撑层4可以为一层，也可以为多层。此外，所述保温隔热阻燃板还包括位于所述保温层的周缘且用于隔开两层柔性支撑层的边缘防冷桥结构。所述边缘防冷桥结构的材料为黏土类矿物，厚度可为5～30mm。所述黏土类矿物可为海泡石、高岭土、硅藻土和凹凸棒中的至少一种。所述热反射支撑层可为PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜，膜上可镀有铝，银、铜、镍或者及其合金等。PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜的厚度可约为12-200μm。所述铝、银、铜、镍或者及其合金附着在PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜上，厚度为10-300nm。热反射层的热反射率≥80％。所述的阻燃层可为添加阻燃剂的热固性聚合物。所添加的阻燃剂为化学阻燃剂、填料型阻燃剂和膨胀型阻燃剂中的至少一种，优选地，阻燃剂可选用聚磷酸铵、甲基膦酸二甲酯和三聚氰胺及其盐中的至少一种。所述热固性聚合物包括但不限于环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯。所述阻燃层厚度0.1～2cm。所述的保温层可为压制成块的气凝胶。气凝胶的比表面积100-1600m2/g，孔隙率80％～99.8％，导热率0.01～0.05W/(m·K)。可选的气凝胶包括但不限于SiO2气凝胶、ZrO2凝胶、Al2O3气凝胶、炭气凝胶。所述的耐高温层可为由PI(聚酰亚胺)制成的耐高温薄膜袋，厚度为200～800μm，耐高温可达400℃。以下示例性地说明本实用新型提供的保温隔热阻燃板的制作方法。对保温层进行抽真空处理，并压制成块。具体来说，将保温层材料(例如，气凝胶等)进行抽真空处理，密封，压制成板，厚度0.5～2cm。所述压制的压强为5～80MPa。所述保温层材料优选为气凝胶，其比表面积100-1600m2/g，孔隙率80％～99.8％，导热率0.01～0.05W/(m·K)。可选的气凝胶包括但不限于SiO2气凝胶、ZrO2凝胶、Al2O3气凝胶、炭气凝胶。所添加阻燃剂的热固性聚合物均匀的涂在保温层上，固化之后，形成阻燃层。具体来说，将添加阻燃剂的热固性聚合物均匀涂在成型完毕的气凝胶表面，待固化之后，气凝胶表面形成一层阻燃层。阻燃层厚度0.1～2cm，优选0.5～2cm。其中阻燃层的制备方法：80～120份的热固性聚合物、10～80份固化剂、10～30份阻燃剂，5～20份协效剂，搅拌速度300～1500r/min，搅拌时间1～5h，固化温度30～120℃。阻燃剂的添加量过少，阻燃性能不能达到相应标准；阻燃剂的添加量过多，会影响热固性聚合物原有机械性能，并且随着阻燃剂的添加量增多，阻燃性能的提升趋于平缓，甚至出现恶化，给工业生产带来不必要的成本负担。所以阻燃剂的添加量应该科学、适度，并且对于不同阻燃体系，添加量也有所区别。本实用新型采用的是化学膨胀体系和有机-无机协效阻燃体系，阻燃剂添加量分别为10％～30％、20％～30％。由PI(聚酰亚胺)制成的耐高温薄膜袋，厚度为200～800μm，将样品放入袋中，进行抽真空处理，真空度≤0.3MPa。将铝、银、铜、镍或者及其合金镀在PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜上，厚度为10-300nm，PET膜厚度12-200μm，反射率≥80％。将反射性PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜粘结在由PI(聚酰亚胺)制成的耐高温薄膜袋上，整体覆盖。下面进一步例举实施例以详细说明本实用新型。同样应理解，以下实施例只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。实施例1阻燃层组分配比：100份的环氧树脂，10份二乙烯三胺，20份季戊四醇，20份三聚氰胺氰尿酸，搅拌速度400r/min，搅拌时间2h，固化温度100℃，固化时间30min；将阻燃层样品制成12.7mm×12.7×3mm，经阻燃材料标准UL94-1985得到UL94V-0等级；将阻燃层样品制成为100mm×6.5mm×3mm，根据ASTMD2863步骤进行，LOI(极限氧指数)为29.7％，如表1所示。热反射气凝胶保温阻燃板制备方法：(1)将SiO2气凝胶进行抽真空处理，密封，压制成板，厚度1.2cm。所述压制的压强为20MPa。其中所述SiO2气凝胶比表面积1200m2/g，孔隙率95％，导热率0.01W/(m·K)；(2)将添加季戊四醇和三聚氰胺氰尿酸的环氧树脂均匀涂在成型完毕的SiO2气凝胶表面，待固化之后，气凝胶表面形成一层阻燃层；阻燃层厚度0.5cm；(3)由PI(聚酰亚胺)制成的耐高温薄膜袋，薄膜厚度为300μm，耐高温可达400℃；进行抽真空处理，真空度为0.2MPa；(4)将镀铝的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜粘结在耐高温薄膜袋表面，铝膜厚度100nm，PET膜厚度100μm，反射率97％。