CN108178897B - 一种超高强度保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种超高强度保温材料及其制备方法，属于高强度保温新材料领域。所述制备方法包括：采用酚醛树脂浸渍石英类短切增强纤维毡，得到预浸料；将所述预浸料在富氧环境下固化，得到保温材料；将所述保温材料，在320‑380℃的富氧环境下，保温2‑6h，得到超高强度保温材料。该方法生产的保温材料满足国家建筑外墙复合材料垂直表面抗拉强度大于JG149‑2003提出的150Kpa的要求，且材料垂直表面抗拉强度可以达到4Mpa以上。

Description

一种超高强度保温材料及其制备方法
技术领域
本发明提供一种超高强度保温材料及其制备方法，属于高强度保温新材料领域。
背景技术
建筑行业的高效节能保温材料通常采用树脂基复合材料。目前，作为保温材料的树脂基复合材料通常通过树脂基体浸渍短切增强纤维毡得到预浸料，将所述预浸料在真空下固化而成。
现有技术制备的保温材料，强度普遍较低，易产生剥离、掉落，由此造成的外墙剥落伤人事件每年都在发生，对人们的生命和财产造成了严重损失。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种超高强度保温材料及其制备方法，解决了传统保温材料强度低，与外墙结合易剥落的问题，该方法生产的保温材料满足国家建筑外墙复合材料垂直表面抗拉强度大于JG149-2003提出的150Kpa的要求，且材料垂直表面抗拉强度可以达到4Mpa以上。
为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
一种超高强度保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、采用酚醛树脂浸渍石英类短切增强纤维毡，得到预浸料；
步骤2、将所述预浸料在富氧环境下固化，得到保温材料；
步骤3、将所述保温材料，在320-380℃的富氧环境下，保温2-6h，得到超高强度保温材料。
在一可选实施例中，步骤1所述的预浸料中，树脂质量含量为20％-70％。
在一可选实施例中，所述石英类短切增强纤维毡包括短切玻璃纤维毡或短切石英纤维毡中的一种或组合。
在一可选实施例中，所述石英类短切增强纤维毡的密度为120-180kg/m3。
在一可选实施例中，所述石英类短切增强纤维毡中纤维丝径为6-9mm。
在一可选实施例中，步骤2所述的固化，固化温度为180-190℃，保温时间为2-8h。
在一可选实施例中，步骤2中固化时，以1-6℃/min的升温速率升至所述固化温度。
在一可选实施例中，步骤3中以6-10℃/min的升温速率升温至320-380℃。
在一可选实施例中，步骤2和/或步骤3中通过多孔板支撑所述预浸料实现所述富氧环境。
上述制备方法制备的超高强度保温材料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明实施例提供了一种超高强度保温材料的制备方法，通过在富氧环境下对预浸料进行固化，得到保温材料，通过在320-380℃的富氧环境下，对保温材料进行热处理，使保温材料内部发生化学反应，形成复杂的碳氧化合物，得到强度显著提高的保温材料；
(2)该方法生产的保温材料满足国家建筑外墙复合材料垂直表面抗拉强度大于JG149-2003提出的150Kpa的要求，且材料垂直表面抗拉强度可以达到4Mpa以上；
(3)通过将升温速率控制在6-10℃/min，既有效避免了材料表面的树脂被氧化分解，又能避免内部温度过低无法形成具有较高轻度的复杂化合物，从而保证材料内部和表面同时具有较高的强度，使材料垂直表面抗拉强度可以达到8Mpa。
附图说明
图1为本发明实施例提供的超高强度保温材料的制备过程的装配示意图；
图2为本发明实施例1提供的超高强度保温材料外观形貌照片。
具体实施例
