CN107815064A - 一种阻燃酚醛泡沫保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃酚醛泡沫保温材料及其制备方法，材料由以下质量份数的原料制备而成：酚醛树脂60‑80份、脂肪醇聚氧乙烯醚5‑15份、多聚磷酸铵5‑8份、玻璃纤维5‑8份、膨胀珍珠岩5‑8份、N，N‑二亚硝基五次甲基四胺8‑15份、聚乙二醇8‑10份、苯磺酸6‑10份、季铵盐2‑5份。保温材料的制备方法是将原料按质量份数称量后混合均匀，在室温下发泡1.5～3h，即得。本发明的保温材料不容易收缩，且防火阻燃、工作温度范围宽，节能环保。

Description

一种阻燃酚醛泡沫保温材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及酚醛泡沫保温材料，属于太阳能保温技术领域，更具体地说是涉及一种阻燃酚醛泡沫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，除此外还有空气能、风能、水能、地热能等。
酚醛泡沫重量轻，刚性大，尺寸稳定性好，耐化学腐蚀，耐热性好，难燃，自熄，低烟雾，耐火焰穿透，遇火无洒落物，价格低廉，是电器、仪表、建筑、石油化工等行业较为理想的绝缘隔热保温材料。酚醛泡沫材料的具有（1）出色的保温隔热性能，导热系数<0.03W/（m·K）。（2）较高的工作温度。酚醛泡沫能在-200℃～160℃(允许瞬时250℃）长期工作，无收缩。（3）出色的耐候性。长期暴露在高温之下，仍然有较好的保温隔热性能，不会释放任何可能阻隔太阳能辐射的挥发性物质。（4）不燃性。酚醛泡沫（100mm厚）抗火焰能力可达1小时以上不被穿透，且无烟，无有害气体散发。酚醛泡沫见明火时，表面形成结构碳，无滴落物、无卷曲、无融化现象。过火后，表面形成结构碳的石墨层，有效地保护了泡沫的内结构。（5）环保。采用无氟发泡技术，符合国家、国际的环保要求。酚醛泡沫与聚氨酯的保温性能相近，但比聚氨酯具有更高的工作温度，且具有阻燃特性。同时酚醛泡沫与岩棉相比，具有更好的保温性能，更干净无害。
发明内容
本发明的目的是提供一种阻燃酚醛泡沫保温材料及其制备方法，该材料具有较高的阻燃性能和保温性能，而且工作温度范围宽，节能环保。
本发明的技术方案如下：
一种阻燃酚醛泡沫保温材料及其制备方法，材料由以下质量份数原料制成：
酚醛树脂60-80份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-15份、多聚磷酸铵5-8份、玻璃纤维5-8份、膨胀珍珠岩5-8份、N，N-二亚硝基五次甲基四胺8-15份、聚乙二醇8-10份、苯磺酸6-10份、季铵盐2-5份。
所述聚乙二醇的分子量在800～1000之间。
所述玻璃纤维为玻璃纤维原丝通过短切原丝和磨碎纤维步骤后得到直径在3～7μm之间、长度在2～4mm之间的超细玻璃纤维。
所述膨胀珍珠岩的直径在10～100nm之间。
保温材料的制备方法是将原料按质量份数称量后混合均匀，在室温下发泡1.5～3h，即得。
本发明的有益效果是：
本发明采用的脂肪醇聚氧乙烯醚稳定性较高，水溶性较好，耐电解质，易于生物降解，作为酚醛树脂发泡的表面活性剂，具有良好的泡沫稳定性能和极强的乳化作用；多聚磷酸铵是一种性能优良的非卤阻燃剂，高聚合度几乎不溶于水，具有高效阻燃、环境友好、添加量少、机械性能影响小等优良特点，能与物体表面形成互穿网络结构，附着力好，具有一定的隔热、防氧化、防腐、阻燃防火的保护作用；N，N-二亚硝基五次甲基四胺作为发泡剂无毒、无污染，臭氧消耗系数（ODP）为零，温室效应系数（GWP）很小；经聚乙二醇增韧改性的酚醛泡沫与纯酚醛泡沫相比，不仅尺寸稳定性好、压缩强度高、表观密度适中，而且泡孔闭孔率较高、大小均匀、致密，尤其是经分子量在800～1000之间的聚乙二醇改性的泡沫韧性最好。
本发明的酚醛泡沫保温材料压缩变形小、导热系数低、保温效果好，具有阻燃性。而且本发明的原材料来源广泛、价格低廉，对环境无污染，保温材料制作简单，操作方便。本发明采用无氟发泡技术，对环境无污染，节能环保。
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
