CN101220172A - 建筑保温用脲醛树脂泡沫材料及其制备方法 - Google Patents

建筑保温用脲醛树脂泡沫材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种建筑保温用脲醛树脂泡沫材料及其制造方法。该种泡沫材料是通过加入改性剂对脲醛树脂配方、树脂生产工艺进行优化获得一种具有直链结构和部分支链结构的脲醛缩聚物，该缩聚物由以下组分组成：脲醛树脂、二异丁基萘磺酸钠、磷酸、草酸：苯酚、尿素、氯化镁、水，发泡固化剂是采用丁基萘磺酸钠和磷酸为主要原料，发泡体通过泵及喷枪混合，在施工现场发泡，可充满任何不规则空间，具有优良的隔热、保温、隔声和防火性能，阻燃、无毒、无烟、施工便捷、耐久、无需维护。适合需要快速空隙填充的现场施工，上述材料制造工艺简单，成本较低，仅为同密度聚苯乙烯泡沫价格的六分之一。

Description

建筑保温用脲醛树脂泡沫材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑保温材料及其制备方法，具体说是一种建筑保温用脲醛树脂泡沫材料及其制备方法。
背景技术
目前，多采用聚苯乙烯泡沫作为建筑保温材料。但聚苯乙烯泡沫阻燃差，加热至60℃即可逸出苯乙烯气体，燃烧时会分解出多种有毒气体，造成污染；聚苯乙烯泡沫降解周期长，容易造成白色污染；聚苯乙烯泡沫成本较高，采用十二烷基苯磺酸钠作为发泡剂时需要较高的溶解温度，不便于施工。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑保温用脲醛树脂泡沫材料，以解决现有技术中存在的上述问题，本发明的建筑保温用脲醛树脂泡沫材料成本低，阻燃性能优良，保温性能良好，对环境没有污染性。
本发明的另一个目的是提供上述建筑保温用脲醛树脂泡沫材料的制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种建筑保温用脲醛树脂泡沫材料，其特征是由以下组分按下述重量份数比构成的：
脲醛树脂∶二异丁基萘磺酸钠∶磷酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝45～60∶1.0～3.15∶1.0～2.2∶0.02～0.04∶0.20～1.6∶0.02～0.06∶35～50。
本发明特征是由以下组分按下述重量份数比组成的：
脲醛树脂∶二异丁基萘磺酸钠∶磷酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝50～55∶1.5～2.0∶1.2～1.5∶0.02～0.03∶0.25～1.0∶0.02～0.03∶40～45。
本发明特征在于是由以下组分按下述重量份数比组成的：
脲醛树脂∶二异丁基萘磺酸钠∶磷酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝50～60∶1.0～3.15∶1.0～1.2∶0.03～0.04∶0.50～1.5∶0.03～0.05∶35～45。
本发明特征在于所述的脲醛树脂是由以下组分按下述重量份数比组成的：
尿素∶甲醛∶六次甲基四胺∶水＝15～28∶20～35∶1～5∶40～55。
所述的建筑保温用脲醛树脂泡沫材料的制备方法包括以下步骤：
(1)重量份数的脲醛树脂45-60，加入重量份数的尿素0.20-1.6，搅拌至完全溶解；
(2)发泡剂的制备：按照重量百分比组成：二异丁基萘磺酸钠∶磷酸∶甘油∶磷酸钠∶水＝1.5∶2.0∶1.5∶1.0∶94。用30～35℃自来水，按配比加入二异丁基萘磺酸钠、不断搅拌，待完全溶解透明后，再缓慢搅拌加入磷酸，保温30～35℃搅拌至完全混合均匀为止。然后在搅拌下加入甘油作增塑剂，加入苯酚和磷酸钠作稳定剂。
