專利名稱：一種防火鋁復合板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于建筑材料技術領域，具體地說，涉及一種防火建筑材料，特別涉及一種 A2級防火鋁復合板。
背景技術：
鋁塑復合板是指以塑料為芯層，兩面為鋁材的3層復合板材，并在產品表面覆以裝飾性和保護性的涂層或薄膜作為產品的裝飾面，在當前建筑裝飾材料得到了廣泛應用。 但是鋁塑復合板的芯材通常采用聚乙烯塑料作為主要材料，在高溫下易分解產生強烈的有毒和腐蝕性的物質，其防火性能較差，隨著世界各國對消防要求的提高，已不能滿足消防安全要求。雖然現在一些研究機構通過在聚乙烯中加入各種阻燃成分提高其防火性能，但也很難使其達到A2級。當前，防火鋁復合板作為一種新的防火阻燃建材得到了越來越多的研究。防火鋁復合板作為一種資源節(jié)約型產品和環(huán)境保護友好型阻燃裝飾材料，除保持了普通鋁塑復合板的特性、符合鋁塑復合板的技術指標要求外，還具有優(yōu)異的防火性能，產品燃燒性能達到國際防火標準難燃級(BI級)或不燃級(A級)。不同防火要求的鋁塑復合板其燃燒性能指標主要取決于芯材的類型和阻燃程度。 國內鋁塑板產品的芯材正在完成由PVC-普通聚乙烯-無鹵阻燃塑料的過渡。早期的PVC 芯材和鹵素阻燃芯材產品，如果阻燃處理不好，其燃燒后產生的大量煙霧達不到BI級或環(huán)保的規(guī)定要求，目前已經為絕大多數企業(yè)淘汰。在聚乙烯芯材中添加金屬氫氧化物等無機輕質骨料制備無鹵阻燃專用料方法，是目前國際上鋁塑復合板芯材的一種最有效、并為廣大鋁塑復合板生產企業(yè)所認同的阻燃芯材制備技術。目前常用的無鹵輕質骨料有金屬氫氧化物如Al(OH) 3、Mg(OH)2S質骨料、磷系輕質骨料、硅系輕質骨料等，另外加入硼酸鋅、微膠囊化紅磷、聚磷酸銨、三聚氰胺化合物等可以達到阻燃抑煙的作用。金屬氫氧化物輕質骨料的阻燃機理是，一旦發(fā)生火災，其芯材在 200°C以上的溫度下吸熱脫水，可以帶走產生的燃燒熱，其脫水生成的氧化物在材料表面形成一道堅固致密的阻燃屏障，起到絕熱防護作用，從而降低燃燒速度，防止火焰蔓延，達到抑制燃燒的目的。CN 101870567A公開了一種不燃性A2級防火鋁復合板用芯層材料，由85_95wt% 的無機不燃成分、5_13wt%高分子膠粘材料和0. 5-5 1:%的助劑一起攪拌混合制備而成。本發(fā)明防火性能特別高，芯層材料的熱值低于4. OMJ/kg，裝飾效果好，且成本較低。CN 101967045A公開了一種A2級防火鋁復合板的制造方法，它由碳酸鈣83-93千克，硅微粉130-142千克，石英砂87-97，珍珠巖10-15千克，丙綸短纖維7_12千克，二氧化硅40-50千克，氫氧化鋁58-67千克，鑰酸鋅12-27千克，丙烯酸乳膠135-145千克成份組成，該方法包括如下步驟步驟I :配料；步驟2 :出料、貼無紡布；步驟3 :烘烤、剝離無紡布、 扎制；步驟4 :冷卻、打磨、涂膠、烘烤；步驟5 :貼合、冷卻、剪切。采用如上防火鋁復合板的制造方法，通過八道烤箱烘烤和輥扎機的扎制，芯材由液體狀的配料烤成固體狀，在高溫情況下芯材與鋁板不易脫層，提高防火強度。防火鋁復合板的芯材主要由無機材料組成，阻燃性能得到了明顯提高，可達A2 級，有望取代鋁塑復合板。由于無機材料組成的芯材韌性較差，所以通常需在其中加入少量的短纖維和粘結劑。短纖維可以采用無機的，但無機纖維的柔韌性差，造成芯材的脆性大， 可加工性也隨之下降；也可以采用有機纖維，如在CN101967045A中使用了丙綸短纖維，這種短纖維的柔韌性好，但使鋁復合板的防火性能有所下降。