一种含酚醛泡沫碎料的阻燃复合板、其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种阻燃材料，具体涉及一种利用难降解材料的废料回收再利用制得的阻燃复合板。本发明还涉及上述阻燃复合板的制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002]酚醛泡沫是一种具有优异的防火难燃、低烟低毒和较高的热稳定特性的热固性隔热保温塑料，随着国家对保温材料阻燃方面的要求，酚醛泡沫因其阻燃效果好，得到了广泛的应用。然而在酚醛泡沫搬运过程中因其脆性而发生碰撞破损，在安装、裁切时产生废料、边角料以及在产品使用后废弃等原因，产生出大量的酚醛泡沫碎料，而对这些硬质酚醛泡沫边角碎料的处理，是现在废料回收再利用领域的课题之一。
[0003]目前建筑装饰装修中广泛使用的纤维板是采用热磨机发热磨削木片而得到的木质纤维料经与胶黏剂混合压制而成。其中经过热磨的木纤维含有大量的木粉小颗粒，与胶黏剂混合后所制备的板材容易吸潮变形。而且阻燃板材所需要施加的阻燃剂量大，通常为12?15wt%，无疑造成阻燃板材成本高昂。
[0004]本发明中利用纤维与酚醛泡沫、胶黏剂等的混合料置于第一阻燃板和第二阻燃板之间，热压制得一种具有阻燃性能的复合板，其生产成本低廉、安全环保、阻燃性能优，改善了酚醛泡沫利用时易产生的脱粉、强度低以及产品低附加值的问题。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的不足，本发明提供了一种利用酚醛泡沫制得的阻燃性能优良的板材，其还具有结构简单、保温性能好、强度高、生产成本低等优点。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种阻燃复合板，将含酚醛泡沫碎料粉末、纤维和胶黏剂的混合料置于第一阻燃板材和第二阻燃板材之间，然后热压而成。其中，所述混合料中，所述酸醛泡沫碎料粉末的量为40?80质量份，所述纤维的量为10?50质量份，所述胶黏剂的量为6?10质量份。
[0007]根据本发明，将上述的包含酚醛泡沫碎料粉末、纤维和胶黏剂的混合料置于第一阻燃板材和第二阻燃板材之间，进行热压得到所述复合板，通过控制所述混合料中各组分的比例，就能够制得具有良好阻燃性能、强度、粘结牢固性等优点的阻燃复合板。成型的复合板相当于多层材料，中间层为阻燃纤维与酚醛泡沫碎料粉末等混合而成，上下面层分别为第一和第二阻燃板材贴面。制品具有强度高，不易变形，阻燃性能好等特性。
[0008]根据本发明的一个具体实施例，所述纤维选自矿物质纤维和经阻燃处理的绿色纤维中的至少一种，优选选自玄武岩纤维、玻璃纤维和经阻燃处理的木、竹、麻、秸杆中的一种或多种。所述纤维起增强作用，也可称为增强纤维。在一个具体的实例中，所述纤维的平均长度为10?25mm，平均直径为50?600 μ m。所述酚醛泡沫碎料部分能吸附在纤维的表面或之间。
[0009]根据本发明的一个具体实施例，对所述绿色纤维的阻燃处理，可以使用本领域内的常规技术处理，如采用阻燃剂进行处理，如将阻燃剂与绿色纤维进行混合。阻燃剂的施加量为4?8质量份，此处是相对于100份的混合料而言。优选所述阻燃剂选自三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、聚磷酸铵、磷酸二氢铵和磷酸铵二胺中的至少一种。所述阻燃剂可为粉体或液体。根据本发明，阻燃剂的用量少，但所得板材仍然具有良好的阻燃性能。本发明对阻燃剂来源没有特殊限制，可商购，也可以按照本领域技术人员熟知的方法制备。
