CN109161160A - 一种轻型酚醛发泡材料及制备轻型酚醛发泡复合材料方法 - Google Patents

一种轻型酚醛发泡材料及制备轻型酚醛发泡复合材料方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻型酚醛发泡材料及制备轻型酚醛发泡复合材料方法，其包括：80份‑150份的酚醛树脂、10份‑20份的增韧剂、5份‑15份的发泡剂、1份‑5份的固化剂1与1份‑5份的固化剂2。解决了现有酚醛发泡泡沫强度低的问题，将酚醛发泡泡沫做成酚醛发泡复合材料后，其比强度达到50‑80MPa/(g/cm3)与Q235钢的比强度59Mpa/(g/cm3)接近，从而大幅度提升酚醛发泡泡沫拉伸强度；并且解决了现有酚醛发泡泡沫脆性大、易粉化等问题，酚醛发泡泡沫的脆性极大易于分化的缺点，将酚醛发泡泡沫的粉化程度由15‑20％降为＜5％。

Description

一种轻型酚醛发泡材料及制备轻型酚醛发泡复合材料方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种轻型酚醛发泡材料及制备轻型酚醛发泡复合材料方法。
背景技术
酚醛树脂为基础的塑料是最早的合成塑料，早在1872由德国Baeyer由苯酚与甲醛合成得到酚醛树脂，1970年由美国Backland公司Bakeleit为商品名作绝缘材料问世。经过50多年的演变，在新的合成材料不断出现的今天，它的产量和应用仍占据相当重要的地位。除了作电木类模压塑料、层压材料和浇铸材料外，还用作粘合剂和油漆，因此广泛应用于工业、民用、科技和国防领域。
酚醛泡沫材料属高分子有机硬质泡沫产品，是由热固性酚醛树脂发泡而成，它具有轻质、防火、遇明火不燃烧、无烟、无毒、无滴落，使用温度围广(-196℃～+200℃)低温环境下不收缩、不脆化，是暖通制冷工程理想的绝热材料，由于酚醛泡沫闭孔率高，则导热系数低，隔热性能好，并具有抗水性和水蒸气渗透性，是理想的保温节能材料。由于酚醛具有苯环结构，所以尺寸稳定，变化率<1％。且化学成分稳定，防腐抗老化，特别是能耐有机溶液、强酸、弱碱腐蚀。在生产工艺发泡中不用氟利昂做发泡剂符合国际环保标准，且其分子结构中含有氢、氧、碳元素，高温分解时，溢出的气体无毒、无味，对人体、环境均无害，符合国家绿色环保要求。故此，酚醛发泡复合材料是最理想的防火、绝热、节能、美观的环保绿色保温材料，还是国际上公认的建筑行列中最有发展前途的一种新型保温材料。
酚醛泡沫素有“保温材料之王”的美称，是新一代保温防火隔音材料。在21世纪的今天，发达国家酚醛发泡材料发展迅速，已广泛应用于建筑、国防、外贸、贮存、能源等领域。美国建设行业所用的隔音保温泡沫塑料中，酚醛材料已占40％；日本也已成立酚醛泡沫普及协会以推广这种新材料。
酚醛树脂的的发泡一般采用物理发泡的方式进行发泡，物理发泡剂分惰性气体和低沸点液体两类。酚醛泡沫常用的发泡剂为各种沸点在30－60℃之间的挥发性液体，如氟利昂、氯化烃、正戊烷等。目前生产过程中使用的发泡剂绝大多数仍然是氟氯烃化合物，其中以氟利昂一11与氟利昂-21的1：4(mol)混和物使用最广泛。氟氯烃发泡剂效果非常好，但氟氯烃会破坏大气的臭氧层，所以已限制使用且开始选择代用品。一般采用减少氟化物发泡剂的使用量，加入部分代用品，如F-11和戊烷混合使用。在新的代用品中最有前途的当属惰性气体发泡剂二氧化碳、氮气等。它们无毒、无污染，臭氧消耗系数(ODP)为零，温室效应系数(GwP)很小，不燃，价廉易得，是氟利昂替代品研究的热点，但难度较高。在塑料发泡工业中有选用低沸点脂肪族烷烃G4-G7混合物如正戊烷作为发泡剂，但其效果不理想，还有易燃的危险。
