一种防火铝天花板及其制备方法

技术领域

本发明涉及天花板技术领域，具体涉及一种防火铝天花板及其制备方法。

背景技术

天花板是一座建筑物室内顶部表面的地方。在室内设计中，天花板可以写画、油漆美化室内环境及安装吊灯、光管、吊扇、开天窗、装空调，改变室内照明及空气流通的效用。是对装饰室内屋顶材料的总称。过去传统民居中多以草席、苇席、木板等为主要材料。随着科技的进步更多的现代建筑材料被应用进来；而铝天花是一款便于空气的流通、排气、散热的吊顶隔断装饰材料。

现有铝天花板防火阻燃性能差，通过添加无卤阻燃剂增强防火性能，单纯的改进，防火效果低，基于此，本发明进一步的改进处理。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种防火铝天花板及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种防火铝天花板，包括上铝板、下铝板和阻燃芯层；上铝板、下铝板置于改性处理液中处理，再通过芯层配合热压成型；

所述阻燃芯层的制备方法为：

步骤一：将10-20份阻燃剂加入到15-25份聚合反应体中，随后再加入1-5份间苯二酚双二(2，6-二甲基苯基)磷酸酯、1-3份正葵基三甲氧基硅烷和1-2份磷酸脒基脲，搅拌混合充分，得到改性添加剂；

步骤二：将45-55份聚乙烯、5-10份改性添加剂混合，然后送入到密炼机中密炼，密炼温度为165-175℃，密炼时间为15-25min，密炼结束，热挤出，然后再定型，得到芯基体。

优选地，所述聚合反应体为将三聚氰胺、多聚甲醛按照1:2.6进行混合，随后加入蒸馏水和碱，升温75-85℃，反应20-30min，搅拌转速为350-450r/min，随后再加入对苯二甲醛，调节pH至7 .5，得到聚合反应体。

聚合反应体采用三聚氰胺多聚聚合，活性基团高，将产品原料形成三维网状体，通过原料之间的配合，从而增强产品的阻燃效果。

优选地，所述阻燃剂为四溴邻苯二甲酸二钠、焦磷酸二三聚氰胺按照重量比2:1混合配置而成。

优选地，所述改性处理液的制备方法为：

S101：将10-20份环氧树脂、5-10份丙烯酸酯乳液加入到搅拌罐中，然后再加入1-3份改性碳纳米管，搅拌混合充分，得到一次改性液；

S102：取15-25份第一改性液中加入2-6份甲基硅醇钠水溶液、1-5份酒石酸钠，搅拌充分，得到二次改性液；

S103：将20-30份二次改性液中加入1-5份氧化锶、1-2份氧化镧和5-10份膨润土粉，超声分散，分散结束，得到改性处理液。

本发明的发明人发现，膨润土粉添加能够显著改进产品的阻燃效果，可能由于膨润土的特异性有关，膨润土在阻燃初期，温度较低，膨润土具有片层间距，起到配合改性碳纳米管，加强导热传导效果；

当温度达到600-700℃，失去结构水，900℃以上，结构破坏，形成尖晶石和石英，当达到1200-1300℃，尖晶石和石英达到熔点，产品能够融入到原料中，进一步的阻断产品的阻燃效果。

优选地，所述甲基硅醇钠水溶液的固含量为15-25%。

优选地，所述S103中超声分散的超声功率为350-450W，超声时间为15-25min。

优选地，所述改性碳纳米管的制备方法为：

S111：将碳纳米管送入到2-5倍的乙醇溶剂中，搅拌分散10-20min，搅拌转速为500-1000r/min，搅拌结束，得到碳纳米管悬浮液，然后向其中加入盐酸，调节pH至4.5-5.0；

S112：将S111产物水洗、干燥，研磨过100-200目，然后进行等离子体箱内处理，处理结束，得到改性碳纳米管。

优选地，所述等离子体箱内等离子体处理功率为500-1000W，处理时间为25-35min。

本发明还提供了一种防火铝天花板的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将上铝板、下铝板置于改性处理液先静置10-20min，静置温度为55-65℃，然后进行超声分散，超声功率为350-450W，超声时间为20-30min，然后取出、晾干；