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明实施例提供了一种超高强度保温材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、采用酚醛树脂浸渍石英类短切增强纤维毡，得到预浸料；
具体地，本发明实施例中，所述石英类短切增强纤维毡优选短切玻璃纤维毡或短切石英纤维毡中的一种或组合，更有选纤维丝径为6-9mm的短切玻璃纤维，以确保获得的保温材料具有较高的强度；所述石英类短切增强纤维毡的密度优选120-180kg/m3，以保证纤维毡具有良好的浸渍性能，保证树脂基体均分分布；树脂质量含量优选20％-70％，更有选23％-30％；
步骤2、将所述预浸料在富氧环境下固化，得到保温材料；
具体地，通过多孔板支撑所述预浸料，将多孔板及预浸料一同放入烘箱、干燥炉等加热设备中实现富氧环境；
本实施例中，固化温度优选180-190℃，保温时间优选2-8h；固化时，优选以1-6℃/min的升温速率升至所述固化温度；
步骤3、将所述保温材料，在320-380℃的富氧环境下，保温2-6h，得到超高强度保温材料。
本发明实施例提供了一种超高强度保温材料的制备方法，通过在富氧环境下对预浸料进行固化，得到保温材料，通过在320-380℃的富氧环境下，对保温材料进行热处理，使保温材料内部发生化学反应，形成复杂的碳氧化合物，得到强度显著提高的保温材料；该方法生产的保温材料导热系数均≤0.032W/(m.k)，具有良好的保温性能，且满足国家建筑外墙复合材料垂直表面抗拉强度大于JG149-2003提出的150Kpa的要求，且材料垂直表面抗拉强度可以达到4Mpa以上。
在一可选实施例中，在一可选实施例中，步骤3中以6-10℃/min的升温速率升温至320-380℃。通过将升温速率控制在6-10℃/min，既有效避免了材料表面的树脂被氧化分解，又能避免内部温度过低无法形成具有较高轻度的复杂化合物，从而保证材料内部和表面同时具有较高的强度，使材料垂直表面抗拉强度可以达到8Mpa。
以下为本发明的几个具体实施例，本发明各实施例所用原料均为市售产品：
实施例1
步骤1、制备预浸料：
按照树脂质量含量为25％的比例，采用酚醛树脂浸渍纤维丝径为6-9mm的短切无碱玻璃纤维毡，所述短切无碱玻璃纤维毡的密度为150kg/m3；
步骤2、参见图1，将步骤1制备的多块预浸料3各通过一多孔隔板4(多孔板)支撑，进行分层叠放，叠放时，隔板4通过放置在平台5上的限位块2架空限位，最上层的隔板4上压放有压块1，形成待固化组件，将所述待固化组件放入加热炉中，以5-6℃/min的升温速率，升温至185℃，保温3小时，得到保温材料；
步骤3、以10℃/min升温速率升温至350℃，保温2h，冷却，得到超高强度保温材料。
本实施例提供的超高强度保温材料外观形貌参见图2的垂直表面抗拉强度为8.1Mpa。
实施例2
步骤1、制备预浸料：
按照树脂质量含量为70％的比例，采用酚醛树脂浸渍纤维丝径为6-9mm的短切无碱玻璃纤维毡，所述短切无碱玻璃纤维毡的密度为150kg/m3；
步骤2、参见图1，将步骤1制备的多块预浸料3各通过一多孔隔板4(多孔板)支撑，进行分层叠放，叠放时，隔板4通过放置在平台5上的限位块2架空限位，最上层的隔板4上压放有压块1，形成待固化组件，将所述待固化组件放入加热炉中，以5-6℃/min的升温速率，升温至185℃，保温3小时，得到保温材料；
步骤3、以10℃/min升温速率升温至350℃，保温2h，冷却，得到超高强度保温材料。
本实施例提供的超高强度保温材料的垂直表面抗拉强度为4.2Mpa。
实施例3
步骤1、制备预浸料：
按照树脂质量含量为30％的比例，采用酚醛树脂浸渍纤维丝径为6-9mm的短切无碱玻璃纤维毡，所述短切无碱玻璃纤维毡的密度为180kg/m3；
步骤2、参见图1，将步骤1制备的多块预浸料3各通过一多孔隔板4(多孔板)支撑，进行分层叠放，叠放时，隔板4通过放置在平台5上的限位块2架空限位，最上层的隔板4上压放有压块1，形成待固化组件，将所述待固化组件放入加热炉中，以1-3℃/min的升温速率，升温至190℃，保温2小时，得到保温材料；