(3)发泡成型：在10-13kg/cm2范围内调节输送(1)脲醛树脂溶液和(2)发泡剂溶液两种液体泵的压力，使得(1)和(2)两种液体等体积混合；再调整喷枪空气压力使得发泡材料湿密度在70-90kg/m3，注入需要发泡的腔体内。泡沫达到要求体积生成时间7-21秒，完全固化时间1-2小时，常温自然干燥时间为10小时。
所述脲醛树脂的制备方法包括以下步骤：
取符合上述重量份数的甲醛、六次甲基四胺充分混合，用10％氢氧化钠溶液调PH值7.5～8.0，升温至45℃，加入60％的尿素，搅拌，半小时内升温至90℃，调PH值7.0～8.0，加入35％的尿素，恒温40min，用10％甲酸调PH值到4.5～5.0，观察溶液变化，至溶液混浊时，每隔两分钟用混浊法测试一次终点，当反应物滴入20℃水中，出现快速下沉的浓雾状即为终点。到达终点后，用10％氢氧化钠溶液调节PH值7.0～7.5，加入剩余5％的尿素中和游离甲醛，迅速冷却反应液至40℃，出料。
本发明的有益效果是：
1.用本发明制作的建筑保温用脲醛树脂泡沫材料制备工艺简单、生产成本低，生产脲醛泡沫材料的主要原料工业甲醛(37％)和工业尿素成本在1600-2000元/吨之间变动，生产聚苯乙烯泡沫的主要原料发泡聚苯乙烯阻燃料的价格近年来在13000～15000元/吨之间变动。
2.本发明产品采用阻燃剂为氯化镁，另外原料之一的磷酸也有阻燃作用。脲醛树脂泡沫材料移离火源即可自熄。
3.本发明产品无毒、无味，不污染环境。
4.保温性能优良，导热系数可以达到28(23℃)mW/(m·k)。
以下是采用常规实验方法对本发明产品的性能进行检测，结果如下：
    序号     检验项目     结果     备注
    1     干燥密度，kg/m3     12.9
    2     吸水性，kg/m3     0.07
    3     导热系数，W/m2.k     0.0298
    4     阻燃性     自熄
    5     燃烧等级     B2级
    6     耐火极限     ＞4hrs
    7     隔声     53dB
具体实施方式
所述的建筑保温用脲醛树脂泡沫材料的制备方法包括以下步骤：
(1)重量份数的脲醛树脂45-60，加入重量份数的尿素0.20-1.6，搅拌至完全溶解；
(2)发泡剂的制备：按照重量百分比组成：二异丁基萘磺酸钠：磷酸∶甘油∶磷酸钠∶水＝1.5∶2.0∶1.5∶1.0∶94。用30～35℃自来水，按配比加入二异丁基萘磺酸钠、不断搅拌，待完全溶解透明后，再缓慢搅拌加入磷酸，保温30～35℃搅拌至完全混合均匀为止。然后在搅拌下加入甘油作增塑剂，加入苯酚和磷酸钠作稳定剂。
(3)发泡成型：在10-13kg/cm2范围内调节输送(1)脲醛树脂溶液和(2)发泡剂溶液两种液体泵的压力，使得(1)和(2)两种液体等体积混合；再调整喷枪空气压力使得发泡材料湿密度在70-90kg/m3，注入需要发泡的腔体内。泡沫达到要求体积生成时间7-21秒，完全固化时间1-2小时，常温自然干燥时间为10小时。
所述脲醛树脂的制备方法包括以下步骤：
所述的脲醛树脂是由以下组分按下述重量份数比组成的：
尿素∶甲醛∶六次甲基四胺∶水＝15～28∶20～35∶1～5∶40～55。
取符合上述重量份数的甲醛、六次甲基四胺充分混合，用10％氢氧化钠溶液调PH值7.5～8.0，升温至45℃，加入60％的尿素，搅拌，半小时内升温至90℃，调PH值7.0～8.0，加入35％的尿素，恒温40min，用10％甲酸调PH值到4.5～5.0，观察溶液变化，至溶液混浊时，每隔两分钟用混浊法测试一次终点，当反应物滴入20℃水中，出现快速下沉的浓雾状即为终点。到达终点后，用10％氢氧化钠溶液调节PH值7.0～7.5，加入剩余5％的尿素中和游离甲醛，迅速冷却反应液至40℃，出料。
下面通过实施例对本发明作进一步详述：
实施例1：