步骤二：然后将上铝板、阻燃芯层和下铝板依次从上到下放置，热压处理，处理温度为170-175℃，处理结束，得到防火铝天花板。

优选地，所述热压处理压力为5MPa。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明防火铝天花板采用上铝板、下铝板和阻燃芯层制备，通过改性处理液处理改进，改性处理液处理后对铝板基体包覆，通过改性碳纳米管修饰，能够起到传导热量作用，从而将燃烧热量传递，阻止表面燃烧，加入的膨润土再燃烧中，当燃烧温度达到900℃左右，膨润土形成尖晶石和石英，从而阻断产品燃烧，提高阻燃效果，此外阻燃芯层中，改性添加剂通过聚合反应体作为三维交联网状体，加入的正葵基三甲氧基硅烷、磷酸脒基脲等原料作为辅助材料，增强阻燃剂再阻燃芯层中的工作效果，从而提高产品的阻燃效率，产品原料经过改性后，产品的阻燃性能显著增强。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例的一种防火铝天花板，包括上铝板、下铝板和阻燃芯层；上铝板、下铝板置于改性处理液中处理，再通过芯层配合热压成型；

所述阻燃芯层的制备方法为：

步骤一：将10-20份阻燃剂加入到15-25份聚合反应体中，随后再加入1-5份间苯二酚双二(2，6-二甲基苯基)磷酸酯、1-3份正葵基三甲氧基硅烷和1-2份磷酸脒基脲，搅拌混合充分，得到改性添加剂；

步骤二：将45-55份聚乙烯、5-10份改性添加剂混合，然后送入到密炼机中密炼，密炼温度为165-175℃，密炼时间为15-25min，密炼结束，热挤出，然后再定型，得到芯基体。

本实施例的聚合反应体为将三聚氰胺、多聚甲醛按照1:2.6进行混合，随后加入蒸馏水和碱，升温75-85℃，反应20-30min，搅拌转速为350-450r/min，随后再加入对苯二甲醛，调节pH至7 .5，得到聚合反应体。

本实施例的阻燃剂为四溴邻苯二甲酸二钠、焦磷酸二三聚氰胺按照重量比2:1混合配置而成。

本实施例的改性处理液的制备方法为：

S101：将10-20份环氧树脂、5-10份丙烯酸酯乳液加入到搅拌罐中，然后再加入1-3份改性碳纳米管，搅拌混合充分，得到一次改性液；

S102：取15-25份第一改性液中加入2-6份甲基硅醇钠水溶液、1-5份酒石酸钠，搅拌充分，得到二次改性液；

S103：将20-30份二次改性液中加入1-5份氧化锶、1-2份氧化镧和5-10份膨润土粉，超声分散，分散结束，得到改性处理液。

本实施例的甲基硅醇钠水溶液的固含量为15-25%。

本实施例的S103中超声分散的超声功率为350-450W，超声时间为15-25min。

本实施例的改性碳纳米管的制备方法为：

S111：将碳纳米管送入到2-5倍的乙醇溶剂中，搅拌分散10-20min，搅拌转速为500-1000r/min，搅拌结束，得到碳纳米管悬浮液，然后向其中加入盐酸，调节pH至4.5-5.0；

S112：将S111产物水洗、干燥，研磨过100-200目，然后进行等离子体箱内处理，处理结束，得到改性碳纳米管。

本实施例的等离子体箱内等离子体处理功率为500-1000W，处理时间为25-35min。

本实施例的一种防火铝天花板的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将上铝板、下铝板置于改性处理液先静置10-20min，静置温度为55-65℃，然后进行超声分散，超声功率为350-450W，超声时间为20-30min，然后取出、晾干；

步骤二：然后将上铝板、阻燃芯层和下铝板依次从上到下放置，热压处理，处理温度为170-175℃，处理结束，得到防火铝天花板。

本实施例的热压处理压力为5MPa。

实施例1.

本实施例的一种防火铝天花板，包括上铝板、下铝板和阻燃芯层；上铝板、下铝板置于改性处理液中处理，再通过芯层配合热压成型；

所述阻燃芯层的制备方法为：

步骤一：将10份阻燃剂加入到15份聚合反应体中，随后再加入1份间苯二酚双二(2，6-二甲基苯基)磷酸酯、1份正葵基三甲氧基硅烷和1份磷酸脒基脲，搅拌混合充分，得到改性添加剂；

步骤二：将45份聚乙烯、5份改性添加剂混合，然后送入到密炼机中密炼，密炼温度为165℃，密炼时间为15min，密炼结束，热挤出，然后再定型，得到芯基体。

本实施例的聚合反应体为将三聚氰胺、多聚甲醛按照1:2.6进行混合，随后加入蒸馏水和碱，升温75℃，反应20min，搅拌转速为350r/min，随后再加入对苯二甲醛，调节pH至7.5，得到聚合反应体。

