阅读说明：本技术 一种石墨聚苯泡沫保护的轻质高强阻燃真空绝热板及其制备方法 (Light high-strength flame-retardant vacuum insulation panel protected by graphite polyphenyl foam and preparation method thereof ) 是由 陈照峰 吴琼 于 2019-08-28 设计创作，主要内容包括：本发明属于保温材料领域,具体涉及一种石墨聚苯泡沫保护轻质高强阻燃真空绝热板及其制备方法。以聚苯泡沫作为外保护层,增强了真空绝热板的抗穿刺能力,又以膨胀石墨改性聚苯泡沫,提高了其保温性能,同时在泡沫中添加无机纳米颗粒,提高了其力学性能与阻燃性能,而且泡沫中的玻璃纤维骨架增强了板材整体的强度。本发明石墨聚苯泡沫保护轻质高强度阻燃真空绝热板具有优异的保温绝热能力、抗穿刺能力和阻燃能力,在建筑保温领域具有广阔的应用前景。(the invention belongs to the field of heat insulation materials, and particularly relates to a graphite polyphenyl foam protection light high-strength flame-retardant vacuum heat-insulating plate and a preparation method thereof. The anti-puncture capability of the vacuum insulation panel is enhanced by taking the polyphenyl foam as an outer protective layer, the thermal insulation performance of the vacuum insulation panel is improved by modifying the polyphenyl foam with the expanded graphite, meanwhile, the mechanical property and the flame retardant property of the vacuum insulation panel are improved by adding the inorganic nano particles into the foam, and the integral strength of the panel is enhanced by the glass fiber framework in the foam. The graphite polyphenyl foam protective light high-strength flame-retardant vacuum heat-insulating plate has excellent heat-insulating capability, puncture resistance and flame-retardant capability, and has wide application prospect in the field of building heat insulation.)

一种石墨聚苯泡沫保护的轻质高强阻燃真空绝热板及其制备 方法

技术领域

本发明属于保温阻燃材料领域，具体涉及一种轻质高强阻燃真空绝热板及其制备方法。

背景技术

在我国，目前建筑能耗约占社会总能耗的三分之一，而且随着生活水平提高，建筑能耗有继续增长的趋势，建筑节能已经成为实现低碳发展的关键。另一方面，我国城市内建筑密集，火灾频发，每年火灾造成的直接财产损失10多亿元。然而传统建筑材料阻燃性能不佳，存在着巨大的安全隐患。因此，提高材料的保温绝热性能和阻燃行成为建筑材料发展的趋势。

近年来，为了实现发展绿色可持续，保温材料发展迅速，尤其是真空绝热板以其超低的导热系数、密度等优异特性，在建筑保温、冷链物流、白色家电等领域中得到广泛应用。同时，阻燃材料也发展迅速，无机阻燃材料、有机阻燃材料、无机-有机阻燃材料都在市场上得以迅速推广。

申请公布号为US20150192238A1的美国发明专利公开了一种真空绝热板，所述真空绝热板包括:芯材;所述包覆所述芯材的膜材，所述膜材具有层状结构，所述层状结构包括由外而来的表面保护层、金属阻挡层和热沉积层，所获得的真空绝热板，具有低导热系数的特点。

申请公布号为US20120164365A1的美国发明专利公开了一真空绝热板及其制备方法，所述真空绝热板玻璃纤维芯材板以造纸工艺制备，并以CaO为吸气剂，真空封装后制得的真空绝热板就有较长的使用寿命。

申请公布号为CN108223972A的中国发明专利公开了一种布带缠绕增强真空绝热板的制备方法，具体步骤如下：（1）在真空绝热板表面喷涂界面剂；（2）将水泥、苯丙乳液、防水剂等材料经计量、混合搅拌均匀制备水泥聚合物胶浆；（3）连续布带在牵引力作用下浸渍聚合物胶浆后，在导丝头作用下绕真空绝热板做匀速圆周运动，同时真空绝热板沿轴向以一定速度移动，直到布带均匀布满真空绝热板表面；（4）将步骤（3）得到的制品取出，经养护、晾干得到产品。所获得的真空绝热板，具有低导热系数、抗穿刺等优点。

申请公布号为CN107629345A的中国发明专利公开了一新型真空绝热板的制备方法。包括以下步骤：将保温芯材烘干，装入内阻隔袋中，抽真空后封口，得到内真空绝热板；将内真空绝热板放置在两块板状保温材料中间，得到内芯；将内芯装入外阻隔袋中，抽真空后封口，芯膜一体化处理得到真空绝热板。该发明提供的新型真空绝热板的制备方法增强了真空绝热板的强度和耐穿刺性，即使外阻隔袋因意外破损，也不会影响保温性能。

