CN100451430C - 一种用辅助机械打孔的酚醛芯材真空绝热板制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种用辅助机械打孔的酚醛芯材真空绝热板制备方法，涉及一种真空绝热板，提供一种具有较高开孔率的酚醛芯材VIP板的制备方法。制备酚醛芯材：将苯酚、甲醛水溶液和氢氧化钠加入反应器中升温至沸腾，冷却后加甲酸中和，减压脱水及未反应的醛和酚后出料；将脱水所得树脂、乙二醇、DC-193硅油、开孔剂和发泡剂混合加入固化剂，倒入模具，发泡至泡体固化后取出，切割后去浮尘；开设放置吸气剂的槽孔；测开口率，在板材上打孔。前处理：将酚醛芯材置于真空室中排气，升温，记下时间并保温至真空度小于1Pa，冷却；当真空室温度降到80℃以下时，即可打开真空室取出已处理好的酚醛芯材。真空封装。
Description
技术领域
本发明涉及一种真空绝热板(VIP板)，尤其是涉及一种用辅助机械打孔的酚醛芯材真空绝热板制备方法。
背景技术
以酚醛作为VIP板的芯材，对其物理参数有一定的要求，如密度要求60～70kg/m3，开孔率95％以上，孔径越小越好，所有这些是为了阻碍VIP板中气体分子的自由运动，因为气体分子的自由运动时，因相互碰撞会产生热交换，减少了分子之间的热交换VIP板的保温效果就更好，但是酚醛发泡要想做到开孔达到95％以上，是非常困难的，开孔率越高则材料的密度则越小，密度小VIP板又承受不了大气造成的压力。故採取提高芯材密度加辅助机械打孔的方法既提高了芯材的抗压强度又增加了开孔率。
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发明内容
本发明的目的在于针对现有的酚醛发泡开孔率不高等问题，提供一种具有较高开孔率的酚醛芯材VIP板的制备方法。
本发明的具体步骤为：
1.制备酚醛芯材
1)将苯酚、甲醛水溶液和氢氧化钠加入反应器中升温至68～72℃，恒温220～300min，再加热至沸腾保持80±2℃反应50～70min，冷却后加浓度为3％～5％的甲酸中和，在温度为60～70℃下减压脱去水及未反应的醛和酚后出料，按质量比苯酚∶甲醛水溶液∶氢氧化钠＝100∶(170～185)∶(0.8～1.5)，甲醛水溶液的浓度为36％～37.5％。
2)发泡：将脱水所得树脂、乙二醇、DC-193硅油、开孔剂和发泡剂混合后，加入固化剂，搅拌均匀并倒入模具，放入温度为65～75℃的烘箱发泡，至泡体固化后取出，切割所需规格材料，开孔剂选自十二烷基硫酸钠和甲基苯磺酸钠，发泡剂选自石油醚和正戊烷，固化剂选自对甲苯磺酸和磷酸，按质量比脱水所得树脂∶乙二醇∶DC-193硅油∶开孔剂∶发泡剂∶固化剂＝100∶(2～3)∶(1～1.8)∶(1～1.5)∶(6～10)∶(20～30)。
3)切割成所需芯材尺寸。
4)刷去酚醛芯材表面的浮尘。
5)开好放置吸气剂的槽孔，槽孔开在中间层的酚醛芯材上。
6)将酚醛芯材按国标GB10799-89方法测量其开口率，根据测得的数据确定下一步打孔工序。
7)将裁好的板材放置在工作台上，在板材上打孔，孔径为0.1～0.5mm，孔的密度为25～50/cm2。
2.前处理
1)将酚醛芯材置于真空室中排气，使真空度达到0.1Pa后升温，最高不超过350℃，排气时先关闭节流阀，等罗茨泵稳定工作后再打开节流阀。
2)当温度升到设定的数值，最高不超过350℃时，开始记下时间并保温。
3)保温至真空度小于1Pa。
4)处理完后切断加热电源，冷却。
5)当真空室温度降到80℃以下时，即可打开真空室取出已处理好的酚醛芯材。
3.真空封装：
