本技術(shù)涉及防火材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種防火隔熱片材及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、一些電氣設(shè)備在遇到短路、長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載、絕緣層損壞、老化或腐蝕以及接觸不良的情況時(shí)，容易導(dǎo)致漏電、局部溫度急劇上升，最終引發(fā)火災(zāi)等問(wèn)題，而目前，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于電池以及電器一般采用氣凝膠氈、硅膠隔熱墊、聚氨酯泡沫、纖維氈等為其進(jìn)行防火隔熱保護(hù)；對(duì)于電線以及電纜橋架一般采用防火板、防火毯等為其進(jìn)行防火隔熱保護(hù)，以此來(lái)減少電氣設(shè)備引發(fā)火災(zāi)的現(xiàn)象發(fā)生。

2、其中氣凝膠氈、硅膠隔熱墊、聚氨酯泡沫、纖維氈等防火隔熱裝置雖然在600℃以下具有較好的隔熱效果，但如果內(nèi)部的電池溫度過(guò)高而燃燒，產(chǎn)生的溫度會(huì)在瞬間達(dá)到1000℃以上，產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及防火隔熱裝置被破壞，隔熱性能失效，無(wú)法有效預(yù)防火災(zāi)的蔓延；而防火板和防火毯雖能夠抵抗超高溫，但是其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高。故生產(chǎn)得到一種防火隔熱性優(yōu)異，生產(chǎn)步驟簡(jiǎn)單并且能夠與被保護(hù)產(chǎn)品之間結(jié)合緊密的防火隔熱裝置有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有的一些防火隔熱裝置難以抵擋千度高溫，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高的問(wèn)題，本技術(shù)提供了一種防火隔熱片材及其制備方法，具有優(yōu)良的防火隔熱性能并且生產(chǎn)步驟簡(jiǎn)單，與被保護(hù)產(chǎn)品之間結(jié)合緊密。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種防火隔熱片材，包括結(jié)構(gòu)支撐層、防火隔熱自粘層和防粘層；所述結(jié)構(gòu)支撐層和防粘層分別在防火隔熱自粘層的兩面；所述防火隔熱自粘層包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：

3、橡膠基體10～40份；

4、聚異丁烯15～40份；

5、隔熱填料3～15份；

6、阻燃填料15～30份；

7、補(bǔ)強(qiáng)填料2～10份；

8、瓷化粉15～40份；

9、小分子助劑0.1～2份；

10、所述橡膠基體為質(zhì)量比為(5～30)：(5～10)的丁基橡膠和乙烯-醋酸乙烯共聚物。

11、優(yōu)選的，補(bǔ)強(qiáng)填料包括滑石粉、陶土、碳酸鈣、炭黑、白炭黑中的一種或幾種的組合。

12、優(yōu)選的，小分子助劑為受阻酚類抗氧劑。受阻胺類光穩(wěn)定劑中的一種或兩種的組合。

13、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，以丁基橡膠為主要的橡膠基體并且輔助以乙烯-醋酸乙烯共聚物得到的防火隔熱自粘層具有自粘性，在使用過(guò)程中去除防粘層就能夠在不添加使用膠黏劑的條件下與被保護(hù)基材之間連接緊密，不易脫落，更好的保護(hù)基材。同時(shí)在防火隔熱自粘層中還添加有聚異丁烯，能夠增強(qiáng)丁基橡膠的塑性和彈性，增強(qiáng)自粘層在各種材料表面的粘接力，確保在不同條件下的穩(wěn)定粘接。隔熱填料以及阻燃填料的加入賦予自粘層良好的防火隔熱性能。

14、并且在自粘層中還添加有瓷化粉，可以提高防火隔熱層的阻燃性能和熱穩(wěn)定性，提高防火隔熱層的耐火等級(jí)，在受熱或者燃燒環(huán)境下，瓷化粉會(huì)熔融并且迅速固化成堅(jiān)硬的陶瓷狀物質(zhì)，形成一層致密的隔熱層，與阻燃填料協(xié)同作用，可以有效延緩熱量的傳遞，保護(hù)基材不受到火焰的直接侵害，使其在火災(zāi)下也能夠長(zhǎng)時(shí)間維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和完整性，避免一些電氣設(shè)備在火焰或者溫度過(guò)高下進(jìn)一步引起線路過(guò)載，造成嚴(yán)重?fù)p害，同時(shí)瓷化粉還能夠減緩材料的熱分解過(guò)程，減少燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙霧量以及有毒氣體的排放量，形成的致密隔熱層還能夠限制可燃材料與氧氣之間的接觸，進(jìn)而降低燃燒效率，進(jìn)一步提高防火隔熱片材的安全性和耐久性。