[0010]根据本发明的一个具体实施例，所述胶黏剂为不产生甲醛的胶黏剂，如可采用二异氰酸酯胶黏剂。采用不产生甲醛的胶黏剂能够在为板材提供高的粘结强度的同时，避免甲醛的产生，避免了板材在后期释放毒性气体，提高了板材的安全性。由于二异氰酸酯中含有的不饱和键的NCO基团能够与多种基团反应，产生化学键，因此具有优良的化学粘合力，能够将各组分牢牢地粘结在一起，且粘结强度高。此外，胶黏剂的用量少，在低施胶量的基础上，达到良好的粘接效果，且具有良好的尺寸稳定性。
[0011]根据本发明，所述酚醛泡沫碎料粉末具有良好的阻燃性能，且其质量轻、受热不熔化且吸水率低。同时，酚醛泡沫碎料粉末能够与所述纤维更好地混合，有利于提高板材的机械性能和阻燃性能。在一个具体实施例，所述酚醛泡沫碎料粉末的粒径大小为10?400目，粒径小，从而有利于其与所述纤维更均匀的混合。优选将酚醛泡沫碎料粉末的含水率控制在小于5%。
[0012]根据本发明，所述第一阻燃板材和第二阻燃板材相同或不同，选自阻燃性木质材料、阻燃塑料板和金属面材，优选选自阻燃性装饰薄木、阻燃性单板、阻燃性纤维板、阻燃性胶合板、阻燃性木塑复合板、三聚氰胺高压装饰板、铝板和彩钢板中的至少一种。优选所述第一阻燃板材和第二阻燃板材的厚度可控制在0.8?3mm。所述第一阻燃板材和第二阻燃板材可以为所述复合板提供基材，同时也可起到装饰的作用，表层质量提高、强度大大增加。所得到的板材具有强度高，耐磨性强，不易变形等特性。本发明对所述的阻燃板材来源及颜色没有特殊限制，本领域技术人员可以根据要求进行选择。所述第一阻燃板材或第二阻燃板材并不仅限于一层，当有多层时，其厚度也适当拓展，有利于得到应用范围更广的复合板。
[0013]本发明中的术语，如纤维、薄木、单板、木塑复合板、胶合板、纤维板等等为本领域内常用的术语，如GB/T 18259?2009中也有限定，其品种规格在本领域已知，此处不再赘述。
[0014]本发明中利用纤维与酚醛泡沫混合，不使用阻燃剂(当使用矿物质纤维时)或少使用阻燃剂(对绿色纤维进行阻燃处理时，能够降低了阻燃剂施加量，减少约6?8wt%的质量份)；利用无甲醛产生的二异氰酸酯作为胶黏剂，粘合能力强，且不产生甲醛；采用第一和第二阻燃板材能够提高板材的表层质量和增加强度，经过一次混合热压成型，最终得到一种生产成本低廉、安全环保、阻燃性能优的阻燃复合板，改善酚醛泡沫利用产生的脱粉、强度低以及产品低附加值的问题。
[0015]根据本发明的另外一个方面，还提供了一种制备阻燃复合板的方法，包括以下步骤:
[0016]I)粉碎酚醛泡沫碎料；
[0017]2)将纤维与所述酚醛泡沫粉末混合，在混合的过程中，施加胶黏剂，得到混合料；
[0018]3)将所述混合料铺装在所述第一阻燃板材上，然后进行预压，形成板坯；
[0019]4)然后将第二阻燃板材置于所述板坯上，进行热压成型；
[0020]5)进行后处理，得到所述复合板。
[0021]根据本发明，在所述步骤(I)中，所述粉碎，可以采用压缩、冲击、摩擦或剪切等方式。比如:球磨机、研磨机或粉碎机等。粉碎后的酚醛泡沫碎料粉末粒径大小为10?400目。所述酚醛泡沫碎料粉末的含水率小于5%。
