CN106589792A - 一种复合酚醛泡沫保温材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合酚醛泡沫保温材料及其制备方法,该复合酚醛泡沫保温材料是由以下原料按重量份配比而成:酚醛树脂95‑105份、发泡剂8‑12份、表面活性剂5‑10份、固化剂12‑16份、改性剂3‑7份、丁苯橡胶8‑12份、玻璃纤维3‑7份、硅烷偶联剂1‑5份。本发明的复合酚醛泡沫保温材料中的改性剂为浮石粉,其可以作为阻燃剂对酚醛泡沫起着阻燃作用,因此使本发明的酚醛泡沫与现有的酚醛泡沫相比,其耐火性能更好;丁苯橡胶的活性端基可以与酚醛树脂的羟甲基反应,会出现海岛两相结构,进而改善了现有的酚醛泡沫的脆性大的问题;玻璃纤维可以在一定程度上改善酚醛泡沫的脆性,还可以增加酚醛泡沫的抗压的强度。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料制备领域,特别涉及一种复合酚醛泡沫保温材料及其制备方法。
背景技术
酚醛泡沫是一种高效能而且应用比较广泛的的保温材料。与其他传统保温材料相比,它具有很好的优异性能,是其他材料无法比拟的。明火不燃烧,高温时候也只是引燃而已。并且酚醛泡沫保温材料经燃烧后不会产生像CO似的有害气体。酚醛泡沫不但很有市场,而且也很符合我国建筑节能发展的需求。
但是,目前国内传统的酚醛泡沫保温材料存在着许多缺点,例如:质脆、破孔、易粉化或者易开裂、易掉渣等缺点。所以,就目前现状而言,酚醛泡沫的改性研究是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种复合酚醛泡沫保温材料及其制备方法,从而克服现有技术的上述缺点。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的: 一种复合酚醛泡沫保温材料,是由以下原料按重量份配比而成:酚醛树脂95-105份、发泡剂8-12份、表面活性剂5-10份、固化剂12-16份、改性剂3-7份、丁苯橡胶8-12份、玻璃纤维3-7份、硅烷偶联剂1-5份。
优选地,上述技术方案中,所述重量份配比为:酚醛树脂100份、发泡剂10份、表面活性剂7.5份、固化剂14份、改性剂5份、丁苯橡胶10份、玻璃纤维5.5份、硅烷偶联剂3份。
优选地,上述技术方案中,所述酚醛树脂为甲阶酚醛树脂,其为热固性酚醛树脂,粘度为1000-2000mPa·s,颜色为棕红色透明液体,水溶性为200%,游离醛质量分数1%-2%。
优选地,上述技术方案中,所述表面活性剂为硅氧烷系表面活性剂、吐温系表面活性剂中的一种,所述固化剂为磷酸、硫酸、盐酸、硼酸中的一种或两种组合,所述发泡剂为石油醚、正戊烷、正己烷、异戊烷、环戊烷中的一种。
优选地,上述技术方案中,所述玻璃纤维为短切纤维,其长度为1-5mm;;所述硅烷偶联剂为环氧烃基类硅烷偶联剂或甲基丙烯酰氧烷基类硅烷偶联剂。
优选地,上述技术方案中,所述改性剂为浮石粉,其粒径为150-250目。
一种复合酚醛泡沫保温材料的制备方法,包括以下步骤:
1)取各种原料,按照重量份数进行称量;
2)将玻璃纤维和硅烷偶联剂混合,搅拌均匀,浸渍5-10分钟,并晾干;
3)将酚醛树脂和丁苯橡胶、改性剂、表面活性剂混合搅拌均匀,加入晾干后的玻璃纤维(即混合了硅烷偶联剂的玻璃纤维),搅拌均匀;
4)向3)中的混合料中加入发泡剂,快速搅拌均匀,再加入固化剂,搅拌均匀并持续一段时间;
5)将4)中混合料快速倒入模具中,在特定条件下固化成型,即得复合酚醛泡沫保温材料。
优选地,上述技术方案中,所述步骤3)中,每加入一种原料,用搅拌机进行混合、搅拌时间为4-6min,搅拌速度为100-150r/min;所述步骤4)中持续一段时间为25-35min。
优选地,上述技术方案中,所述步骤5)中,将混合料快速倒入预热至35-45℃模具中,特定的条件下固化指在40-60℃条件下加热1-3h后,升温至60-80℃,继续加热1-3h后,完成固化。
