本發(fā)明涉及一種防火材料，具體地說是一種建筑保溫防火材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前市場上常用的建筑物外墻保溫材料有巖棉、玻璃棉、聚氨酯泡沫塑料等。
巖棉和玻璃棉有時統(tǒng)稱為礦物棉，都屬于無機材料。礦物棉一般是來自于天然礦物、無毒無害的綠色產(chǎn)品。其防火性能好、耐久性好，能夠做到與結(jié)構(gòu)壽命同步，價格較低，滿足保溫隔熱性能的同時還能夠具有一定的隔聲效果。巖棉外墻保溫隔熱材料尤其適用于防火等級要求高的建筑。但巖棉的質(zhì)量優(yōu)劣相差很大，保溫性能好的密度低，其抗拉強度也低，耐久性比較差。玻璃棉與巖棉在性能上有很多相似之處，但其手感好于巖棉，可改善工人的勞動條件，但它的價格較巖棉更高。此外，雖然巖棉、玻璃棉等無機材料具有耐酸堿、耐腐蝕、穩(wěn)定性高，耐老化等優(yōu)點，但其泡沫較脆，易粉化，強度低，并且存在粉塵和細小纖維等方面缺點，既污染空氣又易滋生細菌，已成為危害人們健康的隱患，而且保溫隔熱性能有限，應(yīng)用范圍受到限制。
聚氨酯泡沫塑料等有機保溫材料具有較強的抵抗外力的能力，還具有質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐熱性好等優(yōu)點，在現(xiàn)有節(jié)能建筑中運用廣泛。然后普遍存在保溫與防火不能兼顧的缺點，在燃燒時釋放大量熱量、產(chǎn)生大量有毒煙氣，不僅會加速大火蔓延，而且容易造成被困人員及救援人員的傷亡。
因此，在當前形勢下，通過將有機材料和無機材料相結(jié)合，制備有機無機復(fù)合保溫防火材料，發(fā)揮出各自的有點，彌補自身的不足，是未來保溫防火材料發(fā)展的重要方向。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含有機材料和無機材料的保溫防火材料及其制備方法，通過在水泥中引入聚氨酯和其他添加劑，增強保溫防火的功效。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種建筑保溫防火材料，按重量計：水性聚氨酯10-30份，水泥20-50份，水20-30份，鋁粉2-3份，30%雙氧水1-2份，玻璃纖維0.5-2份，聚酯纖維1-2份，閉孔珍珠巖5-8份，三乙醇胺0.5-1.5份，硫酸鈉0.5-1份，檸檬酸0.2-0.5份，aes活性劑0.1-0.2份，石油醚1.5-2.5份，甲磺酸0.5-0.8份，硅油3-6份，氫氧化鋁1-2份，硼酸鋅0.5-2份，磷酸三二甲苯酯0.8-1.2份，磷酸三苯酯1-1.5份，多聚磷酸銨10-15份。
所述水性聚氨酯包括如下成分，按摩爾比計，聚乙二醇單甲醚：二甘醇：異氰酸酯為（1-4）：（0.3-0.8）：（3.5-4）。所述異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯。聚乙二醇單甲醚、二甘醇、異氰酸酯優(yōu)選的摩爾比為2:0.35:0.8。所述水性聚氨酯的制備過程如下：
（1）將二甘醇與異氰酸酯在氮氣保護下反應(yīng)制得聚氨酯預(yù)聚體，二甘醇與異氰酸酯的反應(yīng)時間為6.5-8小時，反應(yīng)溫度控制在100-110℃；
（2）聚乙二醇單甲醚抽真空脫水后與步驟（1）制得的聚氨酯預(yù)聚體在氮氣條件下135-140℃反應(yīng)2-2.5小時，將產(chǎn)物的溫度降至40-50℃，按照固含量40-45%加水稀釋制得水性聚氨酯。
所述水泥選自硫鋁酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、硫酸鹽水泥中的一種或多種。優(yōu)選硫鋁酸鹽水泥。
所述水可以是蒸餾水或自來水等。
所述閉孔珍珠巖成球率為75-80%，比重95-110kg/m3。閉孔珍珠巖成球率優(yōu)選75%，比重100kg/m3。
所述多聚磷酸銨的聚合度n為2200-3000，優(yōu)選2500-2600。
本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案為，按重量計：水性聚氨酯15-20份，水泥35-45份，水25-30份，鋁粉2.5-3份，30%雙氧水1.5-2份，玻璃纖維0.5-1.5份，聚酯纖維1-1.5份，閉孔珍珠巖5-6份，三乙醇胺0.5-1份，硫酸鈉0.5-0.8份，檸檬酸0.2-0.3份，aes活性劑0.1-0.2份，石油醚1.5-2份，甲磺酸0.5-0.8份，硅油3-4份，氫氧化鋁1-1.5份，硼酸鋅0.5-1份，磷酸三二甲苯酯0.8-1份，磷酸三苯酯1-1.5份，多聚磷酸銨10-12份。
本發(fā)明還包括一種建筑保溫防火材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）常溫下，將水加入水泥中進行攪拌，直至攪拌均勻，無凝結(jié)；
（2）將水性聚氨酯加入到步驟（1）的水泥漿料中，繼續(xù)攪拌至混合均勻；
（3）依次加入鋁粉、雙氧水、玻璃纖維、聚酯纖維和閉孔珍珠巖，持續(xù)攪拌至混合均勻且無氣泡產(chǎn)生，靜置20-30分鐘；
（4）依次繼續(xù)加入三乙醇胺、硫酸鈉、檸檬酸、aes活性劑、石油醚、甲磺酸、硅油、氫氧化鋁、硼酸鋅、磷酸三二甲苯酯和磷酸三苯酯，持續(xù)攪拌至各原料混合均勻，加完畢后靜置10-15分鐘；
（5）最后加入多聚磷酸銨，攪拌均勻后固化得到建筑保溫防火材料。
需要特殊說明的是，上述原料的加入時間沒有固定限制，按照所加量能夠被攪拌均勻為宜，但是各原料加料順序有嚴格的要求。不按照上述制備方法的加料順序可能導(dǎo)致無法實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
1.本發(fā)明的建筑保溫防火材料含有有機成分和無機成分，很好的發(fā)揮了各自的效果，并具有良好的兼容性，方便使用，易于施工。
2.本發(fā)明的建筑保溫防火材料含有水性聚氨酯，克服了無機材料易粉化、強度低、保溫效果差等缺點，具有輕質(zhì)、隔音、耐高溫、彈性模量大、耐腐蝕、耐久等優(yōu)點。
3.本發(fā)明的建筑保溫防火材料防火隔熱，環(huán)保性能好，產(chǎn)品達到a1級，不會燃燒，耐火極限可以達到6小時以上，無有毒氣體產(chǎn)生?？箟簭姸雀撸辰Y(jié)力強，具有良好的相容性，采用本制備方法得到的保溫材料，與墻體粘結(jié)強度高，板材干燥收縮值低，無空鼓開裂現(xiàn)象。
4.本發(fā)明的保溫材料具有高度的穩(wěn)定性能和抗老化性能，有效的保證室內(nèi)地面的平整不開裂，其壽命是苯板的10-15倍，是珍珠巖顆粒的8倍以上。
具體實施方式
以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實施例中所用原料均為市售獲得。下述實例2-6中的水泥選自硫鋁酸鹽水泥，水為自來水，閉孔珍珠巖成球率優(yōu)選75%，比重100kg/m3，多聚磷酸銨的聚合度n為2500。
實施例1水性聚氨酯的制備
將二甘醇與甲苯二異氰酸酯在氮氣保護下反應(yīng)制得聚氨酯預(yù)聚體，二甘醇與甲苯二異氰酸酯的摩爾比為0.35:0.8，反應(yīng)時間為7小時，反應(yīng)溫度控制在100℃，；
,按摩爾比，聚乙二醇單甲醚：二甘醇=2:0.34稱取聚乙二醇單甲醚，將聚乙二醇單甲醚抽真空脫水后與步驟（1）制得的聚氨酯預(yù)聚體在氮氣條件下135℃反應(yīng)2小時，將產(chǎn)物的溫度降至40℃，按照固含量40%加水稀釋制得水性聚氨酯，備用。以下實例中所用水性聚氨酯均為本實例制備聚氨酯。
實施例2保溫防火材料1
（1）常溫下，將25份水加入35水泥中進行攪拌，直至攪拌均勻，無凝結(jié)；
（2）將15水性聚氨酯加入到步驟（1）的水泥漿料中，繼續(xù)攪拌至混合均勻；
（3）依次加入2.5份鋁粉、30%雙氧水1.5份、玻璃纖維0.5份、聚酯纖維1份和閉孔珍珠巖5份，持續(xù)攪拌至混合均勻且無氣泡產(chǎn)生，靜置20分鐘；
（4）依次繼續(xù)加入三乙醇胺0.5份、硫酸鈉0.5份、檸檬酸0.2份、aes活性劑0.1份、石油醚1.5份、甲磺酸0.5份、硅油3份、氫氧化鋁1份、硼酸鋅0.5份、磷酸三二甲苯酯0.8份和磷酸三苯酯1份，持續(xù)攪拌至各原料混合均勻，加完畢后靜置10分鐘；
（5）加入多聚磷酸銨10份，攪拌均勻后固化得到建筑保溫防火材料1。
實施例3保溫防火材料2
（1）常溫下，將30份水加入45水泥中進行攪拌，直至攪拌均勻，無凝結(jié)；
（2）將20水性聚氨酯加入到步驟（1）的水泥漿料中，繼續(xù)攪拌至混合均勻；
（3）依次加入3份鋁粉、30%雙氧水2份、玻璃纖維1.5份、聚酯纖維1.5份和閉孔珍珠巖6份，持續(xù)攪拌至混合均勻且無氣泡產(chǎn)生，靜置30分鐘；
（4）依次繼續(xù)加入三乙醇胺1份、硫酸鈉0.8份、檸檬酸0.3份、aes活性劑0.2份、石油醚2份、甲磺酸0.8份、硅油4份、氫氧化鋁1.5份、硼酸鋅1份、磷酸三二甲苯酯1份和磷酸三苯酯1.5份，持續(xù)攪拌至各原料混合均勻，加完畢后靜置15分鐘；
（5）加入多聚磷酸銨12份，攪拌均勻后固化得到建筑保溫防火材料2。
實施例4保溫防火材料3
（1）常溫下，將20份水加入20水泥中進行攪拌，直至攪拌均勻，無凝結(jié)；
（2）將10水性聚氨酯加入到步驟（1）的水泥漿料中，繼續(xù)攪拌至混合均勻；
（3）依次加入2份鋁粉、30%雙氧水1份、玻璃纖維0.5份、聚酯纖維1份和閉孔珍珠巖5份，持續(xù)攪拌至混合均勻且無氣泡產(chǎn)生，靜置30分鐘；
（4）依次繼續(xù)加入三乙醇胺0.5份、硫酸鈉0.5份、檸檬酸0.2份、aes活性劑0.1份、石油醚1.5份、甲磺酸0.5份、硅油3份、氫氧化鋁1份、硼酸鋅0.5份、磷酸三二甲苯酯0.8份和磷酸三苯酯1份，持續(xù)攪拌至各原料混合均勻，加完畢后靜置15分鐘；
（5）加入多聚磷酸銨10份，攪拌均勻后固化得到建筑保溫防火材料3。
實施例5保溫防火材料4
（1）常溫下，將30份水加入50水泥中進行攪拌，直至攪拌均勻，無凝結(jié)；
（2）將30水性聚氨酯加入到步驟（1）的水泥漿料中，繼續(xù)攪拌至混合均勻；
（3）依次加入3份鋁粉、30%雙氧水2份、玻璃纖維2份、聚酯纖維2份和閉孔珍珠巖8份，持續(xù)攪拌至混合均勻且無氣泡產(chǎn)生，靜置30分鐘；
（4）依次繼續(xù)加入三乙醇胺1.5份、硫酸鈉1份、檸檬酸0.5份、aes活性劑0.2份、石油醚2.5份、甲磺酸0.8份、硅油6份、氫氧化鋁2份、硼酸鋅2份、磷酸三二甲苯酯1.2份和磷酸三苯酯1.5份，持續(xù)攪拌至各原料混合均勻，加完畢后靜置15分鐘；
（5）加入多聚磷酸銨15份，攪拌均勻后固化得到建筑保溫防火材料4。
實施例6保溫防火材料5
（1）常溫下，將25份水加入40水泥中進行攪拌，直至攪拌均勻，無凝結(jié)；
（2）將20水性聚氨酯加入到步驟（1）的水泥漿料中，繼續(xù)攪拌至混合均勻；
（3）依次加入2.5份鋁粉、30%雙氧水1.5份、玻璃纖維1.5份、聚酯纖維1.5份和閉孔珍珠巖7份，持續(xù)攪拌至混合均勻且無氣泡產(chǎn)生，靜置30分鐘；
（4）依次繼續(xù)加入三乙醇胺1份、硫酸鈉0.8份、檸檬酸0.3份、aes活性劑0.15份、石油醚2份、甲磺酸0.7份、硅油5份、氫氧化鋁1.5份、硼酸鋅1份、磷酸三二甲苯酯1份和磷酸三苯酯1.2份，持續(xù)攪拌至各原料混合均勻，加完畢后靜置15分鐘；
（5）加入多聚磷酸銨13份，攪拌均勻后固化得到建筑保溫防火材料5。
對比例1各原料與實施例6相同，只是在制備過程中統(tǒng)一加入，沒有按照本發(fā)明的制備方法進行制備。
對比例2各原料與實施例6相同，各原料加入順序也與本發(fā)明技術(shù)方案一致，只是在制備過程中缺少靜置步驟。
對比例3其它成分相同，水性聚氨酯中，聚乙二醇單甲醚：二甘醇：異氰酸酯的摩爾比為1:1:5。
對比例4
（1）常溫下，將5份水加入40水泥中進行攪拌，直至攪拌均勻，無凝結(jié)；
（2）將5水性聚氨酯加入到步驟（1）的水泥漿料中，繼續(xù)攪拌至混合均勻；
（3）依次加入1份鋁粉、30%雙氧水0.5份、玻璃纖維2份、聚酯纖維0.5份和閉孔珍珠巖7份，持續(xù)攪拌至混合均勻且無氣泡產(chǎn)生，靜置20分鐘；
（4）依次繼續(xù)加入三乙醇胺0.2份、硫酸鈉0.2份、檸檬酸0.5份、aes活性劑0.5份、石油醚1份、甲磺酸0.2份、硅油2份、氫氧化鋁2份、硼酸鋅0.2份、磷酸三二甲苯酯0.5份和磷酸三苯酯0.2份，持續(xù)攪拌至各原料混合均勻，加完畢后靜置10分鐘；
（5）加入多聚磷酸銨5份，攪拌均勻后固化得到對比例4。
本例中所用所用水性聚氨酯為實施例1中制備的。
對比例5cn102701687a公開的防火材料。
對比例6cn103664093a公開的防火材料。
對比例7為市售保溫防火產(chǎn)品。
應(yīng)用性能測試：
將實施例2-6制備的保溫防火材料1-5與對比例1-7的保溫防火材料均注入模具，放入水泥標準養(yǎng)護箱中養(yǎng)護。參照gb8624-2006對保溫防火材料的燃燒性能進行測試；參照gb/t8813和gb/t10294對保溫防火材料的導(dǎo)熱系數(shù)和抗壓強度進行測試。測得28天后各材料的性能指標見下表。
由上表可以看出，相對于對比例和現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的保溫防火材料具有較好的燃燒性能、導(dǎo)熱系數(shù)和抗壓強度。