一种复合阻燃保温装饰板的制作方法

本发明涉及装饰板，具体涉及一种复合阻燃保温装饰板。

背景技术：

1、阻燃保温装饰板是近年来在建筑领域备受关注的一种新型建筑材料。随着社会对建筑安全性和节能性的不断追求，阻燃保温装饰板因其具有出色的阻燃性能和优越的保温装饰特性而受到广泛研究和应用。

2、建筑火灾的发生给人们的生命财产安全带来了极大的威胁，因此开发具有良好阻燃性能的建筑材料成为亟待解决的问题。阻燃保温装饰板在材料组成上引入了阻燃剂，通过合理设计材料结构，使其在火灾条件下具备防火性能。这不仅为建筑提供了更高的安全性，同时也符合建筑行业对于建筑材料防火性能的不断提升的要求。

3、此外，随着节能环保理念的深入人心，建筑节能也成为全球建筑领域的研究热点。阻燃保温装饰板不仅具有卓越的阻燃性能，还具备优异的保温性能，有效降低了建筑在冬季供暖和夏季制冷时的能耗，为建筑节能提供了可行的解决方案。其保温性能不仅能够改善建筑内部的热工环境，还能够减轻对环境的不良影响，符合可持续建筑发展的理念。

4、因此，阻燃保温装饰板的研究成果不仅对提升建筑防火安全性和节能环保水平具有积极意义，同时也推动了建筑材料领域的技术创新和产业升级。随着研究的不断深入，阻燃保温装饰板有望成为建筑领域一种重要的、安全可靠的材料选择。

5、中国专利cn115162641a公开了一种防火保温装饰板及其制备方法和应用。该发明的防火保温装饰板的组成包括依次设置的硅酸铝纤维增强的二氧化硅气凝胶层、胶粘层和仿石装饰层。该发明的防火保温装饰板的制备方法包括以下步骤：先分别制备硅酸铝纤维增强的二氧化硅气凝胶层和仿石装饰层，再将二者用胶黏剂胶合，即得防火保温装饰板。本发明的防火保温装饰板具有防火效果优异、保温隔热性能优异、装饰效果好等优点。但是该发明中的阻燃性能和保温性能均不是很好，导热系数为0.020w/(m·k)，还需要进一步提高装饰板的阻燃性能和保温性能，以进一步扩大其应用。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种复合阻燃保温装饰板。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种复合阻燃保温装饰板，包括依次设置的基板、设置于基板一面的保温层和设置保温层另一面的装饰层，所述保温层材料为阻燃保温聚氨酯凝胶。

4、所述基板为无机硅晶板、陶瓷板、铝板、不锈钢板中的任一种。

5、所述装饰层材料为彩钢板，所述厚度为0.4-0.8mm。

6、所述保温层的厚度5-10mm。

7、所述阻燃保温聚氨酯凝胶通过阻燃性a组分和保温性b组分混合交联而成。

8、有机阻燃剂中含氮、磷、硫或硅等单一阻燃元素无法实现高效阻燃，因此，需要通过优化工艺来合成具有多个阻燃元素结合在一起，通过组合元素间协同阻燃作用来提高材料的阻燃性能。虽然含有多个阻燃元素可以有效提高材料的阻燃性，但如果将含有阻燃元素的单独组分与基材混合会导致各组分之间的相容性、协效性不好，不仅导致阻燃剂的效果不稳定，而且阻燃效果不佳甚至会影响到基材的其他性能。本发明通过合成一种同时含n、p、s、si元素等多种阻燃元素的有机阻燃剂，可以有效客户上述这些缺陷。该阻燃剂富含的n、p、s、si元素，受热释放出含磷酸、氮化物、硫化物以及硅化合物等，具有阻燃效能高、膨胀成炭性好，与基材的相容性也比较好等优点。