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種A2級防火鋁復合板，所述防火板和現有的防火板相比較，芯材的韌性和可加工性明顯提高，且防火性能同樣可達A2級，性價比高，有利于大規(guī)模的工業(yè)生產及應用。為了達到上述目的，本發(fā)明通過向無機材料組成的芯材中加入柔韌性好、防火性高的氟樹脂纖維來解決這一問題，從而大大提高了鋁復合板芯材的韌性和可加工性能，防火等級同時滿足國家A2級標準。為了實現上述目的，本發(fā)明是通過如下技術方案實現的一種防火鋁復合板，按重量份數包括以下組分
碳酸鈣50-95輕質骨料84-156石英砂20-53針狀粉14-36高嶺土7-27氣樹脂短纖維11-28粘結劑14-36H2O7-23。作為優(yōu)選技術方案，一種防火鋁復合板，按重量份數包括以下組分
碳酸鈣75-85輕質骨料95-120石英砂30-40針狀粉20-25高嶺土10-15
氟樹脂短纖維15-20
粘結劑20-25 H2O10-15。碳酸鈣是一種無機化合物，是石灰?guī)r石(簡稱石灰石)和方解石的主要成分。本發(fā)明中碳酸鈣可有效增加或調節(jié)材料剛性，韌性，以及彎曲強度，并有利于提高制品尺寸穩(wěn)定，耐熱性及表面光潔性，具有良好的加工性能和增韌補強，填充量大的性能特點。本發(fā)明中碳酸鈣的重量份數可以選擇為52，60，75，82，89等。輕質骨料在本發(fā)明中主要起骨架或填充作用。本發(fā)明所述輕質骨料包括氫氧化鎂、氫氧化鋁。本領域技術人員可根據實際情況和經驗進行輕質骨料的選擇，此處為優(yōu)選， 并非限制。本發(fā)明輕質骨料經過幾種組分合理配比后，強度、阻燃性能大大提高。氫氧化鎂廣泛用于PE，PP, PVC, ABS, PS, HIPS, PA，PBT，不飽和聚酯，環(huán)氧樹脂，橡膠，油漆的阻燃填充劑，化工，環(huán)保等工業(yè)領域；用于塑料、橡膠等高分子材料的優(yōu)良輕質骨料和填充劑。氫氧化鋁是用量最大和應用最廣的無機阻燃添加劑。氫氧化鋁作為輕質骨料不僅能阻燃，而且可以防止發(fā)煙、不產生滴下物、不產生有毒氣體，因此，獲得較廣泛的應用，使用量也在逐年增加。使用范圍熱固性塑料、熱塑性塑料、合成橡膠、涂料及建材等行業(yè)。本發(fā)明優(yōu)選由50-90重量份的氫氧化鎂和32-53重量份的氫氧化鋁組成；進一步優(yōu)選由60-75重量份的氫氧化鎂和35-45重量份的氫氧化招組成。石英砂是一種非金屬礦物質，是一種堅硬、耐磨、化學性能穩(wěn)定的硅酸鹽礦物，其主要礦物成分是Si02。石英砂是重要的工業(yè)礦物原料，廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶煉硅鐵、冶金熔劑、冶金、建筑、化工、塑料、橡膠、磨料等工業(yè)。本發(fā)明中所述的石英砂，主要以石英為主，此外還含有長石、云母、巖屑、重礦物、黏土礦物等。石英砂具有較高的耐火性能，能夠提高鋁復合板的防火性能。石英砂的用量可以在20-53重量份范圍內任意選擇用于本發(fā)明，例如21，27，32，35，39，46，50，52等。本發(fā)明所述針狀粉選自硅灰石、海泡石、坡縷石針狀粉等具有針狀短纖維結構的物料中的一種或至少兩種的混合物，例如海泡石針狀粉/坡縷石針狀粉，硅灰石針狀粉，海泡石針狀粉，硅灰石針狀粉/海泡石針狀粉/坡縷石針狀粉等，優(yōu)選硅灰石針狀粉。硅灰石針狀粉主要成分為二氧化硅、氧化鈣，具有亮白色、針狀顆粒形態(tài)及低的吸油性等特性，有助于提高芯材的韌性和和防火性能。本領域技術人員能夠獲知的其他具有針狀短纖維結構的物料均可用于本發(fā)明。