建筑保温用脲醛树脂泡沫材料，它是由以下组分按下述重量份数比组成的：脲醛树脂∶二异丁基萘磺酸钠∶磷酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝50∶2.0∶1.5∶0.04∶0.20∶0.02∶35。
脲醛树脂是由以下组分按下述重量份数比组成的：尿素∶甲醛∶六次甲基四胺∶水＝25∶30∶2∶50。
建筑保温用脲醛树脂泡沫材料制备方法如下：
(1)取上述脲醛树脂108kg，加入15.5kg尿素，搅拌至完全溶解；
(2)发泡剂的制备：取二异丁基萘磺酸钠1.5kg，自来水95kg，在混合灌中搅拌至完全溶解透明后，再缓慢搅拌加入85％磷酸2kg保温30～35℃搅拌至完全均匀。然后在搅拌下加入甘油1.5kg作增塑剂，加入苯酚0.05kg和磷酸钠0.1kg作稳定剂。
(3)发泡成型：在10-13kg/cm2范围内调节输送(1)脲醛树脂溶液和(2)发泡剂溶液两种液体泵的压力，使得(1)和(2)两种液体等体积混合；再调整喷枪空气压力使得发泡材料湿密度在70-90kg/m3，注入需要发泡的腔体内。泡沫达到要求体积生成时间7-21秒，完全固化时间1-2小时，常温自然干燥时间为10小时。
实施例2：
建筑保温用脲醛树脂泡沫材料，它是由以下组分按下述重量份数比组成的：脲醛树脂∶二异丁基萘磺酸钠∶磷酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝45∶1.5∶1.5∶0.03∶0.25∶0.05∶40。
脲醛树脂是由以下组分按下述重量份数比组成的：尿素∶甲醛∶六次甲基四胺∶水＝30∶25∶1∶55。
建筑保温用脲醛树脂泡沫材料制备方法如下：
(1)取上述脲醛树脂110kg，加入16kg尿素，搅拌至完全溶解；
(2)发泡剂的制备：取二异丁基萘磺酸钠2.0kg，自来水95kg，在混合灌中搅拌至完全溶解透明后，再缓慢搅拌加入85％磷酸2.5kg保温30～35℃搅拌至完全均匀。然后在搅拌下加入甘油1.0kg作增塑剂，加入苯酚0.03kg和磷酸钠0.15kg作稳定剂。
本实施例的生产方法同实施例1。
实施例3：
建筑保温用脲醛树脂泡沫材料，它是由以下组分按下述重量份数比组成的：脲醛树脂∶二异丁基萘磺酸钠∶磷酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝48∶1.8∶2.2∶0.04∶1.6∶0.05∶46。
脲醛树脂是由以下组分按下述重量份数比组成的：尿素∶甲醛∶六次甲基四胺∶水＝28∶35∶3∶40；
建筑保温用脲醛树脂泡沫材料制备方法如下：
(1)取上述脲醛树脂105kg，加入15kg尿素，搅拌至完全溶解；
(2)发泡剂的制备：取二异丁基萘磺酸钠2.5kg，自来水94kg，在混合灌中搅拌至完全溶解透明后，再缓慢搅拌加入85％磷酸3.0kg保温30～35℃搅拌至完全均匀。然后在搅拌下加入甘油1.2kg作增塑剂，加入苯酚0.05kg和磷酸钠0.20kg作稳定剂。
本实施例的生产方法同实施例2。
实施例4：
建筑保温用脲醛树脂泡沫材料，它是由以下组分按下述重量份数比组成的：脲醛树脂∶二异丁基萘磺酸钠∶磷酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝52∶1.4∶1.3∶0.03∶0.21∶0.05∶36。
脲醛树脂是由以下组分按下述重量份数比组成的：尿素∶甲醛∶六次甲基四胺∶水＝18∶32∶4∶51。
建筑保温用脲醛树脂泡沫材料制备方法如下：
(1)取上述脲醛树脂100kg，加入14kg尿素，搅拌至完全溶解；
(2)发泡剂的制备：取二异丁基萘磺酸钠3.0kg，自来水91kg，在混合灌中搅拌至完全溶解透明后，再缓慢搅拌加入85％磷酸3.5kg保温30～35℃搅拌至完全均匀。然后在搅拌下加入甘油1.5kg作增塑剂，加入苯酚0.06kg和磷酸钠0.25kg作稳定剂。
本实施例的生产方法同实施例3。

