CN104513454A - 一种阻燃耐高温板材及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃耐高温板材，其特征在于，由按以下重量份数配比的原料制得：发泡型酚醛树脂100份、环氧树脂5-8份、阻燃剂10-15份、油醇封端的聚氨酯8-10份、石蜡乳液8-10份、聚乙二醇8-10份、玻璃纤维1-2份、均泡剂AK-88041-2份、二氯甲烷3-5份、酸性固化剂2-4份、氧化锌1-2份、粉煤灰15-18份、硅酸钠0.5-0.7份、水200-300份。本发明用这种聚氨酯制备的石蜡乳液稳定性非常好，环氧树脂的加入，使改性后的板材比纯酚醛泡沫的压缩强度、弯曲等方面均有显著改善。阻燃剂使泡沫具有良好的耐燃隔热性能，极大地提高了使用寿命，粉煤灰进一步提高了板材的强度。该板材可广泛用于公用与民用建筑、装饰及其它方面的运用之中去，可代替其它的建筑及装饰材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种保温板材及其生产方法，特别是一种阻燃耐高温板材及其生产方法。
背景技术
板材产品外形扁平，宽厚比大，单位体积的表面积也很大，这种外形特点带来其使用上的特点：表面积大，故包容覆盖能力强，在化工、容器、建筑、金属制品、金属结构等方面都得到广泛应用；可任意剪裁、弯曲、冲压、焊接、制成各种制品构件，使用灵活方便，在汽车、航空、造船及拖拉机制造等部门占有极其重要的地位；可弯曲、焊接成各类复杂断面的型钢、钢管、大型工字钢、槽钢等结构件，故称为“万能钢材”。
石蜡乳液是利用各种手段将石蜡和水混合乳化形成的均匀分散体系。乳化石蜡具有耐水性好、体系稳定、分散性好、成膜均匀的特性，是一种用途广泛的化工产品。石蜡乳液可以用做医药和橡胶加工助剂，钻井液添加剂，板材增强剂，混凝土固化剂，纺织品柔软剂和上浆剂，果品保鲜剂和林木果树保水防冻剂等。除此之外，石蜡等烷烃材料也是优良的相变材料，将其乳化在水中，然后对其进行包覆可以得到相变纳/微米胶囊。
目前市场上出现的EPS、XPS聚苯乙烯泡沫塑料、玻璃棉、矿物棉和聚氨酯等保温板材中，只有酚醛树脂具有难燃、低毒和低烟等性能，酚醛泡沫塑料不仅防火性能优良，隔热效果也比普通的屋面材料高2～3倍，在外墙及屋顶安装酚醛泡沫保温板材后，房屋的隔热保温性能大大加强，比未加保温层的建筑可节能60份以上。但是，酚醛泡沫保温材料存在脆性大、易粉化的缺陷，而且已成为制约酚醛泡沫保温板材大规模推广应用的瓶颈。如何生产具有强度较高、耐水性及耐火性、保温隔热性较好的特点的板材具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种阻燃耐高温板材及其生产方法，要解决传统酚醛泡沫保温板材韧性差、容易粉化的技术问题；并解决要进一步增强酚醛泡沫保温板材的压缩和拉伸强度、保证板材施工性能的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种阻燃耐高温板材，其特征在于，由按以下重量份数配比的原料制得：
发泡型酚醛树脂100份、环氧树脂5-8份、阻燃剂10-15份、油醇封端的聚氨酯8-10份、石蜡乳液8-10份、聚乙二醇8-10份、玻璃纤维1-2份、均泡剂AK-8804 1-2份、二氯甲烷3-5份、酸性固化剂2-4份、氧化锌1-2份、粉煤灰15-18份、硅酸钠0.5-0.7份、水200-300份。
上述的油醇封端的聚氨酯为反应在干燥氮气保护且带搅拌的反应器中进行，在反应器中加入38-42g的二异氰酸酯，在22℃下将55g亲水单体加入，将两者充分混合均匀后，升温到75-85℃，加入0.2g二丁基二月桂酸锡，反应2.5h，然后加入油醇60g升温到85℃反应4.5h，降温到40-50℃加入8-9g冰醋酸中和40min。
一种阻燃耐高温板材的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将油醇封端的聚氨酯、固体石蜡混合，加入去离子水，采用高速分散机在70-80℃乳化25min，得到均匀稳定的石蜡乳液；
（2）在反应釜中加入苯酚、甲醛和氢氧化钠溶液，升温至60-70℃，加入尿素12份，恒温一段时间后调节pH=7-8，真空脱水，取样，测得树脂的黏度达到8000-9OOOmPa.s、固含量达到75份后，停止反应，合成发泡型酚醛树脂；
