CN102924864B - 改性环保酚醛保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种改性环保酚醛保温材料及其制备方法，按重量份配比将甲阶酚醛树脂100份、亚硫酸钠5～15份、苯酚磺酸溶液10～30份、稳定剂2～5份、纳米碳酸钙1～8份、硫酸钙晶须1～8份、纳米氢氧化铝0.1～3份、乙二醇0.1～3份和发泡剂15～30份充分混合后，均匀撒布在平面载体上，通过层压输送机均匀加热并发泡、固化成型。本发明采用亚硫酸钠和苯酚磺酸溶液作为复合催化剂，由于亚硫酸钠具有除氧作用及降低混合溶液酸性的作用，在二者共同作用下，避免了酚醛保温材料对于金属构件的腐蚀。本发明压缩强度、弯曲强度、蠕变性能、尺寸稳定性、吸水率等指标远远优于国家标准规定数值，且对金属腐蚀性较普通产品明显降低。

Description

改性环保酚醛保温材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种酚醛保温材料，以及该材料的制备方法。
背景技术
酚醛保温材料是由酚醛树脂加入发泡剂、固化剂及其它助剂制成的闭孔硬质泡沫塑料。它具有优异的保温性能和防火性能，广泛应用于建筑保温、管道保温等场合。酚醛保温材料克服了原有泡沫塑料型保温材料易燃、多烟、遇热变形的缺点，保留了原有泡沫塑料型保温材料质轻、施工方便等特点。但现有酚醛保温材料在使用过程中存在易腐蚀金属构件、强度低、易粉化等缺点。
目前市场上酚醛保温板的技术改进主要在于提高产品的强度和韧性，以及防火性能的进一步提高。但现有改性酚醛材料与普通酚醛的界定没有明确的方法，市场上的产品质量差异性很大，产品性能良莠不齐，价格相差很大。此外，现有酚醛保温材料普遍采用酸作为固化剂，制备的酚醛泡沫具有一定的酸性，对于金属构件易产生腐蚀的问题一直未能解决。
发明内容
本发明提供一种改性环保酚醛保温材料及其制备方法，要解决酚醛泡沫保温材料强度低、易粉化的技术问题，同时还解决酚醛泡沫保温材料对金属的腐蚀的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
这种改性环保酚醛保温材料，它的原料组成按重量份配比如下： 
甲阶酚醛树脂      100份；
亚硫酸钠        5～15份；
苯酚磺酸溶液   10～30份；
稳定剂           2～5份；
纳米碳酸钙       1～8份；
硫酸钙晶须       1～8份；
纳米氢氧化铝   0.1～3份；
乙二醇         0.1～3份；
发泡剂         15～30份。
这种改性环保酚醛保温材料，它的原料组成按重量份的最佳配比如下：
甲阶酚醛树脂      100份；
亚硫酸钠           10份；
苯酚磺酸溶液       20份；
稳定剂              4份；
纳米碳酸钙          2份；
硫酸钙晶须          3份；
纳米氢氧化铝      0.5份；
乙二醇            0.5份；
发泡剂             20份。
所述苯酚磺酸溶液的重量百分比浓度为60%。
所述稳定剂为吐温-40或吐温-80。
所述纳米碳酸钙的粒度为10～30纳米。
所述硫酸钙晶须的直径为1～3微米，长径比为30～60。
所述纳米氢氧化铝的粒度为30～60纳米。
所述发泡剂为环己烷、正戊烷或二氯甲烷。
这种改性环保酚醛保温材料的制备方法，按配比将甲阶酚醛树脂、亚硫酸钠、苯酚磺酸溶液、稳定剂、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须、纳米氢氧化铝、乙二醇和发泡剂充分混合后，均匀撒布在平面载体上，通过层压输送机均匀加热并发泡、固化成型。
所述层压输送机内保持温度50～80℃，输送及加热时间30～80分钟。
本发明的有益效果如下：
本发明采用亚硫酸钠和苯酚磺酸溶液作为复合催化剂，由于亚硫酸钠具有除氧作用及降低混合溶液酸性的作用，在亚硫酸钠与苯酚磺酸溶液共同作用的情况下，避免了酚醛保温材料对于金属构件的腐蚀。
硫酸钙晶须是以石膏为原材料, 通过人为控制, 以单晶形式生长的，具有均匀的横截面、完整的外形、完善的内部结构的纤维状单晶体。硫酸钙晶须集增强纤维和超细无机填料二者的优势于一体。与目前常用的填充剂相比较, 晶须材料可显著增强材料的强度、韧性。
纳米碳酸钙、纳米氢氧化铝两种纳米材料的添加不仅能显著增强材料的强度、韧性，还可以使材料具有良好的耐高温性能，本发明采用了不同粒度、不同形状材料的相互配合，可协同增强酚醛保温材料的韧性、耐高温性能。
纳米碳酸钙及纳米氢氧化铝作为纳米材料除具有力学性能增强功能之外，兼具材料增塑作用，与有机增塑剂乙二醇还具有协同增塑作用。 
本发明的制备方法是采用层压输送机连续化生产，可以节约大量能源。
本发明产品在温度为35℃相对湿度为大于95%的情况下，放置90天，对铁板无明显腐蚀。
从以上检测数据可以看出，本发明产品在保持导热系数复合国家标准要求的情况下，压缩强度、弯曲强度、蠕变性能、尺寸稳定性、吸水率等指标远远优于国家标准规定数值，且对金属腐蚀性较普通产品明显降低。
具体实施方式　  
实施例1，这种改性环保酚醛保温材料，它的原料组成按重量份的配比如下：
甲阶酚醛树脂      100份；
亚硫酸钠           10份；
苯酚磺酸溶液       20份；
稳定剂              4份；
纳米碳酸钙          2份；
硫酸钙晶须          3份；
纳米氢氧化铝      0.5份；
乙二醇            0.5份；
发泡剂             20份。
实施例2，这种改性环保酚醛保温材料，它的原料组成按重量份配比如下： 
甲阶酚醛树脂      100份；
亚硫酸钠            5份；
苯酚磺酸溶液       10份；
稳定剂              2份；
纳米碳酸钙          1份；
硫酸钙晶须          1份；
纳米氢氧化铝      0.1份；
乙二醇            0.1份；
发泡剂             15份。
实施例3，这种改性环保酚醛保温材料，它的原料组成按重量份配比如下： 
甲阶酚醛树脂      100份；
亚硫酸钠           15份；
苯酚磺酸溶液       30份；
稳定剂              5份；
纳米碳酸钙          8份；
硫酸钙晶须          8份；
纳米氢氧化铝        3份；
乙二醇              3份；
发泡剂             30份。
实施例4，这种改性环保酚醛保温材料，它的原料组成按重量份配比如下： 
甲阶酚醛树脂      100份；
亚硫酸钠            8份；
苯酚磺酸溶液       14份；
稳定剂              3份；
纳米碳酸钙          3份；
硫酸钙晶须         3份；
纳米氢氧化铝       2份；
乙二醇             2份；
发泡剂            18份。
实施例5，这种改性环保酚醛保温材料，它的原料组成按重量份配比如下： 
甲阶酚醛树脂      100份；
亚硫酸钠           12份；
苯酚磺酸溶液       25份；
稳定剂              4份；
纳米碳酸钙          6份；
硫酸钙晶须          6份；
纳米氢氧化铝      2.4份；
乙二醇            2.4份；
发泡剂             26份。
上述实施例1至5中，所述苯酚磺酸溶液的重量百分比浓度为60%。稳定剂为吐温-40或吐温-80，优选吐温-40。纳米碳酸钙的粒度为10～30纳米。硫酸钙晶须的直径为1～3微米，长径比为30～60。纳米氢氧化铝的粒度为30～60纳米。发泡剂为环己烷、正戊烷或二氯甲烷，优选环己烷。
这种改性环保酚醛保温材料的制备方法，按配比将甲阶酚醛树脂、亚硫酸钠、苯酚磺酸溶液、稳定剂、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须、纳米氢氧化铝、乙二醇和发泡剂充分混合后，均匀撒布在平面载体（牛皮纸、玻纤布等）上，通过层压输送机均匀加热并发泡、固化成型。层压输送机内保持温度50～80℃，输送及加热时间30～80分钟。