因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种轻型酚醛发泡材料及制备轻型酚醛发泡复合材料方法，以提高酚醛发泡材料的发泡强度。
为解决上述技术问题，本发明方案包括：
一种轻型酚醛发泡材料，特征在于，其按照重量份包括：
80份-150份的酚醛树脂，10份-20份的增韧剂，5份-15份的发泡剂，1份-5份的固化剂1，1份-5份的固化剂2。
所述的轻型酚醛发泡材料，其按照重量份包括：
100份的酚醛树脂，15份的增韧剂，10份的发泡剂，3份的固化剂1，4份的固化剂2。
所述的轻型酚醛发泡材料，其中，上述增韧剂为聚氨酯基树脂，发泡剂为石油醚胶囊，固话剂1为磷酸本酯，固化剂2为对甲苯磺酸。
一种使用上述轻型酚醛发泡材料的制备轻型酚醛发泡复合材料方法，其包括以下步骤：
将基材依次通过盛放有上述轻型酚醛发泡材料的浸润设备进行浸润，浸润后的基材与离型纸复合，其复合后，烘干，收卷，冷却得到上述轻型酚醛发泡复合材料。
本发明提供的一种轻型酚醛发泡材料及制备轻型酚醛发泡复合材料方法，解决了现有酚醛发泡泡沫强度低的问题，将酚醛发泡泡沫做成酚醛发泡复合材料后，其比强度达到50-80MPa/(g/cm3)与Q235钢的比强度59Mpa/(g/cm3)接近，从而大幅度提升酚醛发泡泡沫拉伸强度；并且解决了现有酚醛发泡泡沫脆性大、易粉化等问题，酚醛发泡泡沫的脆性极大易于分化的缺点，将酚醛发泡泡沫的粉化程度由15-20％降为＜5％。
而且现有的复合材料的相对密度为1.6-1.8g/cm3，使用本发明工艺方式可以使复合材料的相对密度由1.6-1.8g/cm3降为0.2-0.6g/cm3，复合材料是由连续相和分散相组成的一种两种组分或两种组分以上的材料，而酚醛发泡复合材料是由玻璃纤维作为分散相，酚醛发泡树脂作为连续相的复合材料，并且酚醛发泡树脂为多孔发泡结构，所以得到的酚醛发泡复合材料具有相对密度低的特点。酚醛发泡复合材料具有优异的阻燃性能，将其应用到大型中央空调空调通风管道方面，可以解决聚苯乙烯通风管道阻燃性能低的问题。酚醛发泡复合材料的阻燃等级可以达到建筑阻燃A1等级，远高于聚苯乙烯泡沫聚氨酯泡沫阻燃B2等级。
比如，酚醛发泡复合材料还能解决大型中央空调通风管道自重大，会增加建筑主体负荷或应用主体负荷的问题，酚醛发泡复合材料做成的通风管道是目前镀锌钢板+保温棉结构通风管道重量的三分之一，使用酚醛发泡复合材料制作的通风管道可以大幅度降低通风管道自身的重量，从而降低应用主体物的负荷。
附图说明
图1为本发明中制备轻型酚醛发泡复合材料方法的示意图；
图2为本发明中模压过程的示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种轻型酚醛发泡材料及制备轻型酚醛发泡复合材料方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种轻型酚醛发泡材料，其按照重量份包括：80份-150份的酚醛树脂、10份-20份的增韧剂、5份-15份的发泡剂、1份-5份的固化剂1与1份-5份的固化剂2。
本发明中更优选的是，其按照重量份包括：100份的酚醛树脂、15份的增韧剂、10份的发泡剂、3份的固化剂1与4份的固化剂2。而且上述增韧剂为聚氨酯基树脂，发泡剂为石油醚胶囊，固话剂1为磷酸本酯，固化剂2为对甲苯磺酸。
本发明还提供了一种使用上述轻型酚醛发泡材料的制备轻型酚醛发泡复合材料方法，如图1所示的，其包括以下步骤：