申请公布号为CN105970742A的中国发明专利公开了一种真空绝热板的制备方法，包括如下步骤：S1：将玻璃微珠、玻璃纤维和活性炭纤维等比例混合；S2：将S1中的混合物与甲基纤维素饱和溶液充分搅拌混合，混合形成絮状；S3：依据厚度要求均匀地将S2中的混合物倒在不锈钢筛网上，通过晾晒、烘干、裁切后得到真空绝热板芯材；S4：将真空绝热板芯材置于阻隔包装袋内，并进行抽真空封装得到真空绝热板。S1中玻璃微珠占30%～50%；玻璃纤维占49%～69%；活性炭纤维占1%～6%。筛网为60～90目规格。玻璃微珠为空心玻璃微珠。所获得的真空绝热板的制备方法简单方便，大大提高了真空绝热板的隔热效果，同时轻度大，韧性好，可弯折10%左右。同时，采用筛网晾晒烘干的方式有效解决了气鼓的问题。

综上所述，真空绝热板在建筑行业应用越来越广泛，但是真空绝热板表面抗穿刺能力有限，阻燃方式单一，不利于其推广应用。因此，真空绝热板的表面保护以及阻燃性能提升成为解决其推广应用问题的关键。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种石墨聚苯泡沫保护的轻质高强阻燃真空绝热板，既提高了真空绝热板的抗穿刺能力，又提升了其阻燃性能。

本发明以聚苯泡沫作为外保护层，增强了真空绝热板的抗穿刺能力；又以膨胀石墨改性聚苯泡沫，提高了其保温性能；同时在泡沫中添加了氢氧化镁、氢氧化铝等无机纳米颗粒，提高了其力学性能与阻燃性能；

一种石墨聚苯泡沫保护的轻质高强阻燃真空绝热板，其特征在于其为夹芯结构，芯材为真空绝热板，外层为石墨聚苯泡沫，所述的石墨聚苯泡沫层中加入纳米增强颗粒，所述的膨胀石墨颗粒体积分数为10%~25%，所述的纳米增强颗粒为氢氧化铝或氢氧化镁，体积分数为5%~15%，所述的泡沫层中有纤维增强骨架，体积分数为5%~15%，纤维是玻璃纤维或玄武岩纤维。

本发明还提供了一种石墨聚苯泡沫保护的轻质高强阻燃真空绝热板的制备方法，其特征在于包括如下顺序的步骤：

（1）采用表面活性剂对膨胀石墨颗粒与增强纳米颗粒进行表面活化，所述的表面活性剂为两性表面活性剂，用量为树脂质量的0.5%~1%；

（2）将聚苯乙烯颗粒、膨胀石墨颗粒，进行预发泡，得到预发泡料，预发泡温度为100℃~140℃；

（3）将预发泡料与纳米增强颗粒混合，搅拌均匀，搅拌温度为90℃~100℃，搅拌时间为0.5h~1h；

（4）将纤维增强骨架置于惰性气氛中预处理，温度为80℃~150℃；

（5）将真空绝热板水平放入玻璃纤维增强骨架，套入四边形开放模具内，将预发泡料加入模具内，封闭模腔，利用蒸汽二次发泡成型，脱模裁剪制得轻质高强度阻燃绝热板，发泡温度为80℃~100℃。

有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：（1）以聚苯泡沫作为外保护层，提高真空绝热板的抗穿刺性能（2）在泡沫中添加膨胀石墨，反射热辐射，保温效果（3）在泡沫中加入无机纳米颗粒，提高了其力学性能。制备得到的轻质高强度阻燃真空绝热板，能够适用于建筑保温等领域。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。

实施例：

一种石墨聚苯泡沫保护轻质高强度阻燃绝热板，其特征在于其为夹芯结构，芯材为真空绝热板，外层为石墨聚苯泡沫，石墨聚苯泡沫层中加入纳米增强颗粒，膨胀石墨颗粒粒径为100目，膨胀度为100ml/g体积分数为10，所述的纳米增强颗粒为氢氧化铝或氢氧化镁，粒径为0.5μm，体积分数8%，泡沫层中有玻璃纤维增强骨架，体积分数为15%；

上述石墨聚苯泡沫保护的轻质高强度阻燃真空绝热板的制备方法，如下：

（1）采用表面活性剂对膨胀石墨颗粒与增强纳米颗粒进行表面活化，所述的表面活性剂为两性表面活性剂，用量为树脂质量的0.7%；

（2）将聚苯乙烯颗粒、膨胀石墨颗粒，进行预发泡，得到预发泡料，预发泡温度为130℃；

（3）将预发泡料与纳米增强颗粒混合，搅拌均匀，搅拌温度为100℃，搅拌时间为0.5h；

（4）将纤维增强骨架在100℃预热处理，；

（5）将真空绝热板水平放入玻璃纤维增强骨架，套入四边形开放模具内，将预发泡料加入模具内，封闭模腔，利用蒸汽二次发泡成型，脱模裁剪制得轻质高强度阻燃绝热板，发泡温度为90℃.

该真空绝热板具有良好的抗穿刺能力与阻燃能力，阻燃等级达到B1级难燃标准，可广泛应用于建筑设计外墙保温领域。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非是对本发明范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容，对泡沫、纳米颗粒纤维骨架的等效替换，做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本发明技术方案保护的范围。