本發(fā)明中針狀粉的用量選擇如下均可實施本發(fā)明，例如15，18，21， 23,24. 5,30,32,35 等。高嶺土具有白度高、質軟、易分散懸浮于水中、良好的可塑性和高的粘結性、優(yōu)良的電絕緣性能；具有良好的抗酸溶性、很低的陽離子交換量、較好的耐火性等理化性質。因此高嶺土已成為造紙、陶瓷、橡膠、化工、涂料、醫(yī)藥和國防等幾十個行業(yè)所必需的礦物原料。聞嶺土具有較聞的耐火性，在聞溫條件下不易溶化，耐火度聞，本發(fā)明所述的聞嶺土用量選擇如下8，11，13，18，22，25，26等重量份均可用于實施本發(fā)明。本發(fā)明中的氟樹脂短纖維可以采用各種氟樹脂纖維，如FEP、PFA、ETFE中的一種或至少兩種的混合物，例如FEP短纖維/PFA短纖維，FEP短纖維/PFA短纖維/ETFE短纖維， FEP短纖維，PFA短纖維，優(yōu)選FEP短纖維。這些氟樹脂纖維柔韌性明顯優(yōu)于無機纖維，可以大幅度提高芯材的韌性和可加工性。另一方面，由于所加入的氟樹脂纖維的耐熱性好，優(yōu)于當前使用的丙綸短纖維；而且加入的量也較少，所以不影響鋁復合板的防火等級，仍然可達 A2級。氟樹脂短纖維的用量可在11-28重量份范圍內根據實際情況任意選擇，例如12. 5， 16，19，21，25，28等。所述氟樹脂短纖維的長度優(yōu)選20_100mm，例如22mm，38mm, 45mm, 60mm, 79mm, 86mm, 98mm等均可,進一步優(yōu)選35-80mm,更優(yōu)選58mm。本發(fā)明所述粘結劑為乳膠和/或硅溶膠，所述乳膠優(yōu)選丙烯酸乳膠。乳膠和硅溶膠均可用作各種耐火材料粘結劑，具有粘結力強、耐高溫等特點。本發(fā)明所述的粘結劑用量可在14-36重量份范圍內根據實際情況進行任意選擇，例如15，18，22，24，29，31，35等。本發(fā)明所述的防火鋁復合板，還包括15-20重量份的三聚氰胺。三聚氰胺與甲醛縮合聚合可制得三聚氰胺樹脂，可用于塑料及涂料工業(yè)，也可作紡織物防摺、防縮處理劑。 其改性樹脂可做色澤鮮艷、耐久、硬度好的金屬涂料。其還可用于堅固、耐熱裝飾薄板，防潮紙及灰色皮革鞣皮劑，合成防火層板的粘接劑，防水劑的固定劑或硬化劑等。三聚氰胺在本發(fā)明中不僅可以起到阻燃的作用，還能夠起到粘接劑的作用。三聚氰胺的用量可選擇為 16，17. 5，18，19. 8 等。本發(fā)明還包括2-13重量份的阻燃劑。本領域技術人員能夠獲知的起阻燃作用的添加劑均可用于實施本發(fā)明。所述阻燃劑優(yōu)選FR208。FR208為硅橡膠環(huán)保輕質骨料，是一種經過特殊工藝生產的無鹵輕質骨料，為白色粉末、不溶于水、不吸濕、不溶于有機溶劑、無毒、環(huán)保、熱穩(wěn)定性好、燃燒后不熔滴。所述FR208重量份優(yōu)選2-5。更優(yōu)選地，一種防火鋁復合板，按重量份數包括以下組分
8
碳酸鈣78-83氫氧化鎂66-70氣氧!化銘37-45FR2082-4石英砂32-36硅灰石針狀粉21-25高嶺土12-14FEP短纖維16.5-20三聚氛胺16-18丙烯酸乳膠22-24H2O12-15。優(yōu)選的技術方案，一種防火招復合板，按重邏碳酸鈣80氫氧化鎂68氣氧!化銘42FR2083石英砂35硅灰石針狀粉23高嶺土13.5FEP短纖維18三聚氛胺17丙烯酸乳膠23H2O14。