本发明的酚醛泡沫,相比与现有技术,具有以下有益效果:
1、本发明中的改性剂为浮石粉,浮石粉弥散在酚醛泡沫中,其不仅可以作为阻燃剂对酚醛泡沫起着阻燃作用,而且一定程度上增强了酚醛泡沫的强度,因此使本发明的酚醛泡沫与现有的酚醛泡沫相比,其耐火性能和压缩强度更好。
2、本发明中的丁苯橡胶,其活性端基可以与酚醛树脂的羟甲基反应,会出现海岛两相结构,进而改善了现有的酚醛泡沫的脆性大的问题。
3、本发明的玻璃纤维可以在一定程度上改善酚醛泡沫的脆性,还可以增加酚醛泡沫的抗压的强度。
4、本发明中对酚醛泡沫的改性属于物理掺混和化学方法综合应用,通过控制加料顺序和时间,改善酚醛泡沫的性能。
5、本发明配比制得的复合酚醛泡沫,在保温性能不变的情况下,大大改善了其韧性和掉渣率。
按照《硬质泡沫塑料表观密度的测定方法》的规定,测得本发明的复合酚醛泡沫保温板的表观密度小于63 kg/m3;按照GB/T 10294-2008,得导热系数小于0.0347W/(m·K);燃烧性能根据GB8624-2012,得燃烧性能等级为A级,不燃;根据GB/T12812-2006,得泡沫的韧性及掉渣率,比起改性前的有较大提高。因此,本发明的酚醛泡沫材料是一种市场前景良好的产品。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施例进行详细描述,以便于进一步理解本发明。
以下实施例中所有使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
以下实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可通过商业途径获得。
实施例1
一种复合酚醛泡沫保温材料,按重量份计算,每一重量份对应称取1g,称量以下原料:酚醛树脂95份、发泡剂12份、表面活性剂10份、固化剂16份、改性剂7份、丁苯橡胶12份、玻璃纤维7份、硅烷偶联剂5份。
上述的复合酚醛泡沫保温材料的制备方法,包括以下步骤:
1)称量上述各原料,待用;
2)将玻璃纤维和硅烷偶联剂混合,搅拌均匀,浸渍5分钟,并晾干;
3)将酚醛树脂和丁苯橡胶、改性剂、表面活性剂混合搅拌均匀,加入晾干后的玻璃纤维,搅拌均匀;用搅拌机进行混合、搅拌时间为5min,搅拌速度为100r/min;
4)向3)中的混合料中加入发泡剂,快速搅拌均匀,再加入固化剂,搅拌均匀并持续30min;
5)将4)中混合料快速倒入预热至35℃模具中(模具中铺设塑料薄膜,以便出模),在40℃条件下加热3h后,升温至60℃,继续加热3h后,固化成型,即得复合酚醛泡沫保温材料。
实施例2
一种复合酚醛泡沫保温材料,按重量份计算,每一重量份对应称取1g,称量以下原料:酚醛树脂105份、发泡剂8份、表面活性剂5份、固化剂12份、改性剂3份、丁苯橡胶8份、玻璃纤维3份、硅烷偶联剂1份。
上述的复合酚醛泡沫保温材料的制备方法,包括以下步骤:
1)称量上述各原料,待用;
2)将玻璃纤维和硅烷偶联剂混合,搅拌均匀,浸渍10分钟,并晾干;
3)将酚醛树脂和丁苯橡胶、改性剂、表面活性剂混合搅拌均匀,加入晾干后的玻璃纤维,搅拌均匀;用搅拌机进行混合、搅拌时间为5min,搅拌速度为100r/min;
4)向3)中的混合料中加入发泡剂,快速搅拌均匀,再加入固化剂,搅拌均匀并持续30min;
5)将4)中混合料快速倒入预热至45℃模具中(模具中铺设塑料薄膜,以便出模),在60℃条件下加热1h后,升温至80℃,继续加热1h后,固化成型,即得复合酚醛泡沫保温材料。
实施例3
一种复合酚醛泡沫保温材料,按重量份计算,每一重量份对应称取1g,称量以下原料:酚醛树脂100份、发泡剂10份、表面活性剂7.5份、固化剂14份、改性剂5份、丁苯橡胶10份、玻璃纤维5份、硅烷偶联剂3份。
上述的复合酚醛泡沫保温材料的制备方法,包括以下步骤:
1)称量上述各原料,待用;
2)将玻璃纤维和硅烷偶联剂混合,搅拌均匀,浸渍8分钟,并晾干;
