CN102888077A - 建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板的制备方法，该增韧酚醛泡沫板的原料选用酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂和增韧剂，其中，表面活性剂为吐温80；发泡剂为环戊烷或正戊烷；固化剂为磷酸和对甲苯磺酸按重量比为2∶1配制的混合酸；增韧剂是由丙烯酸苯乙烯共聚物乳液、改性硅灰石纤维、磷系阻燃剂和聚二甲基硅氧烷水性乳液配制而成；采用本发明制备的建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板，不仅能大幅度提高现有酚醛泡沫板的韧性和强度，而且可很好地解决现有增韧途径中出现的难燃性能降低、烟密度和烟气毒性增加的问题，可广泛应用于建筑外墙外保温中。

Description

建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板的制备方法

技术领域

本发明涉及到一种建筑外墙外保温用酚醛泡沫板的制备方法，具体地讲，涉及到一种建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板的制备方法。

背景技术

近几年，随着大量可燃保温材料被广泛应用于公共与民用建筑外墙保温以来，国内连续发生多起恶性建筑外保温火灾事故，造成重大人员伤亡和财产损失。为此国家对建筑保温材料的防火性能提出了更高的要求，相关部门也出台了一些法规，加强对建筑设计、施工和验收的检查监督。同时，我国在“十二五”期间将进一步提高建筑节能效率。所以，外墙外保温材料应采用具有良好保温和防火性能的高效保温材料。酚醛泡沫板作为新一代保温、防火材料，被誉为“保温之王”，它不仅导热系数低、保温性能好，还具有难燃、热稳定性好、无毒、低烟等特性，它遇火不熔化，只是表面形成炭化层，抗火焰穿透能力强，火灾条件下不具火焰传播性，是最优秀的高效难燃保温材料，可兼顾建筑节能和防火安全。但是，由于酚醛树脂结构上的薄弱环节是酚羟基和亚甲基易氧化，其泡沫存在脆性大、易粉化掉渣和强度低的缺点，给建筑墙体施工和应用带来困难。所以对泡沫的增韧是十分必要的。目前，酚醛泡沫的增韧主要通过以下几种途径实现：①在体系中加入橡胶弹性体或聚乙烯醇、聚乙二醇等热塑性树脂，通过共混的方式达到增韧的目的，虽然该方法可以提高酚醛泡沫板的韧性，但是降低了酚醛泡沫板的难燃性能；②通过酚羟基和羟甲基的化学反应接枝上柔性链，比如酚醛树脂与聚氨酯反应，从而得到增韧酚醛树脂，这种改性方法较共混方法的效果要好，但该方法会增加酚醛泡沫板的烟密度和烟气毒性。

本发明的目的是提供一种建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板的制备方法，该方法不仅能大幅度提高酚醛泡沫板的韧性和强度，而且可很好地解决现有增韧途径中出现的难燃性能降低、烟密度和烟气毒性增加的问题。

发明内容

实现本发明的建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板的制备方法是：

一、原料的选用及配比

原料选用酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂和增韧剂，其中，所述的表面活性剂为吐温80；所述的发泡剂为环戊烷或正戊烷；所述的固化剂为磷酸和对甲苯磺酸按重量比为2∶1配制的混合酸；所述的增韧剂是由丙烯酸苯乙烯共聚物乳液、改性硅灰石纤维、磷系阻燃剂和聚二甲基硅氧烷水性乳液配制而成；酚醛泡沫板的原料选用后按下列重量比(％)配制：

酚醛树脂      72-77；

表面活性剂      2-6；

发泡剂          4-8；

固化剂        10-15；

增韧剂          1-5。

二、制备工艺及步骤

原料及配比选定后，按下列制备工艺进行：

首先按上述比例称量固化剂，并放在一耐酸容器中，将其搅拌均匀待用，然后依次称量酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、增韧剂加入分散罐中，启动搅拌机，调节搅拌机转速至每分钟1000转至2000转，搅拌2-10分钟，再将称量好的固化剂倒入搅拌罐中，转速调至每分钟2000转至3000转，搅拌10-20秒，然后将搅拌好的液体倒入模具中，将模具放入60-80℃的烘箱中进行发泡成型，待发泡成型完成后，将模具取出、拆模，即得到本发明的建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板。