Claims (8)

1.一种建筑保温用脲醛树脂泡沫材料，其特征是由以下组分按下述重量份数比构成的：
脲醛树脂∶二异丁基萘磺酸钠∶磷酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝45～60∶1.0～3.15∶1.0～2.2∶0.02～0.04∶0.20～1.6∶0.02～0.06∶35～50。
2.根据权利要求1所述的建筑保温用脲醛树脂泡沫材料，其特征是由以下组分按下述重量份数比组成的：
脲醛树脂∶二异丁基萘磺酸钠∶磷酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝50～55∶1.5～2.0∶1.2～1.5∶0.02～0.03∶0.25～1.0∶0.02～0.03∶40～45。
3.根据权利要求1所述的建筑保温用脲醛树脂泡沫材料，其特征在于是由以下组分按下述重量份数比组成的：
脲醛树脂∶二异丁基萘磺酸钠∶磷酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝50～60∶1.0～3.15∶1.0～1.2∶0.03～0.04∶0.50～1.5∶0.03～0.05∶35～45。
4.根据权利要求1或2或3所述的建筑保温用脲醛树脂泡沫材料，其特征在于所述的脲醛树脂是由以下组分按下述重量份数比组成的：
尿素∶甲醛∶六次甲基四胺∶水＝15～28∶20～35∶1～5∶40～55。
5.根据权利要求1所述的建筑保温用脲醛树脂泡沫材料，其特征在于发泡剂占脲醛树脂泡沫材料总组分的重量比为：1.0～2.0。
6.根据权利要求1所述的建筑保温用脲醛树脂泡沫材料，其特征在于发泡剂按重量百分比构成：二异丁基萘磺酸钠∶磷酸∶苯酚∶甘油∶磷酸钠∶水＝1.2～1.6∶1.8～2.2∶1.3～1.6∶0.8～1.2∶90～95。
7.制备权利要求1所述的建筑保温用脲醛树脂泡沫材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)取权利要求1中规定重量份数的脲醛树脂，加入权利要求1中规定重量份数的尿素，搅拌至完全溶解；
(2)发泡剂的制备：按照重量百分比组成：二异丁基萘磺酸钠∶磷酸∶甘油∶磷酸钠∶水＝1.5∶2.0∶1.5∶1.0∶94，用30～35℃自来水，按配比加入二异丁基萘磺酸钠、不断搅拌，待完全溶解透明后，再缓慢搅拌加入磷酸，保温30～35℃搅拌至完全混合均匀为止，然后在搅拌下加入甘油作增塑剂，加入苯酚和磷酸钠作稳定剂。
(3)发泡成型：在10-13kg/cm2范围内调节输送(1)脲醛树脂溶液和(2)发泡剂溶液两种液体泵的压力，使得(1)和(2)两种液体等体积混合；再调整喷枪空气压力使得发泡材料湿密度在70-90kg/m3，注入需要发泡的腔体内，泡沫达到要求体积生成时间7-21秒，完全固化时间1-2小时，常温自然干燥时间为10小时。
8.根据权利要求7所述的建筑保温用脲醛树脂泡沫材料的制备方法，其特征在于所述的脲醛树脂的制备方法包括以下步骤：
所述的脲醛树脂是由以下组分按下述重量份数比组成的：
尿素∶甲醛∶六次甲基四胺∶水＝15～28∶20～35∶1～5∶40～55。
脲醛树脂的制备方法包括以下步骤：
取符合上述重量份数的甲醛、六次甲基四胺充分混合，用10％氢氧化钠溶液调PH值7.5～8.0，升温至45℃，加入60％的尿素，搅拌，半小时内升温至90℃，调PH值7.0～8.0，加入35％的尿素，恒温40min，用10％甲酸调PH值到4.5～5.0，观察溶液变化，至溶液混浊时，每隔两分钟用混浊法测试一次终点，当反应物滴入20℃水中，出现快速下沉的浓雾状即为终点，到达终点后，用10％氢氧化钠溶液调节PH值7.0～7.5，加入剩余5％的尿素中和游离甲醛，迅速冷却反应液至40℃，出料。
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Assignee: Qigihar Fangda new type building material Co., Ltd.

Assignor: Yu Guang

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Denomination of invention: Urea formaldehyde condensate foam for thermal insulation of building and method for producing the same

Granted publication date: 20110406

License type: Exclusive License

Record date: 20121012

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