将基材依次通过盛放有上述轻型酚醛发泡材料的浸润设备进行浸润，浸润后的基材与离型纸复合，其复合后，烘干，收卷，冷却得到上述轻型酚醛发泡复合材料。
为了更进一步描述本发明制备轻型酚醛发泡复合材料方法，以下列举更为详尽的实施例进行说明。
1.生产设备的准备
1.1接通气源，相关设备的放水、电源、加热源等；
1.2检查各传动链工作情况；
1.3将各辊擦试干净；
1.4将基材放入放卷位置,设置初始张力500kg/cm；
1.5新的纸管装入收卷装置,调整好初始位置；
1.6将基材按运行图穿至收卷机构纸管上,并用胶带固定；
1.7设定烘箱三段的温度为35℃、45℃、35℃；
1.8上胶料盘洗净,按照上述轻型酚醛发泡材料制备成用于浸润的胶水，并将已过滤的胶水放入上胶料盘备用；
1.9调整牵引胶辊的间隙,调整后用螺钉锁死,将百分表调零。
2.运行操作：
2.1将上胶压辊间隙调整到0.2mm；
2.2打开“收卷电机”，调整好收卷张力；
2.3启动烘箱风机，打开排风电机，使烘箱温度达到工艺温度；
2.3按下“自动启动”按钮并按“升速”按钮，使基材缓慢运行，注意EPC探头的位置；
2.3左右调整刮边位置；
2.4根据干燥情况，缓慢提高车速至20m/min；
2.5注意材料各段张力大小，同时注意材料的松紧边，使用调节棍调整，张力调整“张力设定”以保持收材料的平整卷平整度。
3.放卷
3.1将新料卷提升至中间水平段，离型材料用硅胶带将接头做好；纤维材料使用缝纫连接；
3.2张力为自动调整，设定好张力，卷经的变化张力仪会自动调整张力，张力为闭环控制；
4.成品换卷
4.1将新的纸管表面缠绕好胶带，并对准基材位置；
4.2当原料换卷接头至收卷时，按下翻卷按钮，将新的纸管翻卷至接近基材运行处，并启动收卷电机；
4.3当原料换卷接头运行过新的纸管轴后，迅速将裁刀压下，在裁断基材的同时，新的纸管将基材卷绕起来；
4.4关闭原收卷电机；
4.5将新纸管调整至正常位置收卷；
5.复合的操作
5.1根据离型材料与纤维材料的厚度将橡胶压辊与冷却辊之间的间隙调至0.3mm；
5.2当防粘纸带胶后由烘箱出口至复合辊，转动气动阀，使棉纸迅速复上，避免胶水转移到别处，特别注意两种材料必须对齐端面，得到轻型酚醛发泡复合材料；
5.3模压过程：下料(是指轻型酚醛发泡复合材料)→模压→检验→包装；模压过程参数设定：温度155℃，压力：30kg/cm3，流程总时间：15min。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (4)

1.一种轻型酚醛发泡材料，特征在于，其按照重量份包括：
80份-150份的酚醛树脂，10份-20份的增韧剂，5份-15份的发泡剂，1份-5份的固化剂1，1份-5份的固化剂2。
2.根据权利要求1所述的轻型酚醛发泡材料，特征在于，其按照重量份包括：
100份的酚醛树脂，15份的增韧剂，10份的发泡剂，3份的固化剂1，4份的固化剂2。
3.根据权利要求1所述的轻型酚醛发泡材料，其特征在于，上述增韧剂为聚氨酯基树脂，发泡剂为石油醚胶囊，固话剂1为磷酸本酯，固化剂2为对甲苯磺酸。
4.一种使用如权利要求1所述轻型酚醛发泡材料的制备轻型酚醛发泡复合材料方法，其包括以下步骤：
将基材依次通过盛放有由如权利要求1所述轻型酚醛发泡材料的浸润设备进行浸润，浸润后的基材与离型纸复合，其复合后，烘干，收卷，冷却得到上述轻型酚醛发泡复合材料。
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Application publication date: 20190108