9、在燃烧过程中，随着温度升高，该阻燃剂可以在材料的表面形成惰性的氮化合物、磷化合物膜、硅化合物sio2等阻燃性物质，具体的氮气在高温下具有惰性，能够抑制火焰的形成和燃烧过程；磷元素在高温下可能形成磷化合物，生成一层磷化合物膜，隔离氧气，减缓燃烧，还有一些磷化合物在气相中可以阻止燃烧链反应的进行，从而抑制火焰的传播；硫在高温下具有惰性，能够抑制火焰的形成和延燃，一些硫化合物在燃烧时能够参与气相反应，降低燃烧温度；一些含硅的化合物在燃烧时可能生成硅化合物，这些化合物能够抑制燃烧过程。

10、总之，以上生成的物质具有抑制热量、氧气和其它热降解产物的传递，抑制烟雾和可燃气体的释放，起到阻隔的作用，此外磷元素和氮元素能形成偏磷酸盐和释放出惰性气体起到很大程度的协助阻燃效果，而硫元素参与反应，可以降低燃烧的传播速率和火焰的热释放，生成非挥发性的硫化产物，抑制自由基链反应，阻止燃烧过程，三者协同增效，提高材料的阻燃性能，同时还可以提高基材的力学性能。

11、所述阻燃性a组分的制备方法，包括以下步骤：

12、s1将11-巯基十一烷基磷酸、三聚氰氯溶于吡啶中，加入氢氧化钠水溶液调节ph，搅拌反应，得中间体a；

13、s2在氮气保护下，将n-[3-三甲氧基甲硅基]丙基]-1,6-己二胺和乙醇水溶液混合，加入氢氧化钠水溶液调节ph为中性，加入上述中间体a搅拌，得中间体b；

14、s3在氮气保护下，将上述中间体b与二甲亚砜混合均匀，加入1,5戊二胺搅拌，得中间体c；

15、s4在氮气保护下，将上述中间体c与二甲亚砜混合均匀，加入o-乙基硫代磷酰二氯搅拌，得阻燃性a组分。

16、具体的反应机理，s1以11-巯基十一烷基磷酸和三聚氰氯作为主要反应物，以氢氧化钠作为催化剂，在加热搅拌的条件下发生取代反应，11-巯基十一烷基磷酸中的巯基取代三聚氰氯中的一个氯原子，得到中间体a；s2以n-[3-三甲氧基甲硅基]丙基]-1,6-己二胺作为阻燃元素si源，同样在氢氧化钠作为催化剂，在加热搅拌的条件下发生取代反应，n-[3-三甲氧基甲硅基]丙基]-1,6-己二胺中的氨基取代中间体a中第二个氯原子，得到中间体b；s3以1,5戊二胺作为接枝中间物质，在搅拌的条件下1,5戊二胺中的一个氨基取代中间体b中第三个氯原子，得到中间体c；s4以o-乙基硫代磷酰二氯作为阻燃元素s源，在加热搅拌的情况下发生取代反应，o-乙基硫代磷酰二氯中酰氯取代中间体c中的另外一个氨基，o-乙基硫代磷酰二氯中的2个酰氯均与中间体c中的中的氨基发生取代，得到最终产物阻燃性a组分。

17、优选的，所述阻燃性a组分的制备方法，包括以下步骤：

18、s1在0-6℃下，将2-4重量份11-巯基十一烷基磷酸、1-3重量份三聚氰氯溶于40-80重量份吡啶中，加入0.1-0.5重量份1-3mol/l氢氧化钠水溶液，调节ph为6.5-7.5，在300-500rpm下搅拌1-3h，减压蒸馏除溶剂，重结晶，洗涤，干燥，得中间体a；

19、s2氮气保护下，将2-3重量份n-[3-三甲氧基甲硅基]丙基]-1,6-己二胺和60-160重量份40-60wt％乙醇水溶液混合，加入0.5-2mol/l的氢氧化钠水溶液调节ph为中性，加入3-6重量份上述中间体a，在70-90℃、300-500rpm下搅拌1-3h，减压蒸馏除溶剂，重结晶，洗涤，干燥，得中间体b；

20、s3在氮气保护、20-30℃条件下，将3-8重量份上述中间体b与60-140重量份二甲亚砜混合均匀，加入0.5-2重量份1,5戊二胺，调节ph为6.5-7.5，在300-500rpm下搅拌0.5-2h，减压蒸馏除溶剂，重结晶，洗涤，干燥，得中间体c；