（3）在搅拌桶内按比例加入按步骤1合成的发泡型酚醛树脂100份，再按比例加入环氧树脂、聚氨酯、石蜡乳液、聚乙二醇、玻璃纤维、均泡剂AK-8804、二氯甲烷、酸性固化剂、氧化锌、粉煤灰、硅酸钠、水搅拌均匀后，在75-80℃下混合发泡40-50min，熟化lh后，出模成酚醛泡沫保温板材；
（4）将成型的板坯送入养护窑温度在85-95℃、湿度在80-100%，保养12-15h，再进蒸养釜经2个大气压蒸养6-8h后自然冷却；
（5）冷却后的板材在90-100℃的温度下进行干燥，按所需规格进行切割，用喷涂工艺将水性涂料和油漆均匀的喷涂在板材表面。
上述的固化剂是盐酸和苯磺酸按照重量比1：1组成的混合物；
上述的环氧树脂是铜箔层积板专用树脂GEBR-440A80、GEBR-450A80或GEBR-500A80。
上述的阻燃剂是四溴双酚、三氧化二锑和阻燃剂HT-102中的一种或多种。
上述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或者任意几种的混合。
上述的亲水单体为丙烯酸酯类单体、二羟甲基丁酸、N-甲基二乙醇胺、聚乙二醇中的一种或者多种。
本发明的有益效果：
本发明用这种聚氨酯制备的石蜡乳液无需使用大量的乳化剂和助乳化剂，避免了小分子的乳化剂在乳化蜡的后继应用中引起的稳定性差、迁移和污染基材等各种问题，得到乳液稳定性非常好。由于在酚醛泡沫中加入环氧树脂，提高了酚醛树脂泡沫的强度，改性后的板材比纯酚醛泡沫的压缩强度、弯曲等方面均有显著改善。阻燃剂，使泡沫耐火性能得到了极大的提高，使泡沫具有良好的耐燃隔热性能，极大地提高了使用寿命，在同等高温条件下，使用寿命为普通橡胶的10倍以上。原料来源丰富，成本较低；添加工业废料粉煤灰，运用粉煤灰的后期水化增强作用，减少了板材在常温下的，缩率，进一步提高了板材的强度。酸性固化剂的合理选择及适当比例避免了泡沫板不能成型或泡孔太大的问题，提高了产品的质量。该板材可广泛用于公用与民用建筑、装饰及其它方面的运用之中去，可代替其它的建筑及装饰材料。
具体实施方式
实施例1
一种阻燃耐高温板材，其特征在于，由按以下重量份数配比的原料制得：发泡型酚醛树脂100份、铜箔层积板专用树脂GEBR-440A80 5份、四溴双酚10份、油醇封端的聚氨酯10份、石蜡乳液10份、聚乙二醇8份、玻璃纤维1份、均泡剂AK-8804 1份、二氯甲烷3份、盐酸和苯磺酸按照重量比1：1组成的酸性固化剂2份、氧化锌1份、粉煤灰15份、硅酸钠0.5份、水200份。
所述的油醇封端的聚氨酯为反应在干燥氮气保护且带搅拌的反应器中进行，在反应器中加入38g的甲苯二异氰酸酯，在22℃下将55g丙烯酸酯类单体加入，将两者充分混合均匀后，升温到75℃，加入0.2g二丁基二月桂酸锡，反应2.5h，然后加入油醇60g升温到85℃反应4.5h，降温到40℃加入8g冰醋酸中和40min。
一种阻燃耐高温板材的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将油醇封端的聚氨酯、固体石蜡混合，加入去离子水，采用高速分散机在70℃乳化25min，得到均匀稳定的石蜡乳液；
（2）在反应釜中加入苯酚、甲醛和氢氧化钠溶液，升温至60℃，加入尿素12份，恒温一段时间后调节pH=7-8，真空脱水，取样，测得树脂的黏度达到8000mPa.s、固含量达到75份后，停止反应，合成发泡型酚醛树脂；
（3）在搅拌桶内按比例加入按步骤1合成的发泡型酚醛树脂100份，再按比例加入环氧树脂、聚氨酯、石蜡乳液、聚乙二醇、玻璃纤维、均泡剂AK-8804、二氯甲烷、酸性固化剂、氧化锌、粉煤灰、硅酸钠、水搅拌均匀后，在75℃下混合发泡40min，熟化lh后，出模成酚醛泡沫保温板材；
（4）将成型的板坯送入养护窑温度在85℃、湿度在80%，保养12h，再进蒸养釜经2个大气压蒸养6h后自然冷却；
（5）冷却后的板材在90℃的温度下进行干燥，按所需规格进行切割，用喷涂工艺将水性涂料和油漆均匀的喷涂在板材表面。
实施例2
一种阻燃耐高温板材，其特征在于，由按以下重量份数配比的原料制得：发泡型酚醛树脂100份、铜箔层积板专用树脂GEBR-450A80 8份、三氧化二锑15份、油醇封端的聚氨酯8份、石蜡乳液8份、聚乙二醇10份、玻璃纤维2份、均泡剂AK-8804 2份、二氯甲烷5份、盐酸和苯磺酸按照重量比1：1组成的酸性固化剂4份、氧化锌2份、粉煤灰18份、硅酸钠0.7份、水300份。