所述的增韧剂为本发明关键所在，它是一种由多种原料制备的产品，其原料按下列重量(％)配制：

丙烯酸苯乙烯共聚物乳液 77-83；

改性硅灰石纤维         10-14；

磷系阻燃剂               4-8；

聚二甲基硅氧烷水性乳液   1-3。

该增韧剂的制作工艺为：

首先将丙烯酸苯乙烯共聚物乳液加入到分散罐中，启动搅拌机开始搅拌，调节搅拌机转速至每分钟100转至200转，然后依次将改性硅灰石纤维、磷系阻燃剂和聚二甲基硅氧烷水性乳液加入分散罐中，继续搅拌20-30分钟，然后将分散液装入密封容器中备用。

本发明建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板的制备方法的特点是：

1、利用增韧剂中丙烯酸苯乙烯共聚物乳液成膜后具有良好弹性，可增加酚醛泡沫板的韧性；磷系阻燃剂具有良好的阻燃性，可保证增韧酚醛泡沫板的低烟、无毒和难燃性不受影响。

2、利用硅烷偶联剂的两种功能团，即氨基和乙氧基。其中三个可水解基团(乙氧基)，在反应中先水解生成硅醇，由于硅醇不稳定，极易与改性硅灰石纤维的羟基结合脱水，从而与改性硅灰石纤维结合起来。氨基上带有两个活泼氢和酚醛树脂发生反应，从而通过化学键将硅灰石纤维和酚醛树脂两种性质完全不同的材料紧密的结合起来，从而进一步提高酚醛泡沫板的强度和韧性，解决酚醛泡沫板的脆性和掉粉问题。

3、通过聚二甲基硅氧烷水性乳液处理，使酚醛泡沫具有良好的疏水性，可大大降低酚醛泡沫板的吸水率，提高了酚醛泡沫板的尺寸稳定性。

本发明的建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板与现有酚醛泡沫板的性能对比如下表所示：

由上表可见，本发明的建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板的压缩强度、垂直于板面抗拉强度、氧指数和烟密度等均显著优于现有酚醛泡沫板。

具体实施方式

实现本发明的建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板的制备方法的具体实施方式是：

一、原料的选用及配比

原料选用酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂和增韧剂，其中，所述的表面活性剂为吐温80；所述的发泡剂为环戊烷；所述的固化剂为磷酸和对甲苯磺酸按重量比为2∶1配制的混合酸；所述的增韧剂是由丙烯酸苯乙烯共聚物乳液、改性硅灰石纤维、磷系阻燃剂和聚二甲基硅氧烷水性乳液配制而成；原料选用后按下列重量比(％)配制：

酚醛树脂      74.5；

表面活性剂       4；

发泡剂           6；

固化剂        12.5；

增韧剂           3。

二、制备工艺及步骤

原料及配比选定后，按下列制备工艺进行：

首先按上述比例称量固化剂，并放在一耐酸容器中，将其搅拌均匀待用，然后依次称量酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、增韧剂加入分散罐中，启动搅拌机，调节搅拌机转速至每分钟1500转，搅拌6分钟，再将称量好的固化剂倒入搅拌罐中，转速调至每分钟2500转，搅拌15秒，然后将搅拌好的液体倒入模具中，将模具放入75℃的烘箱中进行发泡成型，待发泡成型完成后，将模具取出、拆模，即得到本发明的建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板。

所述的增韧剂为本发明关键所在，其原料按下列重量(％)配制：

丙烯酸苯乙烯共聚物乳液  80；

改性硅灰石纤维          12；

磷系阻燃剂               6；

聚二甲基硅氧烷水性乳液   2。

该增韧剂的制作工艺为：

首先将丙烯酸苯乙烯共聚物乳液加入到分散罐中，启动搅拌机开始搅拌，调节搅拌机转速至每分钟150转，然后依次将改性硅灰石纤维、磷系阻燃剂和聚二甲基硅氧烷水性乳液加入分散罐中，继续搅拌25分钟，然后将分散液装入密封容器中备用。