3)将酚醛树脂和丁苯橡胶、改性剂、表面活性剂混合搅拌均匀,加入晾干后的玻璃纤维,搅拌均匀;用搅拌机进行混合、搅拌时间为5min,搅拌速度为100r/min;
4)向3)中的混合料中加入发泡剂,快速搅拌均匀,再加入固化剂,搅拌均匀并持续30min;
5)将4)中混合料快速倒入预热至40℃模具中(模具中铺设塑料薄膜,以便出模),在50℃条件下加热2h后,升温至70℃,继续加热2h后,固化成型,即得复合酚醛泡沫保温材料。
实施例4
一种复合酚醛泡沫保温材料,按重量份计算,每一重量份对应称取1g,称量以下原料:酚醛树脂98份、发泡剂11份、表面活性剂8份、固化剂14份、改性剂6份、丁苯橡胶10份、玻璃纤维5.5份、硅烷偶联剂4份。
上述的复合酚醛泡沫保温材料的制备方法,包括以下步骤:
1)称量上述各原料,待用;
2)将玻璃纤维和硅烷偶联剂混合,搅拌均匀,浸渍8分钟,并晾干;
3)将酚醛树脂和丁苯橡胶、改性剂、表面活性剂混合搅拌均匀,加入晾干后的玻璃纤维,搅拌均匀;用搅拌机进行混合、搅拌时间为5min,搅拌速度为100r/min;
4)向3)中的混合料中加入发泡剂,快速搅拌均匀,再加入固化剂,搅拌均匀并持续30min;
5)将4)中混合料快速倒入预热至40℃模具中(模具中铺设塑料薄膜,以便出模),在50℃条件下加热2h后,升温至70℃,继续加热2h后,固化成型,即得复合酚醛泡沫保温材料。
实施例5
一种复合酚醛泡沫保温材料,按重量份计算,每一重量份对应称取1g,称量以下原料:酚醛树脂103份、发泡剂10份、表面活性剂7份、固化剂14份、改性剂4份、丁苯橡胶11份、玻璃纤维5份、硅烷偶联剂3份。
上述的复合酚醛泡沫保温材料的制备方法,包括以下步骤:
1)称量上述各原料,待用;
2)将玻璃纤维和硅烷偶联剂混合,搅拌均匀,浸渍8分钟,并晾干;
3)将酚醛树脂和丁苯橡胶、改性剂、表面活性剂混合搅拌均匀,加入晾干后的玻璃纤维,搅拌均匀;用搅拌机进行混合、搅拌时间为5min,搅拌速度为100r/min;
4)向3)中的混合料中加入发泡剂,快速搅拌均匀,再加入固化剂,搅拌均匀并持续30min;
5)将4)中混合料快速倒入预热至40℃模具中(模具中铺设塑料薄膜,以便出模),在50℃条件下加热2h后,升温至70℃,继续加热2h后,固化成型,即得复合酚醛泡沫保温材料。
对比例1
一种复合酚醛泡沫保温材料,按重量份计算,每一重量份对应称取1g,称量以下原料:酚醛树脂100份、发泡剂10份、表面活性剂10份、固化剂14份、玻璃纤维5份。
上述的复合酚醛泡沫保温材料的制备方法,包括以下步骤:
1)称量上述各原料,待用;
2)将玻璃纤维和硅烷偶联剂混合,搅拌均匀,浸渍8分钟,并晾干;
3)将酚醛树脂和表面活性剂混合搅拌均匀,加入晾干后的玻璃纤维,搅拌均匀;用搅拌机进行混合、搅拌时间为5min,搅拌速度为100r/min;
4)向3)中的混合料中加入发泡剂,快速搅拌均匀,再加入固化剂,搅拌均匀并持续30min;
5)将4)中混合料快速倒入预热至40℃模具中(模具中铺设塑料薄膜,以便出模),在50℃条件下加热2h后,升温至70℃,继续加热2h后,固化成型。
对比例2
一种复合酚醛泡沫保温材料,按重量份计算,每一重量份对应称取1g,称量以下原料:酚醛树脂100份、发泡剂10份、表面活性剂7.5份、固化剂14份、丁苯橡胶10份。
上述的复合酚醛泡沫保温材料的制备方法,包括以下步骤:
1)称量上述各原料,待用;
2)将酚醛树脂和丁苯橡胶、表面活性剂混合搅拌均匀,搅拌速度为100r/min;
3)向2)中的混合料中加入发泡剂,快速搅拌均匀,再加入固化剂,搅拌均匀并持续30min;
4)将3)中混合料快速倒入预热至40℃模具中(模具中铺设塑料薄膜,以便出模),在50℃条件下加热2h后,升温至70℃,继续加热2h后,固化成型。
本发明上述实施例和对比例中原料的生产厂家及型号如表1所示。
表1 原料的生产厂家和型号:
然而,本发明并不受限于上述厂家和产品型号,任何本领域技术人员所能想到的产品生产厂家和同样的型号,均包含在本发明的保护范围内。
对本发明实施例和对比例的结果进行比较,结果如表2所示:
表2 本发明实施例和对比例的结果比较
从现实的结果来看,本发明的实施例1-5明显的燃烧性能指标、脆性质量损失指标都优于对比例,而表观密度和导热系数基本不变。
按照《硬质泡沫塑料表观密度的测定方法》的规定,本发明的复合酚醛泡沫保温材料的表观密度小于63kg/m3;按照GB/T 10294-2008,得导热系数小于0.0347W/(m·K);燃烧性能根据GB8624-2012,得燃烧性能等级为A级,不燃;根据GB/T12812-2006,得泡沫的韧性及掉渣率,比起改性前的有较大提高。因此,本发明是一款具有市场需求的产品。
虽然本发明已以实施例公开如上,然其并非用于限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种不同的选择和修改,因此本发明的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (9)
1.一种复合酚醛泡沫保温材料,其特征在于,是由以下原料按重量份配比而成:酚醛树脂95-105份、发泡剂8-12份、表面活性剂5-10份、固化剂12-16份、改性剂3-7份、丁苯橡胶8-12份、玻璃纤维3-7份、硅烷偶联剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的复合酚醛泡沫保温材料,其特征在于,所述重量份配比为:酚醛树脂100份、发泡剂10份、表面活性剂7.5份、固化剂14份、改性剂5份、丁苯橡胶10份、玻璃纤维5.5份、硅烷偶联剂3份。
3.根据权利要求1或2所述的复合酚醛泡沫保温材料,其特征在于,所述酚醛树脂为甲阶酚醛树脂,其为热固性酚醛树脂,粘度为1000-2000mPa·s的棕红色透明液体,水溶性为200%,游离醛质量分数1%-2%。
4.根据权利要求1或2所述的复合酚醛泡沫保温材料,其特征在于,所述表面活性剂为硅氧烷系表面活性剂、吐温系表面活性剂中的一种;所述固化剂为磷酸、硫酸、盐酸、硼酸中的一种或两种组合;所述发泡剂为石油醚、正戊烷、正己烷、异戊烷、环戊烷中的一种。
5.根据权利要求1或2所述的复合酚醛泡沫保温材料,其特征在于,所述玻璃纤维为短切纤维,其长度为1-5mm;所述硅烷偶联剂为环氧烃基类硅烷偶联剂或甲基丙烯酰氧烷基类硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1或2所述的复合酚醛泡沫保温材料,其特征在于,所述改性剂为浮石粉,其细度为200150-250目。
7.根据权利要求1-6任一所述的复合酚醛泡沫保温材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)取各种原料,按照重量份数进行称量;
2)将玻璃纤维和硅烷偶联剂混合,搅拌均匀,浸渍5-10分钟,并晾干;
3)将酚醛树脂和丁苯橡胶、改性剂、表面活性剂混合搅拌均匀,加入晾干后的玻璃纤维,搅拌均匀;
4)向3)中的混合料中加入发泡剂,快速搅拌均匀,再加入固化剂,搅拌均匀并持续一段时间;
5)将4)中混合料快速倒入模具中,在特定条件下固化成型,即得复合酚醛泡沫保温材料。
8.根据权利要求7所述的复合酚醛泡沫保温材料的制备方法,其特征在于,所述步骤3)中,每加入一种原料,用搅拌机进行混合、搅拌时间为4-6min,搅拌速度为100-150r/min;所述步骤4)中持续一段时间为25-35min。
9.根据权利要求7所述的复合酚醛泡沫保温材料的制备方法,其特征在于,所述步骤5)中,将混合料快速倒入预热至35-45℃模具中,特定的条件下固化指在40-60℃条件下加热1-3h后,升温至60-80℃,继续加热1-3h后,完成固化。
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