进一步，为直观体现本实用新型的保温隔热性能，将制备好的保温隔热阻燃板插入内壁为37.8cm*28.8cm*32.8cm的双层聚丙烯塑料盒的六个面夹层中，如图2所示。将6kg的制冷剂放入，填充量约1/3，保证容器密封，周围环境温度为23摄氏度，测试制冷剂温度随时间变化，性能曲线如图3所示；同样的测试方法，同样的测试条件，将6kg热源放入，填充量约为1/3，测试热源温度随时间的变化。性能曲线如图4所示。实施例2阻燃层组分配比：100份的环氧树脂，20份三甲基六亚甲基二胺，甲基磷酸二甲酯20份，10份氢氧化铝，搅拌速度500r/min，搅拌时间2h，固化温度80℃，固化时间1h；将阻燃层样品制成12.7mm×12.7×3mm，经阻燃材料标准UL94-1985得到UL94V-0等级；将阻燃层样品制成为100mm×6.5mm×3mm，根据ASTMD2863步骤进行，LOI(极限氧指数)为28.9％，如表1所示。热反射气凝胶保温阻燃板制备方法：(1)将ZrO2气凝胶进行抽真空处理，密封，压制成板，厚度1cm。所述压制的压强为30MPa。其中所述SiO2气凝胶比表面积900m2/g，孔隙率96％，导热率0.013W/(m·K)；(2)将添加甲基磷酸二甲酯和氢氧化铝的环氧树脂均匀涂在成型完毕的ZrO2气凝胶表面，待固化之后，气凝胶表面形成一层阻燃层。阻燃层厚度0.6cm；(3)由PI(聚酰亚胺)制成的耐高温薄膜袋，薄膜厚度为400μm，耐高温可达400℃。进行抽真空处理，真空度≤0.1MPa；(4)将镀铝的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜粘结在耐高温薄膜袋表面。铝膜厚度90nm，PET膜厚度110μm，反射率98％。进一步，为直观体现本实用新型的保温隔热性能，将制备好的保温隔热阻燃板插入内壁为37.8cm*28.8cm*32.8cm的双层聚丙烯塑料盒的六个面夹层中，如图2所示。将6kg的制冷剂放入，填充量约1/3，保证容器密封，周围环境温度为23摄氏度，测试制冷剂温度随时间变化，性能曲线如图3所示；同样的测试方法，同样的测试条件，将6kg热源放入，填充量约为1/3，测试热源温度随时间的变化。性能曲线如图4所示。实施例3阻燃层组分配比：100份的环氧树脂，80份低分子聚酰胺，30份聚磷酸铵，10份季戊四醇，搅拌速度600r/min，搅拌时间3h，固化温度70℃，固化时间2h；将阻燃层样品制成12.7mm×12.7×3mm，经阻燃材料标准UL94-1985得到UL94V-0等级；将阻燃层样品制成为100mm×6.5mm×3mm，根据ASTMD2863步骤进行，LOI(极限氧指数)为29.3％，如表1所示。热反射气凝胶保温阻燃板制备方法：(1)将Al2O3气凝胶进行抽真空处理，密封，压制成板，厚度1.5cm。所述压制的压强为25MPa。其中所述Al2O3气凝胶比表面积450m2/g，孔隙率98％，导热率0.029W/(m·K)；(2)将添加聚磷酸铵和季戊四醇的环氧树脂均匀涂在成型完毕的Al2O3气凝胶表面，待固化之后，气凝胶表面形成一层阻燃层。阻燃层厚度0.5cm；(3)由PI(聚酰亚胺)制成的耐高温薄膜袋，薄膜厚度为500μm，耐高温可达400℃。进行抽真空处理，真空度为0.3MPa；(4)将镀铝的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜粘结在耐高温层表面。铝膜厚度150nm，PET膜厚度120μm，反射率97％。进一步，为直观体现本实用新型的保温隔热性能，将制备好的保温隔热阻燃板插入内壁为37.8cm*28.8cm*32.8cm的双层聚丙烯塑料盒的六个面夹层中，如图2所示。将6kg的制冷剂放入，填充量约1/3，保证容器密封，周围环境温度为23摄氏度，测试制冷剂温度随时间变化，性能曲线如图3所示；同样的测试方法，同样的测试条件，将6kg热源放入，填充量约为1/3，测试热源温度随时间的变化。性能曲线如图4所示。表1为本发明实施例1-3制备的保温隔热阻燃板的阻燃层性能测试第一次明燃时间t1第二次明燃时间t2UL94等级定极限氧指数LOI实例10.9s1.1sV029.7％实例22s2.8sV028.9％实例31.4s1.9sV029.3％。其中，将实施例1-3制备的阻燃层样品制成12.7mm×12.7×12.7mm，经阻燃材料标准UL94-1985得到UL94V等级评定。将实施例1-3制备的阻燃层样品制成为100mm×6.5mm×3mm，根据ASTMD2863步骤进行，得到LOI(极限氧指数)。上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。当前第1页1 2 3