1)将已处理好的酚醛芯材装入包装袋，并放进真空室排气。
2)排气后进行封口。
3)真空室放入大气，取出真空绝热板。
在制备酚醛芯材时，将苯酚、甲醛水溶液和氢氧化钠加入反应器中，最好升温至70℃，恒温240min，再加热至沸腾保持80±2℃反应50～70min，冷却后加浓度最好为3.5％的甲酸中和，在温度为60～70℃下减压脱去水及未反应的醛和酚后出料，最好保持真空度达0.085～0.090mpa。按质量比最好为苯酚∶甲醛水溶液∶氢氧化钠＝100∶180∶1，甲醛水溶液的浓度最好为37％。
在发泡过程中，最好按质量比开孔剂十二烷基硫酸钠∶甲基苯磺酸钠＝1∶(1～1.5)，发泡剂石油醚∶正戊烷＝1∶1，固化剂对甲苯磺酸∶磷酸＝1∶(1.5～2)，脱水所得树脂∶乙二醇∶DC-193硅油∶开孔剂∶发泡剂∶固化剂＝100∶(2～3)∶(1～1.8)∶(1～1.5)∶(6～10)∶(20～30)，脱水所得树脂∶乙二醇∶DC-193硅油∶开孔剂∶发泡剂∶固化剂＝100∶2∶1.5∶113∶8∶28。
所述的开在中间层的酚醛芯材上的槽孔最好直径为28mm，厚度为7mm，所述的吸气剂最好为钡-锂吸气剂，这种吸气剂是一种不须高温激活在常温即可使用的吸气剂。
将裁好的板材最好放置在铺有橡胶板的工作台上，用机械打孔方法在板材上打孔。打孔器最好采用PA(聚酰胺)、PVC(聚氯己烯)等有机材料制成，在其上镶嵌一定密度(例如25/cm2)的具有一定强度的钢针，直径根据需要可为0.1～0.5mm。
在前处理过程中，将酚醛芯材置于真空室中排气后，升温的速度最好不大于10℃/min，当温度升到设定的数值最高不超过350℃时，最好保温1h。
在真空封装过程中，放进真空室排气的时间最好控制在2min之内，注意真空封口机针对所使用包装袋预先调好封口时的气缸压力、温度、时间。
众所周知，酚醛发泡要想做到开孔率达到95％以上，是非常困难的，开孔率越高则材料的密度则越小，密度小的VIP板又承受不了大气造成的压力。由于本发明采用辅助机械打孔的方法，使具有较高密度的芯材通过打孔提高了开孔率，从而解决了上述难题，既提高了VIP板的绝热性能，又能承受大气压力。
具体实施方式
以下实施例将对本发明作进一步的说明。
实施例1
1.制备酚醛芯材
1)将苯酚100g、甲醛水溶液180g和氢氧化钠1g加入反应器中升温至70℃，恒温240min，再加热至沸腾保持80±2℃反应60min，冷却后加浓度为3.5％的甲酸中和，在温度为65℃下减压脱去水及未反应的醛和酚后出料，保持真空度达0.086mpa，甲醛水溶液的浓度为37％。
2)发泡：将脱水所得树脂100g、乙二醇2g、DC-193硅油1.5g、开孔剂1.3g和发泡剂8g混合后，加入固化剂28g，搅拌均匀并倒入模具，放入温度为70℃的烘箱发泡，至泡体固化后取出，切割所需规格材料，开孔剂选自十二烷基硫酸钠和甲基苯磺酸钠，十二烷基硫酸钠∶甲基苯磺酸钠＝1∶1.2，发泡剂选自石油醚和正戊烷，石油醚∶正戊烷＝1∶1，固化剂选自对甲苯磺酸和磷酸，固化剂对甲苯磺酸∶磷酸＝1∶1.7。
3)切割成所需芯材尺寸，刷去酚醛芯材表面的浮尘。
4)开好放置吸气剂的槽孔，槽孔开在中间层的酚醛芯材上，槽孔最好直径为28mm，厚度为7mm，吸气剂最好为钡-锂吸气剂。
5)将酚醛芯材按国标GB10799-89方法测量其开口率，根据测得的数据确定下一步打孔工序。将裁好的板材放置在铺有橡胶板的工作台上，用机械打孔的方法在板材上打孔，孔径为0.1～0.5mm。孔的密度为25～50/cm2。打孔器采用PA(聚酰胺)、PVC(聚氯己烯)等有机材料制成，在其上镶嵌一定密度(例如25/cm2)的具有一定强度的钢针，直径根据需要可为0.1～0.5mm。