所述的油醇封端的聚氨酯为反应在干燥氮气保护且带搅拌的反应器中进行，在反应器中加入42g的甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯，在22℃下将55g丙烯酸酯类单体、二羟甲基丁酸、N-甲基二乙醇胺、聚乙二醇加入，将两者充分混合均匀后，升温到85℃，加入0.2g二丁基二月桂酸锡，反应2.5h，然后加入油醇60g升温到85℃反应4.5h，降温到50℃加入9g冰醋酸中和40min。
一种阻燃耐高温板材的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将油醇封端的聚氨酯、固体石蜡混合，加入去离子水，采用高速分散机在80℃乳化25min，得到均匀稳定的石蜡乳液；
（2）在反应釜中加入苯酚、甲醛和氢氧化钠溶液，升温至70℃，加入尿素12份，恒温一段时间后调节pH=7-8，真空脱水，取样，测得树脂的黏度达到9OOOmPa.s、固含量达到75份后，停止反应，合成发泡型酚醛树脂；
（3）在搅拌桶内按比例加入按步骤1合成的发泡型酚醛树脂100份，再按比例加入环氧树脂、聚氨酯、石蜡乳液、聚乙二醇、玻璃纤维、均泡剂AK-8804、二氯甲烷、酸性固化剂、氧化锌、粉煤灰、硅酸钠、水搅拌均匀后，在0℃下混合发泡50min，熟化lh后，出模成酚醛泡沫保温板材；
（4）将成型的板坯送入养护窑温度在85-95℃、湿度在90%，保养15h，再进蒸养釜经2个大气压蒸养8h后自然冷却；
（5）冷却后的板材在100℃的温度下进行干燥，按所需规格进行切割，用喷涂工艺将水性涂料和油漆均匀的喷涂在板材表面。
实施例3
一种阻燃耐高温板材，其特征在于，由按以下重量份数配比的原料制得：发泡型酚醛树脂100份、铜箔层积板专用树脂GEBR-500A80 7份、阻燃剂HT-102 13份、油醇封端的聚氨酯9份、石蜡乳液9份、聚乙二醇9份、玻璃纤维2份、均泡剂AK-8804 2份、二氯甲烷3份、盐酸和苯磺酸按照重量比1：1组成的酸性固化剂4份、氧化锌1份、粉煤灰16份、硅酸钠0.6份、水280份。
所述的油醇封端的聚氨酯为反应在干燥氮气保护且带搅拌的反应器中进行，在反应器中加入40g的甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯，在22℃下将55g丙烯酸酯类单体、二羟甲基丁酸、N-甲基二乙醇胺、聚乙二醇加入，将两者充分混合均匀后，升温到80℃，加入0.2g二丁基二月桂酸锡，反应2.5h，然后加入油醇60g升温到85℃反应4.5h，降温到45℃加入8g冰醋酸中和40min。
一种阻燃耐高温板材的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将油醇封端的聚氨酯、固体石蜡混合，加入去离子水，采用高速分散机在75℃乳化25min，得到均匀稳定的石蜡乳液；
（2）在反应釜中加入苯酚、甲醛和氢氧化钠溶液，升温至65℃，加入尿素12份，恒温一段时间后调节pH=7-8，真空脱水，取样，测得树脂的黏度达到8500mPa.s、固含量达到75份后，停止反应，合成发泡型酚醛树脂；
（3）在搅拌桶内按比例加入按步骤1合成的发泡型酚醛树脂100份，再按比例加入环氧树脂、聚氨酯、石蜡乳液、聚乙二醇、玻璃纤维、均泡剂AK-8804、二氯甲烷、酸性固化剂、氧化锌、粉煤灰、硅酸钠、水搅拌均匀后，在80℃下混合发泡45min，熟化lh后，出模成酚醛泡沫保温板材；
（4）将成型的板坯送入养护窑温度在90℃、湿度在90%，保养13h，再进蒸养釜经2个大气压蒸养7h后自然冷却；
（5）冷却后的板材在95℃的温度下进行干燥，按所需规格进行切割，用喷涂工艺将水性涂料和油漆均匀的喷涂在板材表面。
本发明的实施例3的产品性能经国家建筑材料测试中心按国家标准测试的结果如下表所示：
| 序号 | 检验项目 | 检验值 | 依据标准 |
| 1 | 导热系数 | 0. 028W/ (m. K) | GB/'r10294-1988 |
| 2 | 氧指数 | 38. 3(B1级难燃材料水平) | GB8624-1997 |