本实施例的阻燃剂为四溴邻苯二甲酸二钠、焦磷酸二三聚氰胺按照重量比2:1混合配置而成。

本实施例的改性处理液的制备方法为：

S101：将10份环氧树脂、5份丙烯酸酯乳液加入到搅拌罐中，然后再加入1份改性碳纳米管，搅拌混合充分，得到一次改性液；

S102：取15份第一改性液中加入2份甲基硅醇钠水溶液、1份酒石酸钠，搅拌充分，得到二次改性液；

S103：将20-30份二次改性液中加入1-5份氧化锶、1-2份氧化镧和5-10份膨润土粉，超声分散，分散结束，得到改性处理液。

本实施例的甲基硅醇钠水溶液的固含量为15%。

本实施例的S103中超声分散的超声功率为350W，超声时间为15min。

本实施例的改性碳纳米管的制备方法为：

S111：将碳纳米管送入到2倍的乙醇溶剂中，搅拌分散10min，搅拌转速为500r/min，搅拌结束，得到碳纳米管悬浮液，然后向其中加入盐酸，调节pH至4.5；

S112：将S111产物水洗、干燥，研磨过100目，然后进行等离子体箱内处理，处理结束，得到改性碳纳米管。

本实施例的等离子体箱内等离子体处理功率为500W，处理时间为25min。

本实施例的一种防火铝天花板的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将上铝板、下铝板置于改性处理液先静置10min，静置温度为55℃，然后进行超声分散，超声功率为350W，超声时间为20min，然后取出、晾干；

步骤二：然后将上铝板、阻燃芯层和下铝板依次从上到下放置，热压处理，处理温度为170℃，处理结束，得到防火铝天花板。

本实施例的热压处理压力为5MPa。

实施例2.

本实施例的一种防火铝天花板，包括上铝板、下铝板和阻燃芯层；上铝板、下铝板置于改性处理液中处理，再通过芯层配合热压成型；

所述阻燃芯层的制备方法为：

步骤一：将20份阻燃剂加入到25份聚合反应体中，随后再加入5份间苯二酚双二(2，6-二甲基苯基)磷酸酯、3份正葵基三甲氧基硅烷和2份磷酸脒基脲，搅拌混合充分，得到改性添加剂；

步骤二：将55份聚乙烯、10份改性添加剂混合，然后送入到密炼机中密炼，密炼温度为175℃，密炼时间为25min，密炼结束，热挤出，然后再定型，得到芯基体。

本实施例的聚合反应体为将三聚氰胺、多聚甲醛按照1:2.6进行混合，随后加入蒸馏水和碱，升温85℃，反应30min，搅拌转速为450r/min，随后再加入对苯二甲醛，调节pH至7.5，得到聚合反应体。

本实施例的阻燃剂为四溴邻苯二甲酸二钠、焦磷酸二三聚氰胺按照重量比2:1混合配置而成。

本实施例的改性处理液的制备方法为：

S101：将20份环氧树脂、10份丙烯酸酯乳液加入到搅拌罐中，然后再加入3份改性碳纳米管，搅拌混合充分，得到一次改性液；

S102：取25份第一改性液中加入6份甲基硅醇钠水溶液、5份酒石酸钠，搅拌充分，得到二次改性液；

S103：将30份二次改性液中加入5份氧化锶、2份氧化镧和10份膨润土粉，超声分散，分散结束，得到改性处理液。

本实施例的甲基硅醇钠水溶液的固含量为25%。

本实施例的S103中超声分散的超声功率为450W，超声时间为25min。

本实施例的改性碳纳米管的制备方法为：

S111：将碳纳米管送入到5倍的乙醇溶剂中，搅拌分散20min，搅拌转速为1000r/min，搅拌结束，得到碳纳米管悬浮液，然后向其中加入盐酸，调节pH至5.0；

S112：将S111产物水洗、干燥，研磨过200目，然后进行等离子体箱内处理，处理结束，得到改性碳纳米管。

本实施例的等离子体箱内等离子体处理功率为1000W，处理时间为35min。

本实施例的一种防火铝天花板的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将上铝板、下铝板置于改性处理液先静置20min，静置温度为65℃，然后进行超声分散，超声功率为450W，超声时间为30min，然后取出、晾干；

步骤二：然后将上铝板、阻燃芯层和下铝板依次从上到下放置，热压处理，处理温度为175℃，处理结束，得到防火铝天花板。

本实施例的热压处理压力为5MPa。

实施例3.