6)将裁好的板材放置在工作台上，在板材上打孔。
2.前处理
1)将酚醛芯材置于真空室中排气，使真空度达到0.1Pa后升温，最高不超过350℃，升温速度不大于10℃/min，当温度升到设定的数值最高不超过350℃时保温1h，排气时先关闭节流阀，等罗茨泵稳定工作后再打开节流阀。
2)当温度升到设定的数值，最高不超过350℃时，开始记下时间并保温。
3)保温至真空度小于1Pa。
4)处理完后切断加热电源，冷却。
5)当真空室温度降到80℃以下时，即可打开真空室取出已处理好的酚醛芯材。
3.真空封装：
1)将已处理好的酚醛芯材装入包装袋，并放进真空室排气，放进真空室排气的时间最好控制在2min之内，注意真空封口机针对所使用包装袋预先调好封口时的气缸压力、温度、时间。
2)排气后进行封口。
3)真空室放入大气，取出VIP板。
取出VIP板后，可使用仪器检测，记录下数据。检测仪器可采用JW-III型热流计式导热仪。其具体检测方法如下：
1)调试：按规定顺序依次打开相应仪器的总开关、冷源、热源、水泵和智能化测量仪器的开关，并观查正常运行。
2)校准：打开主体部分(主体部分由热板、冷板及热流计等部公组成)将标准校验板置冷热板之间，用压紧装置进得压紧，再调智能化测量仪器，输入标准校验板厚度单位为mm)，待冷热板温度达到要求温度其智能化测量仪器显示导热系数与标准值相差为≤±5％后，则校准完毕可以进行测量。
实施例2
与实施例1类似，其区别在于在制备酚醛芯材时，将苯酚100g、甲醛水溶液185g和氢氧化钠0.8g加入反应器中升温至68℃，恒温300min，再加热至沸腾保持80±2℃反应70min，冷却后加浓度为5％的甲酸中和，在温度为60℃下减压脱去水及未反应的醛和酚后出料，保持真空度达0.085mpa，甲醛水溶液的浓度为37.5％。
发泡时，将脱水所得树脂100g、乙二醇2.5g、DC-193硅油1.8g、开孔剂1.5g和发泡剂6g混合后，加入固化剂20g，搅拌均匀并倒入模具，放入温度为65℃的烘箱发泡，至泡体固化后取出，切割所需规格材料，十二烷基硫酸钠∶甲基苯磺酸钠＝1∶1.5，石油醚∶正戊烷＝1∶1，固化剂选自对甲苯磺酸和磷酸，固化剂对甲苯磺酸∶磷酸＝1∶1.5。
实施例3
与实施例1类似，其区别在于在制备酚醛芯材时，将苯酚100g、甲醛水溶液170g和氢氧化钠1.5g加入反应器中升温至72℃，恒温220min，再加热至沸腾保持80±2℃反应50min，冷却后加浓度为3％的甲酸中和，在温度为70℃下减压脱去水及未反应的醛和酚后出料，保持真空度达0.090mpa，甲醛水溶液的浓度为36％。
发泡时，将脱水所得树脂100g、乙二醇3g、DC-193硅油1g、开孔剂1g和发泡剂10g混合后，加入固化剂30g，搅拌均匀并倒入模具，放入温度为75℃的烘箱发泡，至泡体固化后取出，切割所需规格材料，十二烷基硫酸钠∶甲基苯磺酸钠＝1∶1，石油醚∶正戊烷＝1∶1，固化剂选自对甲苯磺酸和磷酸，固化剂对甲苯磺酸∶磷酸＝1∶2。
Claims (10)
1.一种用辅助机械打孔的酚醛芯材真空绝热板制备方法，其特征在于其步骤为：
(1)制备酚醛芯材：
1)将苯酚、甲醛水溶液和氢氧化钠加入反应器中升温至68～72℃，恒温220～300min，再加热至沸腾保持80±2℃反应50～70min，冷却后加浓度为3％～5％的甲酸中和，在温度为60～70℃下减压脱去水及未反应的醛和酚后出料，按质量比苯酚∶甲醛水溶液∶氢氧化钠＝100∶170～185∶0.8～1.5，甲醛水溶液的浓度为36％～37.5％；
2)发泡：将脱水所得树脂、乙二醇、DC-193硅油、开孔剂和发泡剂混合后，加入固化剂，搅拌均匀并倒入模具，放入温度为65～75℃的烘箱发泡，至泡体固化后取出，切割所需规格材料，开孔剂选自十二烷基硫酸钠和甲基苯磺酸钠，发泡剂选自石油醚和正戊烷，固化剂选自对甲苯磺酸和磷酸，按质量比脱水所得树脂∶乙二醇∶DC-193硅油∶开孔剂∶发泡剂∶固化剂＝100∶2～3∶1～1.8∶1～1.5∶6～10∶20～30；
3)切割成所需芯材尺寸；
4)刷去酚醛芯材表面的浮尘；
5)开好放置吸气剂的槽孔，槽孔开在中间层的酚醛芯材上；
6)将酚醛芯材按国标GB10799-89方法测量其开口率，根据测得的数据确定下一步打孔工序；
7)将裁好的板材放置在工作台上，在板材上打孔，孔径为0.1～0.5mm。孔的密度为25～50/cm2；
(2)前处理：
1)将酚醛芯材置于真空室中排气，使真空度达到0.1Pa后升温，最高不超过350℃，排气时先关闭节流阀，等罗茨泵稳定工作后再打开节流阀；
2)当温度升到设定的数值，最高不超过350℃时，开始记下时间并保温；
3)保温至真空度小于1Pa；
4)处理完后切断加热电源，冷却；
5)当真空室温度降到80℃以下时，即可打开真空室取出已处理好的酚醛芯材；
(3)真空封装：
1)将已处理好的酚醛芯材装入包装袋，并放进真空室排气；
2)排气后进行封口；
3)真空室放入大气，取出真空绝热板。
2.如权利要求1所述的一种用辅助机械打孔的酚醛芯材真空绝热板制备方法，其特征在于在制备酚醛芯材时，将苯酚、甲醛水溶液和氢氧化钠加入反应器中升温至70℃，恒温240min，再加热至沸腾保持80±2℃反应50～70min，冷却后加浓度为3.5％的甲酸中和，在温度为60～70℃下减压脱去水及未反应的醛和酚后出料，保持真空度达0.085～0.090MPa，按质量比苯酚∶甲醛水溶液∶氢氧化钠＝100∶180∶1，甲醛水溶液的浓度为37％。
3.如权利要求1所述的一种用辅助机械打孔的酚醛芯材真空绝热板制备方法，其特征在于在发泡过程中，按质量比开孔剂十二烷基硫酸钠∶甲基苯磺酸钠＝1∶1～1.5，发泡剂石油醚∶正戊烷＝1∶1，固化剂对甲苯磺酸∶磷酸＝1∶1.5～2。
4.如权利要求1所述的一种用辅助机械打孔的酚醛芯材真空绝热板制备方法，其特征在于所述的脱水所得树脂∶乙二醇∶DC-193硅油∶开孔剂∶发泡剂∶固化剂＝100∶2∶1.5∶1.3∶8∶28。
5.如权利要求1所述的一种用辅助机械打孔的酚醛芯材真空绝热板制备方法，其特征在于所述的开在中间层的酚醛芯材上的槽孔直径为28mm，厚度为7mm。
6.如权利要求1所述的一种用辅助机械打孔的酚醛芯材真空绝热板制备方法，其特征在于所述的吸气剂为钡-锂吸气剂。
7.如权利要求1所述的一种用辅助机械打孔的酚醛芯材真空绝热板制备方法，其特征在于将裁好的板材放置在铺有橡胶板的工作台上，用机械打孔的方法在板材上打孔。
8.如权利要求1所述的一种用辅助机械打孔的酚醛芯材真空绝热板制备方法，其特征在于打孔器采用聚酰胺和聚氯己烯有机材料制成，在其上镶嵌的钢针，直径为0.1～0.5mm。
9.如权利要求1所述的一种用辅助机械打孔的酚醛芯材真空绝热板制备方法，其特征在于在前处理过程中，将酚醛芯材置于真空室中排气后，升温的速度不大于10℃/min，当温度升到设定的数值最高不超过350℃时，保温1h。
10.如权利要求1所述的一种用辅助机械打孔的酚醛芯材真空绝热板制备方法，其特征在于在真空封装过程中，放进真空室排气的时间控制在2min之内。
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