| 3 | 压缩变形 | 135KPa | GB/T8813-198 |
| 4 | 尺寸稳定性 | 0. 71份 | GB/T8811-1988 |
| 5 | 弯曲性能 | 0. 18MPa | GB/T8812-1988 |
| 6 | 抗拉强度 | 0. 14MPa | IG1492003 |
本发明制备的复合型酚醛泡沫板材性能良好，提高了酚醛泡沫板材的保温隔热性能，导热系数低，降低了热损耗，提高了板材的韧性，降低了粉化程度，尺寸稳定性好，抗拉抗压强度大，表面无脱粉。本发明提高了酚醛泡沫保温板材的防火、阻燃、耐高温性能，使用温度范围大，具有优异的难燃、自熄、低毒、耐火焰贯穿等优点。
Claims (8)
1.一种阻燃耐高温板材，其特征在于，由按以下重量份数配比的原料制得：
发泡型酚醛树脂100份、环氧树脂5-8份、阻燃剂10-15份、油醇封端的聚氨酯8-10份、石蜡乳液8-10份、聚乙二醇8-10份、玻璃纤维1-2份、均泡剂AK-8804 1-2份、二氯甲烷3-5份、酸性固化剂2-4份、氧化锌1-2份、粉煤灰15-18份、硅酸钠0.5-0.7份、水200-300份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃耐高温板材，其特征在于，所述的油醇封端的聚氨酯为反应在干燥氮气保护且带搅拌的反应器中进行，在反应器中加入38-42g的二异氰酸酯，在22℃下将55g亲水单体加入，将两者充分混合均匀后，升温到75-85℃，加入0.2g二丁基二月桂酸锡，反应2.5h，然后加入油醇60g升温到85℃反应4.5h，降温到40-50℃加入8-9g冰醋酸中和40min。
3.一种阻燃耐高温板材的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将油醇封端的聚氨酯、固体石蜡混合，加入去离子水，采用高速分散机在70-80℃乳化25min，得到均匀稳定的石蜡乳液；
（2）在反应釜中加入苯酚、甲醛和氢氧化钠溶液，升温至60-70℃，加入尿素12份，恒温一段时间后调节pH=7-8，真空脱水，取样，测得树脂的黏度达到8000-9OOOmPa.s、固含量达到75份后，停止反应，合成发泡型酚醛树脂；
（3）在搅拌桶内按比例加入按步骤1合成的发泡型酚醛树脂100份，再按比例加入环氧树脂、聚氨酯、石蜡乳液、聚乙二醇、玻璃纤维、均泡剂AK-8804、二氯甲烷、酸性固化剂、氧化锌、粉煤灰、硅酸钠、水搅拌均匀后，在75-80℃下混合发泡40-50min，熟化lh后，出模成酚醛泡沫保温板材；
（4）将成型的板坯送入养护窑温度在85-95℃、湿度在80-100%，保养12-15h，再进蒸养釜经2个大气压蒸养6-8h后自然冷却；
（5）冷却后的板材在90-100℃的温度下进行干燥，按所需规格进行切割，用喷涂工艺将水性涂料和油漆均匀的喷涂在板材表面。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃耐高温板材，其特征在于，所述的固化剂是盐酸和苯磺酸按照重量比1：1组成的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃耐高温板材，其特征在于，所述的环氧树脂是铜箔层积板专用树脂GEBR-440A80、GEBR-450A80或GEBR-500A80。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃耐高温板材，其特征在于，所述的阻燃剂是四溴双酚、三氧化二锑和阻燃剂HT-102中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的一种阻燃耐高温板材，其特征在于，所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或者任意几种的混合。
8.根据权利要求2所述的一种阻燃耐高温板材，其特征在于，所述的亲水单体为丙烯酸酯类单体、二羟甲基丁酸、N-甲基二乙醇胺、聚乙二醇中的一种或者多种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150415 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |