CN104194255A - 一种改性酚醛保温板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改性酚醛保温板及其制备方法，属于建筑外墙用保温材料技术领域。其配方如下：热固性酚醛树脂35～50份；糠醇树脂3～8份；聚醚1～5份；DMP-301～2份；二苯基甲烷二异氰酸酯1～6份；无水二甲苯5～10份；对甲基苯磺酸5～8份；环戊烷5～20份；纳米级超细碳酸钙1～5.5份；硅碳型硅油0.2～3份；二新癸酸二甲基锡1～2份；二甲基二乙醇胺1～2份。该配方，通过生产线连续化生产后，避免了泡沫原有的脆性过大、掉粉、弹性低、压缩强度低，导热系数高等问题，并且在韧性和拉拔强度明显增加。采用低酸量与有机类无酸催化剂复合催化的复合催化体系，不但用量少而且有协同效应，使泡体酸性为中性，最终酚醛泡沫综合性能得到整体普遍提高，远高于现有酚醛保温板技术性能。

Description

一种改性酚醛保温板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种改性酚醛保温板及其制备方法，属于建筑外墙用保温材料技术领域。

背景技术

酚醛保温板和聚氨酯硬泡同属有机类热固性高效保温材料，尤其近年建筑节能率的逐渐提高，应用保温材料技术性能越来越高，市场需求量越来越大。

在建筑应用保温材料应用中，不但要求物理技术性能高，而且必须达到防火性能。

酚醛树脂生产的泡沫（板）和聚氨酯硬泡虽属相对较好的保温材料，但两类保温材料各有不同的优、缺点，不具有很好综合技术性能。

聚氨酯树脂合成的聚氨酯硬泡，具有轻质、高强、导热系数低、韧性好和施工方便等特点，但防火性能最高只能达到B1级防火性能、氧指数最高只能达到30%。 

酚醛树脂生产的酚醛保温板，具备聚氨酯硬泡保温材料主要基本优点，但防火性能比聚氨酯硬泡突出，耐火燃穿透、耐高温、低烟，氧指数高达50%，但酚醛保温板与聚氨酯硬泡比较，酚醛保温板最大的缺点是脆性大、酸性大。由于酚醛保温板的脆性大，酚醛保温板在使用时存在掉粉、弹性低、压缩强度低，导热系数不达标等问题，固有优异防火性能没能得到很好利用，因此，影响该产品应用技术的扩展，同时给运输、施工带来很多不便。尤其拉拔强度低，不易满足相关标准要求。由于酸性大，使得酚醛保温板与金属、水泥基材料接触会有一定腐蚀性。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种改性酚醛保温板及其制备方法。该方法在现有生产热固性酚醛保温板技术基础上，借助聚氨酯硬泡理论，利用异氰酸酯对酚醛保温板进行技术改性，即，利用热固性酚醛树脂对聚氨酯硬泡技术的改性。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种改性酚醛保温板，其特征在于，包括如下原料，按重量份配比：

热固性酚醛树脂                                 35～50份

糠醇树脂                                       3～8份

 阻火聚醚                                       1～5份

DMP-30                                         1～2份                                                  

二苯基甲烷二异氰酸酯                           1～6份

无水二甲苯                                     5～10份

甲苯磺酸                                       5～8份

环戊烷                                          5～20份

纳米级超细碳酸钙                                1～5.5份

硅碳型硅油                                      0.2～3份

二新癸酸二甲基锡                                1～2份

二甲基二乙醇胺                                   1～2份。

所述的二苯基甲烷二异氰酸酯或相同重量份数的多苯基多亚多异氰酸酯。

一种改性酚醛保温板的制备方法，其特征在于，步骤如下：

（1）将热固性酚醛树脂、糠醇树脂、阻火聚醚、硅碳型硅油、DMP-30、纳米级超细碳酸钙混合得混合物A；                                        

（2）将二苯基甲烷二异氰酸酯或多苯基多亚多异氰酸酯与无水二甲苯、甲苯磺酸混合得混合物B；

（3）环戊烷和二新癸酸二甲基锡、二甲基二乙醇胺 混合得混合物C；

步骤（1）、(2)、（3）得到的混合物A、B、C分别放置在储藏罐内，在连续生产线上，开启装有混合物A、B、C的罐体，将三种溶液混合，发泡，并控温30～50℃范围，使得各组分间完全反应，实现交联、发泡、固化，经去边，切割，制成热固性改性硬质酚醛泡沫保温板。

所述的阻火聚醚，主要利用环氧氯丙烷中的氯元素，代替常规环氧丙烷。它是以环氧氯丙烷为主体原料，蔗糖为起始剂，氨水为催化剂，控制在60～80℃的反应温度范围内，环氧氯丙烷开环与蔗糖间共聚制成结构型阻燃（火）聚醚，经中和、脱水和过滤合格后，便获得具有防火性能的阻火聚醚。

所述的DMP-30是一种环氧树脂固化促进剂，具体为：2、4、6三（二甲氨基甲基）苯酚。

本发明的有益效果：本发明采用上述方案，其理论依据如下：热固性酚醛树脂含有羟基的高分子基团（-OH），利用异氰酸酯含有的异氰酸根（-NCO），通过两类主体高分子聚合物混合后，在异氰酸酯中含有的异氰酸根（-NCO）与含羟基（-OH）的高分子化合物间发生交联反应，在发泡剂、匀泡剂、催化剂（固化剂）的材料的作用下，固化成具有酚醛泡沫和聚氨酯硬泡综合技术性能。

另外，在热固性酚醛树脂中，含有一定量的水分、羟甲基和游离苯酚，通过引入异氰酸酯与其反应后，异氰酸酯基与树脂中所含少量水预先反应，使反应中增加网状结构，增加强度，控制因水分存在而导致泡体出现脆性，增加韧性。

在发泡原料中，采用阻火聚醚（-OH）与匀泡剂后，在增加软分子链段，增加泡沫强度和弹性。同时匀泡剂因降低泡沫材料组分间化学表面张力，能促进泡沫均匀、达到高闭孔率，降低导热系数，同时起到辅助泡沫充分膨胀作用，不塌泡。

通过借鉴酚醛树脂泡沫和聚氨酯硬泡合成理论，采用酚醛树脂与异氰树脂共混改性技术。利用复合酚醛树脂、聚合物多元醇与异氰酸酯共混反应改性，使主体材料增加活性，分子链达到最佳交联结合。

使用用复合酚醛树脂，主要利用其固有防火性能，利用阻火聚醚提供软分子链段、增加韧性、降低脆性的同时，在共混同时增加复合酚醛树脂与异氰酸酯的聚合度。

在原酚醛树脂泡沫合成时，采用弱酸固化剂中必须用水溶解应用，大量水分气化会导致泡沫孔壁薄或开孔，不仅导热系数增大，而且导致制品出现脆，通过异氰酸酯的引入后，采用无水固化剂，避免原酚醛树脂发泡技术采用水溶解固化剂所带来的水危害。

纳米级超细碳酸钙作为成核剂，成为低势能点作为成核点，可降低产品密度。 

通过生产线连续化生产后，避免了泡沫原有的脆性过大、掉粉、弹性低、压缩强度低，导热系数高等问题，并且在韧性和拉拔强度明显增加。

采用低酸量甲苯磺酸与有机类无酸催化剂复合催化的复合催化体系，不但用量少而且有协同效应，使泡体酸性为中性，最终酚醛泡沫综合性能得到整体普遍提高，远高于现有酚醛保温板技术性能。  

采用DMP-30与酚醛树脂中游离醛进一步反应。

具体实施方式

实施例1：

一种改性酚醛保温板，由如下原料，按重量份配比制成：

热固性酚醛树脂                                  35份

糠醇树脂                                        3份

 阻火聚醚（3000分子量）                          5份

 DMP-30                                          1份

二苯基甲烷二异氰酸酯                            3份

 无水二甲苯                                      5份

甲苯磺酸（对甲基苯磺酸）                       8份

环戊烷                                         10份

纳米级超细碳酸钙                                3.5份

碳硅型硅油                                      3份

二新癸酸二甲基锡                               1份

二甲基二乙醇胺                                  2份。

实施例2：

一种改性酚醛保温板，由如下原料，按重量份配比制成：

热固性酚醛树脂                                 50份

糠醇树脂                                       8份

 阻火聚醚（3000分子量）                         1份

DMP-30                                         1份

多苯基多亚多异氰酸酯                           1份

 无水二甲苯                                     10份

甲苯磺酸                                       5份

环戊烷                                         20份

纳米级超细碳酸钙                               1.5份

碳硅型硅油                                     0.5份

二新癸酸二甲基锡                                2份

二甲基二乙醇胺                                   2份。

实施例3：

一种改性酚醛保温板，由如下原料，按重量份配比制成：

热固性酚醛树脂                                 40份

糠醇树脂                                       5份

 阻火聚醚（3000分子量）                         3份

DMP-30                                          1份

二苯基甲烷二异氰酸酯                          6份

 无水二甲苯                                     5份

甲苯磺酸                                       8份

环戊烷                                        10份

纳米级超细碳酸钙                                1份

碳硅型硅油                                     1份

二新癸酸二甲基锡                               2份

二甲基二乙醇胺                                   1份。

实施例1-实施例3的其制备方法如下：

原料配制

（1）将热固性酚醛树脂、糠醇树脂、阻火聚醚、硅碳型硅油、DMP-30、纳米级超细碳酸钙混合得混合物A；                                        

（2）将二苯基甲烷二异氰酸酯（或多苯基多亚多异氰酸酯）、无水二甲苯、甲苯磺酸混合得混合物B；

（3）环戊烷和二新癸酸二甲基锡、二甲基二乙醇胺 混合得混合物C；

（4）步骤（1）、(2)、（3）得到的混合物A、B、C及硅碳型硅油分别放置在储藏罐内，在连续生产线上，开启装有混合物A、B、C的罐体，将三种溶液混合，发泡，并控温30～50℃范围，使得各组分间完全反应，实现交联、发泡、固化，经去边，切割，制成热固性改性硬质酚醛泡沫保温板。

本发明产品与辽宁省地方标准《酚醛泡沫保温板外墙外保温技术规程》DB21/T2171-2013中技术性能，经物理性能测试比较结果见表1。

表1   技术性能经物理性能比较结果

 表1 测试结果表明：导热系数、压缩强度、垂直于板面方向的抗拉强度、pH值、燃烧性能都高于国家标准，其它指标也完全合格。

Claims (3)

1.一种改性酚醛保温板，其特征在于，包括如下原料，按重量份配比：

热固性酚醛树脂            35～50份

糠醇树脂                        3～8份

 阻火聚醚                     1～5份

DMP-30                           1～2份                                                  

二苯基甲烷二异氰酸酯          1～6份

无水二甲苯                  5～10份

甲苯磺酸                        5～8份

环戊烷                            5～20份

纳米级超细碳酸钙         1～5.5份

硅碳型硅油                    0.2～3份

二新癸酸二甲基锡          1～2份

二甲基二乙醇胺             1～2份。

2.根据权利要求1所述的一种改性酚醛保温板，其特征在于，所述的二苯基甲烷二异氰酸酯或相同重量份数的多苯基多亚多异氰酸酯。

3.一种权利要求1所述改性酚醛保温板的制备方法，其特征在于，步骤如下：

（1）将热固性酚醛树脂、糠醇树脂、阻火聚醚、硅碳型硅油、DMP-30、纳米级超细碳酸钙混合得混合物A；                                        

（2）将二苯基甲烷二异氰酸酯或多苯基多亚多异氰酸酯与无水二甲苯、甲苯磺酸混合得混合物B；

（3）环戊烷和二新癸酸二甲基锡、二甲基二乙醇胺 混合得混合物C；

（4）将步骤（1）、(2)、（3）得到的混合物A、B、C分别放置在储藏罐内，在连续生产线上，开启装有混合物A、B、C的罐体，将三种溶液混合，发泡，并控温30～50℃范围，使得各组分间完全反应，实现交联、发泡、固化，经去边，切割，制成热固性改性硬质酚醛泡沫保温板。