本發(fā)明所述的“包括”，意指其除所述組分外，還可以包括其他組分，這些其他組分賦予所述防火鋁復合板不同的特性。除此之外，本發(fā)明所述的“包括”，還可以替換為封閉式的“為”或“由......組成”。本發(fā)明所述防火鋁復合板防火級別為A2級。不僅具有普通鋁塑板和防火鋁塑板裝飾方面的優(yōu)點，在防火等級和環(huán)保性能及板材強度、剛度上更彌補了普通鋁塑板和防火鋁塑板的不足。本發(fā)明中的A2級防火鋁復合板的制造工藝均為現有技術，本發(fā)明不再就此限定。 即本發(fā)明的A2級防火鋁復合板可以按照現有技術的制造工藝得到。與已有技術方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果I、本發(fā)明制得的防火鋁復合板具有防火、阻燃、有害煙霧小、隔潮等的優(yōu)良性能。2、本發(fā)明產品的韌性、加工性能顯著提高，同時防火性能也能夠達到A2級別，性價比更高。下面對本發(fā)明進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權利保護范圍，本發(fā)明的權利范圍以權利要求書為準。
具體實施例方式為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下實施例I一種防火鋁復合板，按重量份數將如下組分進行配比并按現有工藝制備得到A2
級防火鋁復合板
碳酸鈣80
氫氧化鎂68
氫氧化鋁42
石英砂35
硅灰石針狀粉23
高嶺土13.5
FEP短纖維18
三聚氰胺17
丙烯酸乳膠23
H2O14。
實施例2一種防火鋁復合板，按重量份數將如下組分進行配比并按現有工藝制備得到A2
級防火鋁復合板
碳酸鈣80氫氧化鎂68氣氧!化銘42FR2083石英砂35硅灰石針狀粉23高嶺土13.5ETFE短纖維18三聚氛胺17丙烯酸乳膠23H2O14。實施例三一種防火鋁復合板，按重量份數將如下組分進行配比并按現有工藝制備得到A2
級防火鋁復合板碳酸鈣50
氫氧化鎂90
氫氧化鋁53
FR20813
石英砂53
坡縷石針狀粉14
高嶺土7
氟樹脂短纖維28
粘結劑36
H2O7。實施例四ー種防火鋁復合板，按重量份數將如下組分進行配比并按現有エ藝制備得到 級防火鋁復合板
碳酸鈣83
氫氧化鎮(zhèn)66
氫氧化鋁37
FR2082
石英砂32
坡縷石針狀粉21
高嶺土12
PFA短纖維20
三聚氰胺18
丙烯酸乳膠22
H2O12。
實施例五一種防火鋁復合板，按重量份數將如下組分進行配比并按現有工藝制備得到A2
級防火鋁復合板
碳酸鈣95氫氧化鎂50氣氧!化銘32FR2082石英砂20海泡石針狀粉36高嶺土27氣樹脂短纖維28粘結劑14H2O23。實施例六一種防火鋁復合板，按重量份數將如下組分進行配比并按現有工藝制備得到A2
級防火鋁復合板
碳酸鈣78
氫氧化鎮(zhèn)64
氫氧化鋁40FR2084
石英砂33
海泡石針狀粉22
高嶺土14
FEP短纖維18
三聚氰胺17
丙烯酸乳膠22
H2012。對比例按重量份數含有如下組分進行配比并按現有工藝制備得到硅鋁鎂防火板
80 90目石英砂20
200 400目石英砂68
50 60目石英砂3
氫氧化鎂47
高嶺土84
針狀粉22
FR2085
三聚氰胺18
氯化石蠟16
十溴二苯醚16
短纖維12
粘結劑25
H206。經檢測，本發(fā)明所制的防火板可以進行任意彎曲和折疊，可加工性好，而且防火性能達A2級。而對比例制成的硅鋁鎂防火板，柔韌性差，芯材的脆性大，可加工性也隨之下降。不燃性試驗及單體燃燒試驗均顯示，本發(fā)明防火鋁復合板各項技術指標均符合國家GB 8624-2006《建筑材料及制品燃燒性能分級》標準，在600s內無燃燒滴落物產生， 防火性能滿足A2級標準。就普通鋁塑板而言，芯材為易燃聚乙烯，遇火即燃，也屬于可燃材料。即便是目前B級的防火鋁塑復合板，也只是有限的提高了其燃點。聚乙烯的熔點在 112-140°C，在300°C時分解燃燒，從而引發(fā)火災事故。申請人:聲明，所屬技術領域的技術人員在上述實施例的基礎上，將上述實施例某組分的具體含量點值，與發(fā)明內容部分的技術方案相組合，從而產生的新的數值范圍，也是本發(fā)明的記載范圍之一，本申請為使說明書簡明，不再羅列這些數值范圍。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明所選用原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1. 一種防火鋁復合板，其特征在于，按重量份數包括以下組分碳酸鈣50-95輕質骨料84-156石英砂20-53針狀粉14-36高嶺土7-27氣樹脂短纖維11-28粘結劑14-36H2O7-23。
2.如權利要求I所述的防火鋁復合板，其特征在于，按重量份數包括以下組分碳酸鈣75-85輕質骨料95-120石英砂30-40針狀粉20-25高嶺土10-15氣樹脂短纖維15-20粘結劑20-25H2O10-15。
3.如權利要求I或2所述的防火鋁復合板，其特征在于，所述輕質骨料包括氫氧化鎂和氫氧化鋁；優(yōu)選由50-90重量份的氫氧化鎂和32-53重量份的氫氧化鋁組成；進一步優(yōu)選由60-75重量份的氫氧化鎂和35-45重量份的氫氧化招。
4.如權利要求1-3之一所述的防火鋁復合板，其特征在于，所述針狀粉選自硅灰石、海泡石、坡縷石針狀粉中的一種或至少兩種的混合物，優(yōu)選硅灰石針狀粉。
5.如權利要求1-4之一所述的防火鋁復合板，其特征在于，所述氟樹脂短纖維選自 FEP、PFA、ETFE中的一種或至少兩種的混合物，優(yōu)選FEP短纖維；所述氟樹脂短纖維的長度優(yōu)選20 100mm,進一步優(yōu)選35 80mm,更優(yōu)選58mm。
6.如權利要求1-5之一所述的防火鋁復合板，其特征在于，所述粘結劑為乳膠和/或硅溶膠，所述乳膠優(yōu)選丙烯酸乳膠。
7.如權利要求1-6之一所述的防火鋁復合板，其特征在于，還包括15-20重量份的三聚氰胺。
8.如權利要求1-7之一所述的防火鋁復合板，其特征在于，還包括2-13重量份的阻燃劑；所述阻燃劑優(yōu)選FR208 ;所述FR208優(yōu)選2_5重量份。
9.如權利要求1-8之一所述的防火鋁復合板，其特征在于，按重量份數包括以下組分碳酸鈣78-83氫氧化鎂66-70氣氧!化銘37-45FR2082-4石英砂32-36硅灰石針狀粉21-25高嶺土12-14FEP短纖維16.5-20三聚氛胺16-18丙烯酸乳膠22-24H2O12-15,或，所述的防火鋁復合板，按重量份數包括以下組分碳酸鈣80氫氧化鎂68氣氧!化銘42FR2083石英砂35硅灰石針狀粉23高嶺土13.5FEP短纖維18三聚氛胺17丙烯酸乳膠23H2O14。
10.如權利要求1-9之一所述的防火鋁復合板，其特征在于，所述防火鋁復合板防火級別為A2級。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防火鋁復合板，其由碳酸鈣、輕質骨料、針狀粉、高嶺土、氟樹脂短纖維、石英砂、粘結劑等組分經常規(guī)工藝制造而成。本發(fā)明按以上配方制備的鋁復合板，芯材的韌性和可加工性明顯提高，并且防火性能可達A2級。
文檔編號C04B16/06GK102584160SQ20121001102
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月14日 優(yōu)先權日2012年1月14日
發(fā)明者姜廣鵬, 徐鶴霖, 李晨, 王迎春, 范平, 高建飛 申請人:無錫市順達物流涂裝設備有限公司