15、優(yōu)選的，所述阻燃填料包括氫氧化鋁、氫氧化鎂、聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺中的一種或幾種的組合。

16、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，阻燃填料的使用，無(wú)毒環(huán)保，規(guī)避了溴系阻燃劑的添加，并且阻燃填料在受熱分解時(shí)會(huì)吸收大量的熱量，可以降低材料表面溫度；燃燒時(shí)放出的煙霧少，不含鹵素；燃燒后形成的致密碳層還能夠有效隔絕熱量和氧氣，提升阻燃效果，并且還能有助于維持材料的機(jī)械強(qiáng)度，維持材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免二次破壞。

17、所述隔熱填料包括蛭石、珍珠巖、空心玻璃微珠、膨脹石墨中的一種或幾種的組合。

18、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，隔熱填料本身具有較好的耐高溫特性，不易燃燒，在防火隔熱自粘層中添加隔熱填料，可以延緩或者阻止火勢(shì)蔓延，增強(qiáng)防火隔熱自粘層的阻燃效果，同時(shí)隔熱填料最重要的就是其低導(dǎo)熱系數(shù)特性可以有效阻擋熱量傳遞，減少熱量項(xiàng)材料內(nèi)部進(jìn)行傳導(dǎo)，保護(hù)內(nèi)部不受高溫影響。

19、優(yōu)選的，所述丁基橡膠為接枝改性丁基橡膠；所述接枝改性丁基橡膠的原料包括質(zhì)量比為1：(0.3～0.5)的丁基橡膠和雙環(huán)戊二烯苯酚環(huán)氧樹脂。

20、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，由于阻燃填料不同于溴系阻燃劑在添加量低的時(shí)候也能夠達(dá)到優(yōu)異的阻燃等級(jí)，往往需要添加足量的阻燃填料才能夠達(dá)到要求的阻燃等級(jí)，在防火隔熱自粘層添加過(guò)量的填料會(huì)在一定程度上影響自粘層在各個(gè)基材表面的粘接性，因此，為了改善高填充量下防火隔熱層的自粘性，對(duì)丁基橡膠做了接枝改性處理。

21、具體的，將雙環(huán)戊二烯苯酚環(huán)氧樹脂接枝在丁基橡膠的分子鏈上，雙環(huán)戊二烯苯酚環(huán)氧樹脂中含有大量的苯酚基團(tuán)和環(huán)氧基團(tuán)，可以使自粘層與基材表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成更加牢固的化學(xué)鍵。并且苯酚基團(tuán)可以為其他基團(tuán)提供氫原子形成強(qiáng)氫鍵，分子間還可以通過(guò)形成π-π堆積與其他芳香基團(tuán)聚集，電子相互作用增加了粘附力。

22、并且雙環(huán)戊二烯苯酚環(huán)氧樹脂接枝改性丁基橡膠在丁基橡膠上還引入了苯環(huán)結(jié)構(gòu)和環(huán)氧基團(tuán)，能夠提高在高溫下的熱穩(wěn)定性，并且能夠才遇到阻燃機(jī)理中，在燃燒形成碳層的過(guò)程中提高隔絕氧氣、吸收熱量的能力，顯著提高材料的阻燃性能，并且也賦予丁基橡膠更高的化學(xué)穩(wěn)定性。

23、優(yōu)選的，所述接枝改性丁基橡膠按照以下方法制備得到：

24、s1.1將丁基橡膠和雙環(huán)戊二烯苯酚環(huán)氧樹脂分別溶解在溶劑中，得到丁基橡膠溶液和苯酚環(huán)氧樹脂溶液；

25、s1.2調(diào)節(jié)丁基橡膠溶液的溫度為80～100℃，加入催化劑后攪拌混合，隨后添加苯酚環(huán)氧樹脂溶液，攪拌反應(yīng)6～8h后冷卻至室溫，加入反應(yīng)猝滅劑，最后通過(guò)減壓蒸餾、洗滌干燥得到接枝改性丁基橡膠。