一种阻燃酚醛泡沫保温材料及其制备方法，材料由以下质量份数原料制成：
酚醛树脂70份、脂肪醇聚氧乙烯醚10份、多聚磷酸铵6份、玻璃纤维6份、膨胀珍珠岩6份、N，N-二亚硝基五次甲基四胺12份、聚乙二醇9份、苯磺酸8份、季铵盐4份。
所述聚乙二醇的分子量在800～1000之间。
所述玻璃纤维为玻璃纤维原丝通过短切原丝和磨碎纤维步骤后得到直径在3～7μm之间、长度在2～4mm之间的超细玻璃纤维。
所述膨胀珍珠岩的直径在10～100nm之间。
保温材料制备方法是将原料按质量份数称量后混合均匀，在室温下发泡2h，即得。
实施例2
一种阻燃酚醛泡沫保温材料及其制备方法，材料由以下质量份数原料制成：
酚醛树脂60份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、多聚磷酸铵5份、玻璃纤维5份、膨胀珍珠岩5份、N，N-二亚硝基五次甲基四胺8份、聚乙二醇8份、苯磺酸6份、季铵盐2份。
所述聚乙二醇的分子量在800～1000之间。
所述玻璃纤维为玻璃纤维原丝通过短切原丝和磨碎纤维步骤后得到直径在3～7μm之间、长度在2～4mm之间的超细玻璃纤维。
所述膨胀珍珠岩的直径在10～100nm之间。
保温材料制备方法是将原料按质量份数称量后混合均匀，在室温下发泡1.5h，固化即得。
实施例3
一种阻燃酚醛泡沫保温材料及其制备方法，材料由以下质量份数原料制成：
酚醛树脂80份、脂肪醇聚氧乙烯醚15份、多聚磷酸铵8份、玻璃纤维8份、膨胀珍珠岩8份、N，N-二亚硝基五次甲基四胺15份、聚乙二醇10份、苯磺酸10份、季铵盐5份。
所述聚乙二醇的分子量在800～1000之间。
所述玻璃纤维为玻璃纤维原丝通过短切原丝和磨碎纤维步骤后得到直径在3～7μm之间、长度在2～4mm之间的超细玻璃纤维。
所述膨胀珍珠岩的直径在10～100nm之间。
保温材料制备方法是将原料按质量份数称量后混合均匀，在室温下发泡3h，即得。
应用实施例
为更充分阐述本发明，本申请人制造了2 台太阳能热水器进行性能测试，其中一台太阳能热水器水箱采用市场上购买的江苏省某公司生产的酚醛树脂发泡材料作为保温材料（对照组），另一台采用本发明的阻燃酚醛泡沫保温材料（实验组）。在多云天气（气温18～25℃）条件下，对照组的最高水温达76℃，实验组的最高水温达85℃，这说明本发明的阻燃酚醛泡沫保温材料保温效果更加好。
分别取对照组和实验组的模塑泡沫并检测其性能参数，性能指标如下表：
由表可见，本发明的阻燃酚醛泡沫保温材料保温层的压缩强度、成型收缩率等指标都比现有的保温材料有明显地提高，经冷冻或高温条件下无收缩、变形、膨胀、开裂等现象，是一种性能优异的保温材料。
本发明的阻燃酚醛泡沫保温材料在防火上的应用实施例：
将本发明的阻燃酚醛泡沫保温材料和与之厚度、大小一样的现有普通酚醛树脂发泡沫材料同时置于天然液化气炉灶的火焰下灼烧，结果发现，15分钟后现有普通酚醛树脂发泡材料起火燃烧，本发明的保温材料在火焰下灼烧了半个小时才开始燃烧，且无烟。

Claims (3)

1.一种阻燃酚醛泡沫保温材料，其特征在于，所述保温材料包括以下质量份数原料：
酚醛树脂60-80份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-15份、多聚磷酸铵5-8份、玻璃纤维5-8份、膨胀珍珠岩5-8份、N，N-二亚硝基五次甲基四胺8-15份、聚乙二醇8-10份、苯磺酸6-10份、季铵盐2-5份。
2.根据权利要求1所述阻燃酚醛泡沫保温材料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量在800～1000之间；
所述玻璃纤维为玻璃纤维原丝通过短切原丝和磨碎纤维步骤后得到直径在3～7μm之间、长度在2～4mm之间的超细玻璃纤维；
所述膨胀珍珠岩的直径在10～100nm之间。
3.根据权利要求1所述阻燃酚醛泡沫保温材料，其特征在于，所述保温材料的制备方法是将原料按质量份数称量后混合均匀，在室温下发泡1.5～3h，即得。
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