CN102604321A - 一种阻燃保温材料及其制法 - Google Patents

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王仲举
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Abstract

本发明公开了一种阻燃保温材料及其制备方法，该阻燃保温隔热材料是由发泡酚醛树脂、填料、表面活性剂、发泡剂和固化剂组成的。制法为先将酚醛树脂与各种助剂混合搅拌，再与填料混合，在模具内加温、发泡、固化成形。该阻燃保温材料重量轻、强度好、导热系数低、阻燃保温性能优越及成本低，导热系数达到0.030-0.036W/m.K；燃烧性能为A2级；产品的力学性能优于ISO4896-84国际标准的要求。与目前同类产品相比，原料成本降低35％～55％，适用作建筑保暖材料、彩钢板内芯材料及防盗门内芯材料等。

Description

一种阻燃保温材料及其制法
技术领域
本发明涉及一种改性发泡酚醛树脂基阻燃保温材料及其制备方法，属于高分子建筑材料技术领域。
背景技术
随着建筑行业的快速发展，隔热保温材料得到了广泛的应用。目前，最常用的有机隔热保温材料为聚苯乙烯挤塑材料(XPS)、可发性膨胀聚苯乙烯材料(EPS)和聚氨酯硬发泡材料(PU)等，虽然这几种材料保温隔热效果很好，但它们易燃烧，防火性能差，一旦遇到火就会迅速燃烧，还会滴熔，燃烧过程中会引起墙板骨架坍塌，并释放有毒的气体和尘埃，加重了火灾的危害，造成巨大的损失。近年来，使用不阻燃的保温材料(如EPS等)所造成的火灾时有发生。发泡酚醛树脂材料属于高分子有机硬质泡沫产品，由热固性的酚醛树脂与各种助剂发泡而成，具有质轻防火、遇明火不燃烧，无烟、无毒、无熔滴、耐化学腐蚀、耐热等优点，其使用温度范围广(-196～200℃)低温环境下不收缩，不脆化，是目前暖通制冷工程的理想材料。但发泡酚醛树脂作为墙体保温材料还很少见，主要是因为发泡酚醛树脂材料价格较高、特别是材料表面易粉化、内部结构疏松及尺寸变形大、力学性能差等缺陷，因此极大地限制了其在建筑墙体隔热保温方面推广应用。(参考文献：[1]欧阳兆辉，伍林，曹淑超，王艳.用作耐热性材料的酚醛树脂研究动态[J].化学与粘合，2005，27(4)：229-232.[2]唐路林，李乃宁.酚醛泡沫塑料的新进展[J].热固性树脂，2007，22(3)：1-4.[3]钱志屏.泡沫塑料[M].北京：中国石化出版社，1998.[4]程玉，梁明丽，金关泰.聚氨酯预聚物改性酚醛泡沫塑料脆性的研究[J].塑料工业，2004，32(1)：7-9)
为此，急切需要一种新的有机阻燃保温材料，用于隔热保温材料领域中，尤其是用于建筑墙面的保温防火方面的材料领域。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种阻燃保温材料及其制法。
本发明提供的一种阻燃保温材料，其组成成分及质量配比如下：酚醛树脂∶填料∶表面活性剂∶发泡剂∶固化剂为1∶0.3-0.5∶0.04-0.08∶0.07-0.15∶0.12-0.18；所述的表面活性剂为硅油或吐温80，或者，表面活性剂为硅油与吐温80质量比为1∶1的混合液；发泡剂为石油醚；固化剂为质量比为3∶1∶1的对甲基苯磺酸、磷酸和硼酸的混合物；填料为木质素或闭孔珍珠岩，与氢氧化铝的混合物，填料中木质素或闭孔珍珠岩，与氢氧化铝的的质量比优选为8-10∶1；或者，填料为闭孔珍珠岩∶木质素∶氢氧化铝的质量配比为5∶4∶1的混合物；填料的粒度优选为0.01～1.5mm；
本发明提供的一种阻燃保温材料的制法，步骤和条件如下：(1)按配比，将酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂混合，搅拌均匀，得到酚醛树脂混合物；(2)按配比，将步骤(1)得到的酚醛树脂混合物加入填料，搅拌均匀，加入模具内，在温度为50-70℃进行发泡，时间为10-40min；然后固化成型，固化温度为50-70℃，时间10-30min，得到目标材料。
所制备的阻燃保温材料的性能见表1。
有益效果：本发明制备的一种阻燃保温材料里包含有作为分散相的木质素或闭孔珍珠岩，与氢氧化铝的混合物和连续相的酚醛树脂混合物。闭孔珍珠岩本身具有良好的保温效果，能与酚醛树脂很好地混合，加入到酚醛树脂混合物中起到保温、阻燃和降低成本的效果。与未加入填料的酚醛泡沫材料相比，成本降低了35％～50％；按照ISO4896-84酚醛泡沫体国际标准的指标和中国阻燃保温材料国家标准(GB/T10294-1988和GB8624-2006)检测所得的结果，本发明制备的阻燃保温材料属A2级难燃保温材料，其中，导热系数为0.030-0.036W/m.K，材料的力学性能压缩强度(10％)为0.23-0.30Mpa，优于ISO4896-84国际标准。
具体实施方式
实施例1取酚醛树脂100.0g，硅油4.0g，发泡剂石油醚7.0g，固化剂12.0g，混合完后，再向其中加入粒度为0.01mm的木质素与氢氧化铝的混合物30.0g，搅拌均匀后倒入高3cm模具内，在70℃温度下保温发泡10min，在固化温度为70℃，时间为10min下固化成型；得到阻燃保温型材；所述的固化剂为质量比为3∶1∶1的对甲基苯磺酸、磷酸和硼酸的混合物；填料为木质素与氢氧化铝的10∶1混合物。
实施例2取酚醛树脂100.0g，吐温80为6.0g，发泡剂石油醚11.0g，固化剂16.0g，混合搅拌均匀后，再加入粒度为1.0mm闭孔珍珠岩与氢氧化铝的混合填料40.0g，搅拌均匀后加入高5cm模具内，在60℃温度下发泡20min固化成型，固化温度为60℃，时间为20min，得到阻燃保温型材。所述的固化剂为质量比为3∶1∶1的对甲基苯磺酸、磷酸和硼酸的混合物；填料为闭孔珍珠岩与氢氧化铝的8∶1的混合物。
实施例3酚醛树脂100g，表面活性剂8.0g，发泡剂石油醚15.0g，固化剂18.0g，再向其中加入粒度为1.5mm木质素、闭孔珍珠岩与氢氧化铝的混合填料50.0g，搅拌均匀后加入高8cm模具内，在50℃温度下加热保温发泡40min，固化成型，固化温度为50℃，时间为30min，得到阻燃保温型材；所述的固化剂为质量比为3∶1∶1的对甲基苯磺酸、磷酸和硼酸的混合物；填料为闭孔珍珠岩∶木质素∶氢氧化铝的质量配比为5∶4∶1的混合物，表面活性剂为4.0g硅油与4.0g吐温80的混合液。
实施1-3所制备的阻燃保温材料的性能见下表1。
表1实施例材料的性能
Figure BDA0000140933580000031
按照ISO4896-84酚醛泡沫体国际标准的指标和中国阻燃保温材料国家标准(GB/T10294-1988和GB8624-2006)检测所得的结果，本发明制备的阻燃保温材料属A2级难燃保温材料，其中，导热系数为0.030-0.036W/m.K，材料的力学性能压缩强度(10％)为0.23-0.30Mpa，优于ISO4896-84国际标准。