26、優(yōu)選的，溶劑包括氯甲烷、二氯甲烷、二甲苯、甲苯、二氯乙烷、四氫呋喃中的一種或幾種的組合；

27、優(yōu)選的，催化劑包括過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化二異丙苯、氯化鋅、硫酸中的一種或幾種的組合；

28、優(yōu)選的，反應(yīng)猝滅劑包括叔丁基對(duì)苯二酚、2,6-二叔丁基對(duì)甲酚中的一種或幾種的組合。

29、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，在催化劑的作用下，丁基橡膠的不飽和端基活化，能夠與開環(huán)后的雙環(huán)戊二烯苯酚環(huán)氧樹脂上的環(huán)氧基團(tuán)之間反應(yīng)，形成共價(jià)鍵，從而實(shí)現(xiàn)接枝，最后在反應(yīng)猝滅劑的作用下終止未反應(yīng)的自預(yù)計(jì)，防止副產(chǎn)物的大量產(chǎn)生并且改善產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

30、優(yōu)選的，所述防火隔熱自粘層中還添加有質(zhì)量份數(shù)為4～8份的異戊二烯-磷酸酯共聚物。

31、優(yōu)選的，所述異戊二烯-磷酸酯共聚物的原料包括質(zhì)量比為1：(0.6～0.9)的異戊二烯和丙烯酸磷酸酯類單體；所述丙烯酸磷酸酯類單體為2-羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯和二[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]磷酸酯中的一種或兩種的組合。

32、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，在防火隔熱自粘層中，由于大量的填料加入，整體的剛性也偏大，尤其在對(duì)丁基橡膠進(jìn)行接枝改性處理之后，苯環(huán)結(jié)構(gòu)的引入會(huì)提高丁基橡膠基體的剛性，不利于形成的防火隔熱片材柔韌性的提升。因此為了改善材料的柔韌性，在防火隔熱自粘層中還添加有異戊二烯和丙烯酸磷酸酯類單體之間形成的共聚物。

33、異戊二烯-磷酸酯共聚物作為一種長(zhǎng)碳鏈化合物具有良好的分子鏈柔性，分子鏈之間只存在相互作用力而不存在纏結(jié)作用，在提高體系中分子鏈之間的距離的同時(shí)，減少了分子間的相互作用力，使鏈段能夠更容易進(jìn)行滑移，通過(guò)能夠改變丁基橡膠基的分子鏈結(jié)構(gòu)，引入的長(zhǎng)鏈能夠提供額外的旋轉(zhuǎn)自由度，減少分子間的緊密排列，進(jìn)而增加防火隔熱片材的可彎曲性和柔韌性。

34、并且異戊二烯-磷酸酯共聚物中還含有磷酸酯基團(tuán)，除了能夠與異戊二烯之間形成共聚物提高共聚物的柔韌性和加工性能之外，磷酸酯基團(tuán)還能夠協(xié)同阻燃填料，提高材料的阻燃性能；并且磷酸酯基團(tuán)也能夠在高溫下形成炭層，炭層作為隔熱屏障能夠減緩材料內(nèi)部的熱降解速率，從而提高整體的熱穩(wěn)定性，形成的防火隔熱自粘層不僅具有良好的柔韌性，適應(yīng)不同形狀的產(chǎn)品的貼合，還能夠提高防火隔熱自粘層的阻燃隔熱性能，得到性能更加優(yōu)異的防火隔熱片材。

35、優(yōu)選的，所述異戊二烯-磷酸酯共聚物按照以下方法制備得到：在環(huán)己烷中加入丁基鋰，升高溫度至50～60℃，邊攪拌邊加入異戊二烯，攪拌反應(yīng)20～40min后，加入丙烯酸磷酸酯類單體和引發(fā)劑，升高溫度至70～90℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4～6h后，加入濃鹽酸終止反應(yīng)，最后經(jīng)過(guò)沉淀出膠、洗滌干燥得到異戊二烯-磷酸酯共聚物。

