CN103694625B - 一种改性酚醛泡沫体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种建筑节能材料，具体涉及一种改性酚醛泡沫体，由酚醛树脂、表面活性剂、增韧剂、稳定剂、发泡剂和酸催化剂通过发泡和固化而制得，其特征在于所述稳定剂为漂珠，加入量为改性酚醛泡沫体质量分数的1.5%-2.5%。本发明解决的技术问题在于提供了一种酚醛泡沫材料，该酚醛泡沫材料抗拉强度高，尺寸稳定性好，并且还解决了板材受热易翘曲的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑节能材料，具体涉及一种改性酚醛泡沫体。
背景技术
酚醛泡沫素有“保温材料之王”的美称，是新一代保温防火隔音材料。酚醛泡沫材料属高分子有机硬质铝箔泡沫产品，是由热固性酚醛树脂发泡而成。它具有轻质、防火、遇明火不燃烧、无烟、无毒、无滴落，使用温度范围广（-196～+200℃），低温环境下不收缩、不脆化的特点。
但是传统的酚醛泡沫板尺寸稳定性不好，强度不好，板面受热易发生翘曲。针对这种问题目前世界上采用的增强材料主要有两种:一种是玻璃纤维或玻璃纤维编织物,这种材料的加入,可明显地提高聚氨酯泡沫塑料的强度指标,但随着纤维量的增加,泡沫体的密度也明显地增加,而且,使用这种增强方式,工艺较复杂,很难获得重复性好的制品；另一种是空心玻璃微珠,采用空心玻璃微珠作为增强材料,能够极为有效地增加制品的抗压强度和尺寸稳定性,而泡沫体的密度无明显增加。但是,玻璃微珠的来源和价格(22000元/t)使得这一方法的实用性受到限制。
如2004年第6期出版的《化工矿物与加工》第21页，有效的解决了该问题，采用了空心漂珠作为聚氨酯泡沫塑料的增强材料。空心漂珠是从火力发电厂的粉煤灰中分离出来的一种微珠,它具有资源丰富、密度小、价格低廉(180元/t)、使用方便等特点。采用空心漂珠作为增强相,不仅对泡沫材料有明显的增强效果,而且可提高制品的阻燃性。实验证明,它的应用可明显地提高制品的抗压强度和尺寸稳定性,是一种切实可行的补强方法。但是该方法使用漂珠较多，并且当板材受热时，还存在板材容易翘曲的问题。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供了一种酚醛泡沫材料，该酚醛泡沫材料抗拉强度高，尺寸稳定性好，并且还解决了板材受热易翘曲的问题。
一种改性酚醛泡沫体，由酚醛树脂、表面活性剂、增韧剂、稳定剂、发泡剂和酸催化剂通过发泡和固化而制得，其特征在于所述稳定剂为漂珠，加入量为改性酚醛泡沫体质量分数的1.5%-2.5%。
将预处理后的漂珠与酚醛树脂混合后用超声波振动仪超声1-2h，再与其他原料混合处理。
所述漂珠先和酚醛树脂混合后用超声波振动仪超声1-2h。
所述酚醛树脂为吸水率小于2%的酚醛树脂。
所述表面活性剂为聚硅氧烷、聚氧乙烯醚、聚氧丙烯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、聚乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯和聚山梨酯中的一种或几种。
所述增韧剂为乙二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙烯醇、聚酯多元醇和丁腈橡胶中的一种或多种。
所述酸固化剂为酸与醇的混合物。
所述酸为盐酸、硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯磺酸、苯酚磺酸中的一种或多种。
所述发泡温度为60-90℃。
过量的漂珠增大了酚醛泡沫的密度，在酚醛泡沫的交联聚合中有一定的位阻效应，使得酚醛泡沫的交联度不够充分，因此不能达到很高的强度和很好的稳定性；经过甲基丙烯酸氯化铬处理的漂珠，能提供官能团与酚醛泡沫实现交联，因此强度、导热、吸水方面都明显得到提高。
有益效果：
1、抗拉强度高，尺寸稳定性好；
2、有效解决了板材受热易翘曲的问题。
具体实施方式：
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。实施例中所用酚醛树脂为低吸水率酚醛树脂，吸水率小于2%。
实施例1
将100质量份的酚醛树脂及8质量份正己烷发泡剂、6质量份聚硅氧烷乳化剂、8质量份环氧树脂增韧剂、25质量份酸固化剂（二甲苯磺酸：丙三醇：水=6:3:1）及2.3质量份粒径为120微米的漂珠混合均匀，快速倒入预热为70℃的模具中发泡，70℃下固化30min，制得酚醛泡沫。
实施例2
将100质量份的酚醛树脂及9质量份正戊烷发泡剂、6质量份聚氧丙烯乳化剂、8质量份聚乙二醇200增韧剂、24质量份酸固化剂（对甲苯磺酸：丙三醇：水=7:2:1）及3.6质量份粒径为120微米的漂珠混合均匀，快速倒入预热为70℃的模具中发泡，80℃下固化30min，制得酚醛泡沫。
实施例3
将100质量份的酚醛树脂及8质量份石油醚发泡剂、7质量份聚硅氧烷和聚乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯的混合物乳化剂、9质量份乙二醇和聚酯多元醇的混合物增韧剂、25质量份酸固化剂（磷酸：丙三醇：水=7:2:1）及1.3质量份粒径为120微米的漂珠混合均匀，快速倒入预热为70℃的的模具中发泡，85℃下固化30min，制得酚醛泡沫。
实施例4