Claims (7)

1.一种阻燃保温型材，其特征在于，其组成成分及质量配比如下：酚醛树脂∶填料∶表面活性剂∶发泡剂∶固化剂为1∶0.3-0.5∶0.04-0.08∶0.07-0.15∶0.12-0.18；所述的表面活性剂为硅油或吐温80；发泡剂为石油醚；固化剂为质量比为3∶1∶1的对甲基苯磺酸、磷酸和硼酸的混合物；填料为木质素或闭孔珍珠岩，与氢氧化铝的混合物；或者，填料为闭孔珍珠岩∶木质素∶氢氧化铝的质量配比为5∶4∶1的混合物。
2.如权利要求1所述的一种阻燃保温型材，其特征在于，所述的填料中木质素或闭孔珍珠岩，与氢氧化铝的的质量比为8-10∶1。
3.如权利要求2所述的一种阻燃保温型材，其特征在于，所述的填料的粒度为0.01～1.5mm。
4.如权利要求1所述的一种阻燃保温型材的制法，其步骤和条件如下：(1)按配比，将酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂混合，搅拌均匀，得到酚醛树脂混合物；(2)按配比，将步骤(1)得到的酚醛树脂混合物加入填料，搅拌均匀，加入模具内，在温度为50-70℃进行发泡，时间为10-40min；然后固化成型，固化温度为50-70℃，时间10-30min，得到目标材料。
5.如权利要求4所述的一种阻燃保温型材的制法，其步骤和条件如下：(1)所述的酚醛树脂∶填料∶硅油∶发泡剂∶固化剂的质量配比为1∶0.3∶0.04∶0.07∶0.12；(2)填料的粒度为0.01mm；在温度为70℃进行发泡，时间为10min；固化温度为70℃，时间10min；填料为闭孔珍珠岩与氢氧化铝的10∶1混合物。
6.如权利要求4所述的一种阻燃保温型材的制法，其步骤和条件如下：(1)所述的酚醛树脂∶填料∶吐温80∶发泡剂∶固化剂为1∶0.4∶0.06∶0.11∶0.16的质量配比；(2)填料的粒度为0.1mm；在温度为60℃进行发泡，时间为20min；固化温度为60℃，时间20min；填料为闭孔珍珠岩与氢氧化铝的8∶1的混合物。
7.如权利要求4所述的一种阻燃保温型材的制法，其步骤和条件如下：(1)所述的酚醛树脂∶填料∶表面活性剂∶发泡剂∶固化剂为1∶0.5∶0.08∶0.15∶0.18的；(2)填料的粒度为1.5mm；在温度为50℃进行发泡，时间为30min；固化温度为50℃，时间30min；填料为闭孔珍珠岩∶木质素∶氢氧化铝的质量配比为5∶4∶1的混合物。表面活性剂为硅油与吐温80质量比为1∶1的混合液。
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