CN107746544A - 一种酚醛泡沫复合保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种酚醛泡沫复合保温材料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：酚醛树脂80～90份；膨胀珍珠岩8～10份；聚丙二醇10～15份；阻燃剂2～4份；表面活性剂7～12份；发泡剂10～15份；固化剂8～12份。本发明所述的酚醛泡沫复合保温材料以酚醛树脂为主要原料，加入珍珠岩、聚丙二醇及其他助剂制成，具有良好的耐热性、绝缘性、抗腐蚀性，工作温度范围广，生产成本较低，主要应用于平板太阳能集热器，可在一定程度上提升其使用寿命和质量稳定性。

Description

一种酚醛泡沫复合保温材料及其制备方法
技术领域
本发明涉保温材料领域，具体是一种酚醛泡沫复合保温材料及其制备方法。
背景技术
随着能源日益紧缺和环保压力的不断增大，世界各国都开始力推开发可再生能源，其中太阳能为利用和开发最广、发展前景最好的可再生能源，现已广泛应用于各行各业，太阳能热水器行业就是其中之一。我国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔，目前已是世界上太阳能热水器的第一使用国和生产国。
保温材料一般是指导热系数小于或等于0.12的材料。传统的保温隔热材料是以提高气相空隙率，降低导热系数和传导系数为主。纤维类保温材料在使用环境中要使对流传热和辐射传热升高，必须要有较厚的覆层；而型材类无机保温材料要进行拼装施工，存在接缝多、有损美观、防水性差、使用寿命短等缺陷。为此，人们一直在寻求与研究一种能大大提高保温材料隔热反射性能的新型材料。
酚醛泡沫能够较好地解决上述问题，提高平板太阳能的性能与质量。酚醛泡沫简称PF，是以酚醛树脂和乳化剂、固化剂、发泡剂及其它助剂等多种物质，经科学配方发泡固化而成的闭孔型硬质泡沫塑料。由于其极低的导热系数，保温性能好，被誉为保温之王。国外生产的酚醛板具有较好的保温性能，但是国内目前推广力度小，生产技术也较为落后，其保温性能略差于国外产品。国内生产的酚醛板存在着易粉化、机械强度低、脆性、无延伸性和吸水率高等弱点。在我国，酚醛泡沫塑料目前已经在中央空调系统、轻质保温彩钢板、房屋隔热材料、石油化工管道等领域成功应用。
平板集热器是平板热水器的关键部件，其热性能高低是衡量热水器好坏的重要指标，其中保温层的作用是减少集热器向四周环境的散热，以提高集热器的热效率。酚醛泡沫应用于平板太用能热水器中可大大提高集热器的使用寿命及质量稳定性，且更加环保，牢固美观，对环境及人体无害，具有较大的开发价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种酚醛泡沫复合保温材料及其制备方法，应用于平板太阳能集热器保温材料或隔热材料，扩大酚醛泡沫的应用范围。
本发明通过以下技术方案实现：
一种酚醛泡沫复合保温材料，包括以下重量份数的原料：酚醛树脂80～90份；膨胀珍珠岩8～10份；聚丙二醇10～15份；阻燃剂2～4份；表面活性剂7～12份；发泡剂10～15份；固化剂8～12份。
所述膨胀珍珠岩为堆积密度100～200kg/m³、导热系数0.052～0.064W/(m·K)、膨胀倍数10～15、颗粒粒度为0.2～2毫米的膨胀珍珠岩。
所述聚乙二醇为PPG-2000～8000，由环氧丙烷与丙二醇在高压或酸性催化剂存在下缩合而得。
所述阻燃剂为红磷、氢氧化铝或三氧化二锑中的一种或多种。
所述表面活性剂为苯乙基酚聚氧乙烯醚、苯乙基苯丙基酚聚氧乙烯醚和苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。
所述发泡剂为所述发泡剂为复配型发泡剂，由以下重量份数的原料制成：正戊烷6～8份，石油醚3～5份。
所述固化剂为有机酸与无机酸组合，由以下重量份数的原料制成：磷酸5～7份，硼酸1～3份，苯磺酸3～5份，乙酸2～4份。
所述的酚醛泡沫复合保温材料，其制备方法包括以下工艺参数：发泡温度50～80℃，湿度50～90%，时间10～30分钟；固化温度100～180℃，时间1～3小时。
本发明的有益效果是：
1、本发明所述的酚醛泡沫复合保温材料，加入的膨胀珍珠岩具有良好的保温性能、稳定性能和抗湿热性能，轻质防火，防水隔热，不易老化，生产工艺环保，且来源丰富；能提高酚醛泡沫的保温性能和机械强度，增加韧性，降低原料成本。
2、本发明所述的酚醛泡沫复合保温材料，加入聚丙二醇具有乳化剂和增溶剂的作用，PPG-2000～8000具有极佳的润滑、抗泡、耐热耐冻等性能，与酚醛树脂具有较好的相容性。
3、本发明所述的酚醛泡沫复合保温材料，具有难燃、低烟、抗高温歧变的优良特性，可以现场浇注发泡、可模制、也可机械加工，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。
具体实施方式
为了更加详细的介绍本发明，下面结合实施例，对本发明做进一步说明。
实施例1
一种酚醛泡沫复合保温材料，包括以下重量份数的原料：酚醛树脂80份；膨胀珍珠岩10份；聚丙二醇10份；阻燃剂3份；表面活性剂10份；发泡剂12份；固化剂9份。
所述膨胀珍珠岩为堆积密度100～200kg/m³、导热系数0.052～0.064W/(m·K)、膨胀倍数10～15、颗粒粒度为0.2～2毫米的膨胀珍珠岩；所述阻燃剂为红磷和氢氧化铝；所述表面活性剂为苯乙基酚聚氧乙烯醚；所述发泡剂为所述发泡剂为复配型发泡剂，由以下重量份数的原料制成：正戊烷8份，石油醚5份；所述固化剂为有机酸与无机酸组合，由以下重量份数的原料制成：磷酸7份，硼酸2份，苯磺酸5份，乙酸3份。
所述的酚醛泡沫复合保温材料，其制备方法包括以下工艺参数：发泡温度60℃，湿度50～90%，时间30分钟；固化温度160℃，时间2小时。
实施例2
一种酚醛泡沫复合保温材料，包括以下重量份数的原料：酚醛树脂90份；膨胀珍珠岩8份；聚丙二醇15份；阻燃剂4份；表面活性剂11份；发泡剂10份；固化剂10份。
所述膨胀珍珠岩为堆积密度100～200kg/m³、导热系数0.052～0.064W/(m·K)、膨胀倍数10～15、颗粒粒度为0.2～2毫米的膨胀珍珠岩；所述阻燃剂为红磷和三氧化二锑；所述表面活性剂为苯乙基苯丙基酚聚氧乙烯醚；所述发泡剂为所述发泡剂为复配型发泡剂，由以下重量份数的原料制成：正戊烷8份，石油醚4份；所述固化剂为有机酸与无机酸组合，由以下重量份数的原料制成：磷酸5份，硼酸1份，苯磺酸5份，乙酸4份。
所述的酚醛泡沫复合保温材料，其制备方法包括以下工艺参数：发泡温度60℃，湿度50～90%，时间30分钟；固化温度160℃，时间2小时。
实施例3
一种酚醛泡沫复合保温材料，包括以下重量份数的原料：酚醛树脂80份；膨胀珍珠岩8份；聚丙二醇10份；阻燃剂4份；表面活性剂10份；发泡剂15份；固化剂12份。
所述膨胀珍珠岩为堆积密度100～200kg/m³、导热系数0.052～0.064W/(m·K)、膨胀倍数10～15、颗粒粒度为0.2～2毫米的膨胀珍珠岩；所述阻燃剂为红磷和氢氧化铝；所述表面活性剂为苯乙基酚聚氧乙烯醚；所述发泡剂为所述发泡剂为复配型发泡剂，由以下重量份数的原料制成：正戊烷6份，石油醚5份；所述固化剂为有机酸与无机酸组合，由以下重量份数的原料制成：磷酸7份，硼酸3份，苯磺酸3份，乙酸3份。
所述的酚醛泡沫复合保温材料，其制备方法包括以下工艺参数：发泡温度60℃，湿度50～90%，时间30分钟；固化温度160℃，时间2小时。
本实施例中制备的酚醛泡沫复合保温材料与市场上的常用保温板的技术参数对比如下：
项目 密度（kg/m³） 氧指数值（%） 工作温度（℃） 导热系数（w/mk）
实施例1 32 55 -200～350 0.021
实施例2 32 57 -200～350 0.022
实施例3 35 57 -200～350 0.024
对比 30～80 20～40 -200～300 0.02～0.05
由对比可以看出，本发明所述的酚醛泡沫复合保温材料具有较优的保温性能和质量稳定性，且质轻，不易氧化。