36、優(yōu)選的，引發(fā)劑包括偶氮二異丁腈、偶氮二甲酰胺、過(guò)硫酸銨中的一種或幾種的組合。

37、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，丁基鋰作為異戊二烯的引發(fā)劑，在環(huán)己烷中能夠促進(jìn)異戊二烯形成長(zhǎng)直鏈的結(jié)構(gòu)，隨后在引發(fā)劑的作用下，進(jìn)攻丙烯酸磷酸酯類單體中的雙鍵，形成一個(gè)新的自由基中間體，在鏈增長(zhǎng)的同時(shí)與異戊二烯中的自由基之間相互結(jié)合，逐漸形成共聚物，最后通過(guò)濃鹽酸終止反應(yīng)，得到柔性的異戊二烯-磷酸酯共聚物。

38、優(yōu)選的，所述結(jié)構(gòu)支撐層的原料包括鋁箔、鋁箔玻纖布、陶瓷玻纖布、硅鈦布中的一種；所述防粘層的原料包括pet離型膜、pe離型膜和opp離型膜中的一種。

39、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)支撐層能夠提高防火隔熱自粘層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，防粘層則是保障在使用前防火隔熱自粘層不會(huì)被環(huán)境中的灰塵污染，降低自粘層的粘接性。

40、第二方面，本技術(shù)還提供了一種防火隔熱片材的制備方法，包括以下工藝步驟制備得到：

41、s2.1按質(zhì)量份數(shù)比將防火隔熱自粘層的原料混合均勻，然后在捏合機(jī)中進(jìn)行捏合得到防火隔熱自粘層膠料；

42、s2.2將得到防火隔熱自粘層膠料擠壓成片，隨后與結(jié)構(gòu)支撐層和防粘層復(fù)合收卷得到防火隔熱片材。

43、綜上所述，本技術(shù)具有如下有益效果：

44、1、本技術(shù)的防火隔熱片材包括結(jié)構(gòu)支撐層、防火隔熱自粘層和防粘層，其中防火隔熱自粘層中以丁基橡膠為主要的橡膠基體輔助以乙烯-醋酸乙烯共聚物以及聚異丁烯獲得自粘性，在使用過(guò)程中去除防粘層就能夠在不添加使用膠黏劑的條件下與被保護(hù)基材之間連接緊密，使用方便，并且能夠更好的保護(hù)基材。同時(shí)出了添加阻燃填料和隔熱填料來(lái)提高產(chǎn)品的防火隔熱性能之后，防火隔熱自粘層中還添加有瓷化粉，能夠在受熱或者燃燒環(huán)境下迅速固化成堅(jiān)硬的陶瓷狀物質(zhì)，形成一層致密的隔熱層，與阻燃填料協(xié)同作用，可以有效延緩熱量的傳遞，保護(hù)基材不受到火焰的直接侵害，使其在火災(zāi)下也能夠長(zhǎng)時(shí)間維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和完整性。

45、2、本技術(shù)的防火隔熱自粘層中丁基橡膠為雙環(huán)戊二烯苯酚環(huán)氧樹脂接枝改性丁基橡膠，苯酚基團(tuán)和環(huán)氧基團(tuán)能夠提高填充量下的防火隔熱自粘層的粘接性，并且苯環(huán)結(jié)構(gòu)和環(huán)氧基團(tuán)的引入能夠提高在高溫下的熱穩(wěn)定性，顯著提高材料的阻燃性能，并且也賦予丁基橡膠更高的化學(xué)穩(wěn)定性。

46、3、本技術(shù)的防火隔熱自粘層中還添加有異戊二烯-磷酸酯共聚物，能夠改善在填充量多以及剛性結(jié)構(gòu)過(guò)多的條件下防火隔熱自粘層的柔韌性，柔性分子鏈的引入，減少了分子間的相互作用力，提供額外的旋轉(zhuǎn)自由度，進(jìn)而增加防火隔熱片材的可彎曲性和柔韌性。并且其中的磷酸酯基團(tuán)還能夠協(xié)同阻燃填料，提高材料的阻燃性能，在高溫下形成炭層，炭層作為隔熱屏障能夠減緩材料內(nèi)部的熱降解速率，從而提高整體的熱穩(wěn)定性，得到性能更加優(yōu)異的防火隔熱片材。