[0022]在所述步骤(2)中，所述纤维选自矿物质纤维和经阻燃处理的绿色纤维中的至少一种，优选选自玄武岩纤维、玻璃纤维和经阻燃处理的木、竹、麻、秸杆中的一种或多种。在一个具体的实例中，所述纤维的平均长度为10?25mm，平均直径为50?600 μ m。所述酚醛泡沫碎料部分能吸附在纤维的表面或之间。对所述绿色纤维的阻燃处理，可以使用本领域内的常规技术处理，如采用阻燃剂进行处理，阻燃剂的施加量为4?8质量份。优选所述阻燃剂选自三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、聚磷酸铵、磷酸二氢铵和磷酸铵二胺中的至少一种。所述阻燃剂可为粉体或液体。当阻燃剂为粉体时，其粒径也控制在500目的筛余不大于5%。所述纤维的含水率应控制在小于8%。当所述的纤维为矿物质纤维时，可直接混合。所用的胶为不产生甲醛的胶黏剂。采用的施加胶黏剂的方式可为喷胶。施胶量为4?8质量份。所述的混合可通过机械分散混合，使混合更加均匀。所述混合料的含水率控制在在6?8%左右。
[0023]在所述步骤3)中，所述预压的压力为0.2?0.6MPa，预压的时间为4?10s，从而以便于达到更好的效果。所述第一阻燃板材选自阻燃性木质材料、阻燃塑料板和金属面材，优选选自阻燃性装饰薄木、阻燃性单板、阻燃纤维板、阻燃性胶合板、阻燃木塑复合板、三聚氰胺高压装饰板、铝板和彩钢板中的至少一种。优选所述第一阻燃板材的厚度可控制在 0.8 ?3mm。
[0024]在所述步骤4)中，根据选择的不同材质板材决定热压温度及压力，优选热压的温度为135?165°C，热压的压力为2.0?3.5MPa。所述的第二阻燃板材与第一阻燃板材可相同或不同，选自阻燃性木质材料、阻燃塑料板和金属面材，优选选自阻燃性装饰薄木、阻燃性单板、阻燃纤维板、阻燃性胶合板、阻燃木塑复合板、三聚氰胺高压装饰板、铝板和彩钢板中的至少一种。所述的第二阻燃板材得厚度控制在0.8?3mm。
[0025]在所述步骤5)中，包括将后处理为本领域常规的后处理步骤，如切除边角、冷却、砂光等，然后存放。
[0026]根据本发明所得复合板，其尺寸可设定，如所述的阻燃复合板厚度可压制至5_，最大厚度不限，优选的，压制后复合板厚度小于50mm。制得的复合板，尺寸稳定性好、强度高，阻燃性能好。
[0027]本发明所用酚醛泡沫来源广泛，生产工艺简单，原料只需要一次混合即可热压成型。实验结果表明所述板材静曲强度高，内结合强度高，氧指数高，最大烟密度值低，阻燃效果优异，还具有良好的机械强度以及粘结强度。所得板材具有强度高、耐磨性强和不易变形等特性。本发明中的制造设备可利用现有纤维板生产设备，在原有设备上添加I?2台铺装设备即可完成。
[0028]根据本发明的另外一个方面，还提供了上述的阻燃复合板或上述方法制备的复合板在保温阻燃材料中的应用。根据本发明提供的阻燃复合板，其具有优良的阻燃性、保温性能和尺寸稳定性、低的吸水率，具有良好的装饰性能，能够用作保温阻燃材料，可用于多种领域，如建筑、装饰、装修等。
【附图说明】
[0029]图1为本发明所述的阻燃复合板内部组成示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步说明，但并不构成对本发明的任何限制。
[0031]测试和表征:
[0032](I)根据GB/T 18958?2013方法测定容重、含水率、吸水厚度膨胀率、内结合强度；其中用容重(g/cm3)表示压实效果，这一数值越大表示压实效果越好；
[0033](2)根据GB 1465?2005方法测定静曲强度；
[0034](3)根据GB/T 2406.2?2009方法测定氧指数；用氧指数表示材料是否容易燃烧，>30%表示为难燃材料(BI级)；