Claims (5)

1.一种建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板的制备方法，其特征在于：

原料选用酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂和增韧剂，并按下列重量比(％)配制：

酚醛树脂      72-77；

表面活性剂      2-6；

发泡剂          4-8；

固化剂        10-15；

增韧剂          1-5；

原料及配比选定后，按下列制备工艺进行：

首先按上述比例称量固化剂，并放在一耐酸容器中，将其搅拌均匀待用，然后依次称量酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、增韧剂加入分散罐中，启动搅拌机，调节搅拌机转速至每分钟1000转至2000转，搅拌2-10分钟，再将称量好的固化剂倒入搅拌罐中，转速调至每分钟2000转至3000转，搅拌10-20秒，然后将搅拌好的液体倒入模具中，将模具放入60-80℃的烘箱中进行发泡成型，待发泡成型完成后，将模具取出、拆模，即得到本发明的建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板。

2.根据权利要求1所述的一种建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板的制备方法，其特征在于：所述的表面活性剂为吐温80；所述的发泡剂为环戊烷或正戊烷；所述的固化剂为磷酸和对甲苯磺酸按重量比为2∶1配制的混合酸；所述的增韧剂是由丙烯酸苯乙烯共聚物乳液、改性硅灰石纤维、磷系阻燃剂和聚二甲基硅氧烷水性乳液配制而成。

3.根据权利要求1和权利要求2所述的一种建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板的制备方法，其特征在于：所述的增韧剂的原料按下列重量(％)配制：

丙烯酸苯乙烯共聚物乳液  77-83；

改性硅灰石纤维          10-14；

磷系阻燃剂                4-8；

聚二甲基硅氧烷水性乳液    1-3；

该增韧剂的制作工艺为：

首先将丙烯酸苯乙烯共聚物乳液加入到分散罐中，启动搅拌机开始搅拌，调节搅拌机转速至每分钟100转至200转，然后依次将改性硅灰石纤维、磷系阻燃剂和聚二甲基硅氧烷水性乳液加入分散罐中，继续搅拌20-30分钟，然后将分散液装入密封容器中备用。

4.根据权利要求1和权利要求2所述的一种建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板的制备方法，原料选用后按下列重量比(％)配制：

酚醛树脂   74.5；

表面活性剂    4；

发泡剂        6；

固化剂     12.5；

增韧剂        3；

原料及配比选定后，按下列制备工艺进行：

首先按上述比例称量固化剂，并放在一耐酸容器中，将其搅拌均匀待用，然后依次称量酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、增韧剂加入分散罐中，启动搅拌机，调节搅拌机转速至每分钟1500转，搅拌6分钟，再将称量好的固化剂倒入搅拌罐中，转速调至每分钟2500转，搅拌15秒，然后将搅拌好的液体倒入模具中，将模具放入75℃的烘箱中进行发泡成型，待发泡成型完成后，将模具取出、拆模，即得到本发明的建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板。

5.根据权利要求3所述的一种建筑外墙外保温用增韧酚醛泡沫板的制备方法，其特征在于：

所述的增韧剂原料按下列重量(％)配制：

丙烯酸苯乙烯共聚物乳液   80；

改性硅灰石纤维           12；

磷系阻燃剂                6；

聚二甲基硅氧烷水性乳液    2；

该增韧剂的制作工艺为：

首先将丙烯酸苯乙烯共聚物乳液加入到分散罐中，启动搅拌机开始搅拌，调节搅拌机转速至每分钟150转，然后依次将改性硅灰石纤维、磷系阻燃剂和聚二甲基硅氧烷水性乳液加入分散罐中，继续搅拌25分钟，然后将分散液装入密封容器中备用。