将100质量份的酚醛树脂及8质量份石油醚发泡剂、7质量份聚硅氧烷和聚乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯的混合物乳化剂、9质量份乙二醇和聚酯多元醇的混合物增韧剂、25质量份酸固化剂（磷酸：丙三醇：水=7:2:1）及5质量份粒径为120微米的漂珠混合均匀，快速倒入预热为70℃的的模具中发泡，85℃下固化30min，制得酚醛泡沫。
实施例5
先用甲基丙烯酸氯化铬对漂珠进行预处理，再将100质量份的酚醛树脂和1.9质量份粒径为100微米的漂珠混合均匀，再加入8质量份正戊烷发泡剂、6质量份聚硅氧烷和聚氧丙烯的混合物作为表面活性剂、8质量份乙二醇1000增韧剂、及25质量份酸固化剂（二甲苯磺酸：丙三醇：水=7:2:1）混合均匀，将混合物快速倒入预热为70℃的模具中发泡，75℃下固化30min，制得酚醛泡沫。
实施例6
先用甲基丙烯酸氯化铬对漂珠进行预处理，再将100质量份的酚醛树脂和2质量份粒径为100微米的漂珠在超声波下超声2h混合均匀，再加入8质量份正戊烷发泡剂、6质量份聚硅氧烷和聚氧丙烯的混合物作为表面活性剂、8质量份乙二醇1000增韧剂、及25质量份酸固化剂（二甲苯磺酸：丙三醇：水=7:2:1）混合均匀，将混合物快速倒入预热为70℃的模具中发泡，75℃下固化30min，制得酚醛泡沫。
实施例所制得的酚醛泡沫依次按照下述方法进行检测
1.密度的测定
按GB/T6343-2009的方法进行测定
2.导热系数的测定
按GB/T10294-2008或10295-2008的方法测定
3.吸水率的测定
按GB/T8810-2005的方法测定
4.尺寸稳定性的测定
按GB/T8811-2008的方法测定
5.垂直于板面方向的抗拉强度的测定
按JG149-2003附录D垂直于板面方向的抗拉强度试验方法测定
6.燃烧性能的测定
按GB/T8624-2007、GB/T20284-2006或者GB/T8624-1997第5.1条款的方法进行测定
氧指数越高，阻燃性能越好。
实施例中酚醛泡沫板的性能数据
| 密度（kg/m3） | 压缩强度（Mpa） | 垂直于板面方向的抗拉强度（Mpa） | 吸水率（%） | 导热系数W/（m·k） | 尺寸稳定性（%） | 氧指数（%） | |
| 实施例1 | 51.5 | 0.22 | 0.11 | 1.0 | 0.020 | 1.2 | 53 |
| 实施例2 | 50.4 | 0.21 | 0.11 | 1.2 | 0.024 | 1.2 | 52 |
| 实施例3 | 51.2 | 0.16 | 0.10 | 2.0 | 0.038 | 1.4 | 45 |
| 实施例4 | 51.4 | 0.22 | 0.11 | 1.0 | 0.020 | 1.1 | 60 |
| 实施例5 | 51.8 | 0.22 | 0.11 | 0.9 | 0.023 | 0.9 | 63 |
| 实施例6 | 51.9 | 0.23 | 0.11 | 0.9 | 0.023 | 1.0 | 65 |
数据分析：从尺寸稳定性来看，漂珠加入量为改性酚醛泡沫体总质量的1.5-2.5尺寸稳定性效果达到了加入漂珠量更多的效果，当漂珠加入量小于改性酚醛泡沫体总质量的1.5%时，尺寸稳定性、阻燃系数等都大幅减低；当采用先将酚醛树脂和漂珠混合后，再加入发泡剂、表面活性剂、增韧剂及固化剂混合均匀的方法，改性酚醛泡沫体的尺寸稳定性得到明显提高，尤其是先将漂珠用甲基丙烯酸氯化铬进行预处理后，效果更加明显；将漂珠用甲基丙烯酸氯化铬进行预处理后，再将酚醛树脂和处理后的漂珠在超声波仪器中混合的效果更加明显。漂珠微球能与酚醛很好的融合在一起，其自身是闭孔结构，减弱了热对流，又因为它是壁薄中空的，热量从孔壁上的热传导效果很小，因此微球具有很好的保温效果。
Claims (8)
1.一种改性酚醛泡沫体，由酚醛树脂、表面活性剂、增韧剂、稳定剂、发泡剂和酸催化剂通过发泡和固化而制得，其特征在于所述稳定剂为漂珠，加入量为改性酚醛泡沫体质量分数的1.5%-2.5%；
所述漂珠与酚醛树脂混合前，先用甲基丙烯酸氯化铬对漂珠进行预处理，再烘干。
2.根据权利要求1所述的改性酚醛泡沫体，其特征在于，将预处理后的漂珠与酚醛树脂混合后用超声波振动仪超声1-2h，再与其他原料混合处理。
3.根据权利要求1所述的改性酚醛泡沫体，其特征在于，所述酚醛树脂为吸水率小于2%的酚醛树脂。
4.根据权利要求1所述的改性酚醛泡沫体，其特征在于，所述表面活性剂为聚硅氧烷、聚氧乙烯醚、聚氧丙烯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、聚乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯和聚山梨酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的改性酚醛泡沫体，其特征在于，所述增韧剂为乙二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙烯醇、聚酯多元醇和丁腈橡胶中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的改性酚醛泡沫体，其特征在于，所述酸固化剂为酸与醇的混合物。
7.根据权利要求6所述的改性酚醛泡沫体，其特征在于，所述酸为盐酸、硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯磺酸、苯酚磺酸中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的改性酚醛泡沫体，其特征在于，发泡温度为60-90℃。
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