21、s4在氮气保护、50-70℃下，将3-6重量份上述中间体c与60-140重量份二甲亚砜混合均匀，加入1-3重量份o-乙基硫代磷酰二氯，在300-500rpm搅拌2-5h，冷却至室温，重结晶，洗涤，干燥，得阻燃性a组分。

22、聚氨酯是一种轻质材料，具有较低的质量，这有助于减小材料结构的自重，提高保温材料的性能。聚氨酯凝胶具有良好的保温性能，这主要是由于其分子结构和物理性质的特殊性质所导致的：(1)聚氨酯凝胶具有闭孔结构，其中气体不能轻易流动，这种结构能够减小气体的对流传热，阻碍热量的传递，从而提高了保温性能。(2)聚氨酯凝胶的导热系数相对较低，这使得聚氨酯凝胶在避免热量传递方面表现良好。(3)聚氨酯凝胶是一种柔软的材料，能够填充和包裹各种形状的表面，这种柔软性有助于减小保温结构中的裂缝和隙缝，提高保温效果。(4)聚氨酯具有较好的化学稳定性，对水和一些化学物质的抵抗能力较强，这有助于维持其保温性能的长期稳定性。

23、具体的，本发明以聚己二酸-1,4-丁二醇酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯作为主要原料，通过二月桂酸二丁基锡作为催化剂，聚乙烯亚胺作为扩链剂，不仅可以增加聚氨酯的侧支链，使聚氨酯分子链得到扩散延长，提供网络交叉的结构，还可以将线型聚乙烯亚胺引入交联网络结构的聚氨酯中，最后形成相互贯穿的交联网络，这种三维交联网络高分子可形成凝胶，通过交联剂将阻燃性a组分与凝胶交联在一起，赋予聚氨酯凝胶良好的阻燃性能；表面活性剂环氧大豆油加入的目的是为了提高各物质之间的分散性；最终得到的保温层具有良好的保温阻燃效果，同时还具有良好的力学性能。

24、所述保温性b组分由以下重量份原料制成：15-30重量份聚己二酸-1,4-丁二醇酯、20-30重量份多亚甲基多苯基多异氰酸酯、0.5-1.2重量份二月桂酸二丁基锡。

25、所述阻燃保温聚氨酯凝胶制备方法，包括以下步骤：

26、y1将15-30重量份聚己二酸-1,4-丁二醇酯、20-30重量份多亚甲基多苯基多异氰酸酯、0.5-1.2重量份二月桂酸二丁基锡混合，在氩气环境下，90-110℃、400-600rpm搅拌反应1-3h，冷却得保温性b组分；

27、y2将3-6重量份聚乙烯亚胺、1-3重量份交联剂、0.5-1.5重量份环氧大豆油、3-6重量份阻燃性a组分混合均匀，再与0.5-2重量份环戊烷同时加至步骤s1制备的保温性b组分中，搅拌均匀，在100-130℃下保温50-70min，得阻燃保温聚氨酯凝胶。

28、所述交联剂为二乙醇胺。

29、所述的复合阻燃保温装饰板的制备方法，包括如下步骤：

30、(1)将彩钢卷开卷并压制成彩钢板，将阻燃保温聚氨酯凝胶经涂布器浇注涂覆在彩钢板的一面上，干燥，使得最终保温层的厚度5-10mm；

31、(2)将无机硅晶板和上述涂覆有阻燃聚氨酯胶液的彩钢板同时传送至双履带压合机进行复合，复合压力为0.04-0.1mpa，将彩钢板和无机硅晶板粘合成复合板材；

32、(3)将上述所得复合板材切割后进行堆放养护，即得到本发明所述的复合阻燃保温装饰板。

33、本发明的有益效果：本发明提供了一种复合阻燃保温装饰板以及装饰板的制备方法，通过在基板和装饰板中间设置一层具有阻燃保温作用的阻燃保温聚氨酯凝胶材料，得到了一种具有阻燃、保温以及力学性能等多重功能较好的装饰板，有效克服了市面上单一装饰板的局限，聚氨酯凝胶保温装饰板能促进凝胶新型材料在阻燃保温材料中的推广应用，为保温装饰新型材料的实践应用提供新选择和新方法。