Claims (7)

1. 一种改性环保酚醛保温材料，其特征在于：它的原料组成按重量份配比如下：
甲阶酚醛树脂       100 份；
亚硫酸钠        5 ～ 15 份；
苯酚磺酸溶液   10 ～ 30 份；
稳定剂           2 ～ 5 份；
纳米碳酸钙       1 ～ 8 份；
硫酸钙晶须       1 ～ 8 份；
纳米氢氧化铝   0.1 ～ 3 份；
乙二醇         0.1 ～ 3 份；
发泡剂        15 ～ 30 份；
所述纳米碳酸钙的粒度为10～30 纳米；
所述硫酸钙晶须的直径为1～3 微米，长径比为30 ～ 60；
所述纳米氢氧化铝的粒度为30～60 纳米。
2. 根据权利要求1 所述的改性环保酚醛保温材料，其特征在于：它的原料组成按重量份的最佳配比如下：
甲阶酚醛树脂       100 份；
亚硫酸钠            10 份；
苯酚磺酸溶液        20 份；
稳定剂               4 份；
纳米碳酸钙           2 份；
硫酸钙晶须           3 份；
纳米氢氧化铝       0.5 份；
乙二醇             0.5 份；
发泡剂              20 份。
3. 根据权利要求1 所述的改性环保酚醛保温材料，其特征在于：所述苯酚磺酸溶液的重量百分比浓度为60%。
4. 根据权利要求1 所述的改性环保酚醛保温材料，其特征在于：所述稳定剂为吐温-40或吐温-80。
5. 根据权利要求1 所述的改性环保酚醛保温材料，其特征在于：所述发泡剂为环己烷、正戊烷或二氯甲烷。
6. 一种如权利要求1～5 任意一项所述改性环保酚醛保温材料的制备方法，其特征在于：按配比将甲阶酚醛树脂、亚硫酸钠、苯酚磺酸溶液、稳定剂、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须、纳米氢氧化铝、乙二醇和发泡剂充分混合后，均匀撒布在平面载体上，通过层压输送机均匀加热并发泡、固化成型。
7. 根据权利要求6所述的改性环保酚醛保温材料的制备方法，其特征在于：所述层压输送机内保持温度50 ～ 80℃，输送及加热时间30 ～ 80 分钟。
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