Claims (8)

1.一种酚醛泡沫复合保温材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：酚醛树脂80～90份；膨胀珍珠岩8～10份；聚丙二醇10～15份；阻燃剂2～4份；表面活性剂7～12份；发泡剂10～15份；固化剂8～12份。
2.根据权利要求1所述的酚醛泡沫复合保温材料，其特征在于，所述膨胀珍珠岩为堆积密度100～200kg/m³、导热系数0.052～0.064W/(m·K)、膨胀倍数10～15、颗粒粒度为0.2～2毫米的膨胀珍珠岩。
3.根据权利要求1所述的酚醛泡沫复合保温材料，其特征在于，所述聚乙二醇为PPG-2000～8000，由环氧丙烷与丙二醇在高压或酸性催化剂存在下缩合而得。
4.根据权利要求1所述的酚醛泡沫复合保温材料，其特征在于，所述阻燃剂为红磷、氢氧化铝或三氧化二锑中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的酚醛泡沫复合保温材料，其特征在于，所述表面活性剂为苯乙基酚聚氧乙烯醚、苯乙基苯丙基酚聚氧乙烯醚和苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的酚醛泡沫复合保温材料，其特征在于，所述发泡剂为所述发泡剂为复配型发泡剂，由以下重量份数的原料制成：正戊烷6～8份，石油醚3～5份。
7.根据权利要求1所述的酚醛泡沫复合保温材料，其特征在于，所述固化剂为有机酸与无机酸组合，由以下重量份数的原料制成：磷酸5～7份，硼酸1～3份，苯磺酸3～5份，乙酸2～4份。
8.根据权利要求1所述的酚醛泡沫复合保温材料，其特征在于，其制备方法包括以下工艺参数：发泡温度50～80℃，湿度50～90%，时间10～30分钟；固化温度100～180℃，时间1～3小时。
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