本实施例的一种防火铝天花板，包括上铝板、下铝板和阻燃芯层；上铝板、下铝板置于改性处理液中处理，再通过芯层配合热压成型；

所述阻燃芯层的制备方法为：

步骤一：将15份阻燃剂加入到20份聚合反应体中，随后再加入3份间苯二酚双二(2，6-二甲基苯基)磷酸酯、2份正葵基三甲氧基硅烷和1.5份磷酸脒基脲，搅拌混合充分，得到改性添加剂；

步骤二：将50份聚乙烯、7.5份改性添加剂混合，然后送入到密炼机中密炼，密炼温度为170℃，密炼时间为20min，密炼结束，热挤出，然后再定型，得到芯基体。

本实施例的聚合反应体为将三聚氰胺、多聚甲醛按照1:2.6进行混合，随后加入蒸馏水和碱，升温80℃，反应25min，搅拌转速为400r/min，随后再加入对苯二甲醛，调节pH至7.5，得到聚合反应体。

本实施例的阻燃剂为四溴邻苯二甲酸二钠、焦磷酸二三聚氰胺按照重量比2:1混合配置而成。

本实施例的改性处理液的制备方法为：

S101：将15份环氧树脂、7.5份丙烯酸酯乳液加入到搅拌罐中，然后再加入2份改性碳纳米管，搅拌混合充分，得到一次改性液；

S102：取20份第一改性液中加入4份甲基硅醇钠水溶液、3份酒石酸钠，搅拌充分，得到二次改性液；

S103：将25份二次改性液中加入3份氧化锶、1.5份氧化镧和7.5份膨润土粉，超声分散，分散结束，得到改性处理液。

本实施例的甲基硅醇钠水溶液的固含量为20%。

本实施例的S103中超声分散的超声功率为400W，超声时间为20min。

本实施例的改性碳纳米管的制备方法为：

S111：将碳纳米管送入到3.5倍的乙醇溶剂中，搅拌分散15min，搅拌转速为750r/min，搅拌结束，得到碳纳米管悬浮液，然后向其中加入盐酸，调节pH至4.75；

S112：将S111产物水洗、干燥，研磨过150目，然后进行等离子体箱内处理，处理结束，得到改性碳纳米管。

本实施例的等离子体箱内等离子体处理功率为750W，处理时间为30min。

本实施例的一种防火铝天花板的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将上铝板、下铝板置于改性处理液先静置15min，静置温度为60℃，然后进行超声分散，超声功率为400W，超声时间为25min，然后取出、晾干；

步骤二：然后将上铝板、阻燃芯层和下铝板依次从上到下放置，热压处理，处理温度为172.5℃，处理结束，得到防火铝天花板。

本实施例的热压处理压力为5MPa。

对比例1.

与实施例3不同是阻燃芯层的制备方法中改性添加剂采用焦磷酸二三聚氰胺阻燃剂代替。

对比例2.

与实施例3不同是改性添加剂的制备方法不同；

将15份阻燃剂加入到20份酚醛树脂中，随后再加入3份二苯基甲烷二异氰酸酯、2份亚磷酸酯和1.5份硅烷偶联剂KH560，搅拌混合充分，得到改性添加剂。

对比例3.

与实施例3不同是改性处理液的制备中改性碳纳米管的碳纳米管采用石墨代替。

对比例4.

与实施例3不同是改性处理液的制备方法不同；

S101：将15份环氧树脂、7.5份丙烯酸酯乳液加入到搅拌罐中，然后再加入2份改性碳纳米管，搅拌混合充分，得到一次改性液；

S102：取20份第一改性液中加入4份3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷、3份海藻酸钠，搅拌充分，得到二次改性液；

S103：将25份二次改性液中加入3份硝酸镧、1.5份石墨烯和7.5份膨润土粉，超声分散，分散结束，得到改性处理液。

对比例5.

与实施例3不同是改性处理液中膨润土采用滑石粉代替。

为了对比说明不同产品的性能，对实施例和比较例得到的产品的下述性能进行测试，测试结果如下。

氧指数：参考GB/T2406-2009；

燃烧增长速率指数FIGRA：参考GB/T20284-2006；

延燃时间：参考GB/T5464-2010；

燃烧热值：参考GB/T14402-2016。

实施例1-3及对比例1-5产品性能测试如下：

从对比例1-2、实施例3中可看出；添加剂采用焦磷酸二三聚氰胺阻燃剂代替，产品的阻燃性能显著降低，同时改性添加剂制备方法改变，均不如本发明采用方法产生的效果最佳，本发明改性添加剂具有显著的改进阻燃效果；

从对比例3-5中可看出，膨润土采用滑石粉代替、改性处理液的制备方法不同以及改性碳纳米管的碳纳米管采用石墨代替，产品的性能均不如本发明改进效果显著；

同时发现对比例4、对比例5中，采用滑石粉替换膨润土，对比例4中膨润土未替换，只是改变制备条件，而滑石粉替换膨润土，产品阻燃变化范围大，可知，膨润土的添加，产品的阻燃改进效果改进显著优于其他对比例以及其他原料的选择。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。