步骤3、以6℃/min升温速率升温至350℃，保温3h，冷却，得到超高强度保温材料。
本实施例提供的超高强度保温材料的垂直表面抗拉强度为6.5Mpa。
实施例4
步骤1、制备预浸料：
按照树脂质量含量为30％的比例，采用酚醛树脂浸渍纤维丝径为6-9mm的短切无碱玻璃纤维毡，所述短切无碱玻璃纤维毡的密度为180kg/m3；
步骤2、参见图1，将步骤1制备的多块预浸料3各通过一多孔隔板4(多孔板)支撑，进行分层叠放，叠放时，隔板4通过放置在平台5上的限位块2架空限位，最上层的隔板4上压放有压块1，形成待固化组件，将所述待固化组件放入加热炉中，以1-3℃/min的升温速率，升温至190℃，保温2小时，得到保温材料；
步骤3、以4℃/min升温速率升温至350℃，保温3h，冷却，得到超高强度保温材料。
本实施例提供的超高强度保温材料的垂直表面抗拉强度为4.5Mpa。
实施例5
步骤1、制备预浸料：
按照树脂质量含量为30％的比例，采用酚醛树脂浸渍纤维丝径为6-9mm的短切石英纤维毡，所述短切无碱玻璃纤维毡的密度为120kg/m3；
步骤2、参见图1，将步骤1制备的多块预浸料3各通过一多孔隔板4(多孔板)支撑，进行分层叠放，叠放时，隔板4通过限位块2架空限位，最上层的隔板4上压放有压块1，形成待固化组件，将所述待固化组件放入加热炉中，以1-3℃/min的升温速率，升温至180℃，保温2小时，得到保温材料；
步骤3、以15℃/min升温速率升温至380℃，保温3h，冷却，得到超高强度保温材料。
本实施例提供的超高强度保温材料的垂直表面抗拉强度为4.1Mpa。
对比例
步骤1、制备预浸料：
按照树脂质量含量为25％的比例，采用酚醛树脂浸渍纤维丝径为6-9mm的短切无碱玻璃纤维毡，所述短切无碱玻璃纤维毡的密度为150kg/m3；
步骤2、将预浸料置于真空条件下，并以5-6℃/min的升温速率，升温至185℃，保温3小时，得到保温材料。
对比例提供的保温材料的垂直表面抗拉强度为0.35Mpa。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。所述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的人员可以对所述的具体实施例做不同的修改或补充或采用类似的方式代替，但不偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种超高强度保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、采用酚醛树脂浸渍石英类短切增强纤维毡，得到预浸料；
步骤2、将所述预浸料在富氧环境下固化，得到保温材料；
步骤3、将所述保温材料，在320-380℃的富氧环境下，保温2-6h，得到超高强度保温材料。
2.根据权利要求1所述的超高强度保温材料的制备方法，其特征在于，步骤1所述的预浸料中，树脂质量含量为20％-70％。
3.根据权利要求1所述的超高强度保温材料的制备方法，其特征在于，所述石英类短切增强纤维毡的密度为120-180kg/m3。
4.根据权利要求1所述的超高强度保温材料的制备方法，其特征在于，步骤2所述的固化，固化温度为180-190℃，保温时间为2-8h。
5.根据权利要求4所述的超高强度保温材料的制备方法，其特征在于，步骤2中固化时，以1-6℃/min的升温速率升至所述固化温度。
6.根据权利要求1所述的超高强度保温材料的制备方法，其特征在于，步骤3中以6-10℃/min的升温速率升温至320-380℃。
7.根据权利要求1所述的超高强度保温材料的制备方法，其特征在于，步骤2和/或步骤3中通过多孔板支撑所述预浸料实现所述富氧环境。
8.由权利要求1-7任一项制备方法制备的超高强度保温材料。
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