CN109265911A - 一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法 - Google Patents

一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：S1.制备改性树胶；S2.按重量份称取以下成分：羟基硅油改性酚醛树脂70‑90份，改性树胶20‑30份，吐温80为1.5‑2.5份，发泡剂4‑8份，固化剂1.5‑4.5份，玻璃纤维10‑20份，碳纳米管5‑10份；S3.将羟基硅油改性酚醛树脂，吐温80，发泡剂，按质量比在室温下混合搅拌均匀；S4.继续加入固化剂，改性树胶和玻璃纤维，混合均匀后倒入模具中，先加热发泡，然后升温熟化后即得到玻璃棉增强保温隔热材料。本发明的一种玻璃棉增强保温隔热材料，在具备优异的保温性能的同时，力学性能得到提高。

Description

一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法
技术领域
本发明涉及保温材料领域，具体涉及一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法。
背景技术
酚醛树脂是在碱性或酸性催化条件下由酚类和醛类化合物经聚合而成的树脂类化合物的统称，常用的酚类化合物有苯酚、间苯二酚、邻苯二酚等，常用的酚类化合物为甲醛、二醛等。其中由苯酚和甲醛合成的酚醛树脂具有广阔的发展前景，因为合成这种酚醛树脂工艺成熟、设备简单、原料易得而且价格低廉，由其衍生的树脂材料及制品具有优异的保温性、电绝缘性、力学性能、尺寸稳定性同时兼备遇明火不燃烧、无滴熔、无有毒气体释放等优异的阻燃性能，己被广泛地应用于国防、军工、航天、油井、船舶等防火要求特别严格的领域或场所。酚醛树脂的发泡材料属于高分子有机硬质泡沫产品，由热固性酚醛树脂与各种助剂发泡而成，具有质轻防火、遇明火不燃烧，无烟、无毒、无熔滴、耐化学腐蚀、耐热等优点，是建筑保温的理想材料。但是其存在材料表面易粉化、内部结构疏松，力学性能差等缺点，极大地限制了酚醛泡沫的推广应用。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种玻璃棉增强保温隔热材料，在具备优异的保温性能的同时，力学性能得到提高。
技术方案：一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
S1. 将树胶分散于去离子水水中至溶胀平衡，然后加入环氧氯丙玩，用碱液调节pH至10-12，在温度为45-60℃下，恒温搅拌120-240min后，将胶液冷却至室温，用酸溶液将胶液pH值调节为6-7，最后将胶液浓缩、干燥，制得改性树胶；
S2. 按重量份称取以下成分：羟基硅油改性酚醛树脂70-90份，改性树胶20-30份，吐温80为1.5-2.5份，发泡剂4-8份，固化剂1.5-4.5份，玻璃纤维10-20份，碳纳米管5-10份；
S3. 将羟基硅油改性酚醛树脂，吐温80，发泡剂，按质量比在室温下混合搅拌均匀；
S4. 继续加入固化剂，改性树胶和玻璃纤维，混合均匀后倒入模具中，先在65-70℃的加热发泡10-15 min，然后升温至75-80℃熟化25 -35min后即得到玻璃棉增强保温隔热材料。
进一步的，步骤S1所述温度为50-55℃，恒温搅拌150-200min。
进一步的，步骤S2所述固化剂为盐酸，磷酸和对羟基苯磺酸的混合物，其质量比为盐酸：磷酸：对羟基苯磺酸=l：2：2。
进一步的，步骤S2中按重量份称取以下成分：羟基硅油改性酚醛树脂75-85份，改性树胶23-28份，吐温80为2-2.5份，发泡剂5-7份，固化剂2.5-4份，玻璃纤维12-16份，碳纳米管6-8份。
进一步的，步骤S4中先在70℃的加热发泡10min，然后升温至80℃熟化30min。
有益效果：本发明的保温隔热材料具有以下优点：树胶分子上的环醇羟基、糖苷键与羟基硅油改性酚醛树脂和玻璃纤维上的Si-OH之间通过强烈的氢键连接形成网状结构，从而提高了保温隔热材料的力学性能。
具体实施方式
实施例1
一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
S1. 将树胶分散于去离子水水中至溶胀平衡，然后加入环氧氯丙玩，用碱液调节pH至10，在温度为45℃下，恒温搅拌240min后，将胶液冷却至室温，用酸溶液将胶液pH值调节为6，最后将胶液浓缩、干燥，制得改性树胶；
S2. 按重量份称取以下成分：羟基硅油改性酚醛树脂70份，改性树胶30份，吐温80为1.5份，发泡剂4份，固化剂1.5份，玻璃纤维10份，碳纳米管5份，其中固化剂为盐酸，磷酸和对羟基苯磺酸的混合物，其质量比为盐酸：磷酸：对羟基苯磺酸=l：2：2；
S3. 将羟基硅油改性酚醛树脂，吐温80，发泡剂，按质量比在室温下混合搅拌均匀；
S4. 继续加入固化剂，改性树胶和玻璃纤维，混合均匀后倒入模具中，先在65℃的加热发泡15 min，然后升温至75℃熟化35min后即得到玻璃棉增强保温隔热材料。
实施例2
一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
S1. 将树胶分散于去离子水水中至溶胀平衡，然后加入环氧氯丙玩，用碱液调节pH至12，在温度为60℃下，恒温搅拌120min后，将胶液冷却至室温，用酸溶液将胶液pH值调节为7，最后将胶液浓缩、干燥，制得改性树胶；
S2. 按重量份称取以下成分：羟基硅油改性酚醛树脂90份，改性树胶20份，吐温80为2.5份，发泡剂8份，固化剂4.5份，玻璃纤维20份，碳纳米管10份，其中固化剂为盐酸，磷酸和对羟基苯磺酸的混合物，其质量比为盐酸：磷酸：对羟基苯磺酸=l：2：2；
S3. 将羟基硅油改性酚醛树脂，吐温80，发泡剂，按质量比在室温下混合搅拌均匀；
S4. 继续加入固化剂，改性树胶和玻璃纤维，混合均匀后倒入模具中，先在70℃的加热发泡10min，然后升温至80℃熟化25min后即得到玻璃棉增强保温隔热材料。
实施例3
一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
S1. 将树胶分散于去离子水水中至溶胀平衡，然后加入环氧氯丙玩，用碱液调节pH至12，在温度为55℃下，恒温搅拌150min后，将胶液冷却至室温，用酸溶液将胶液pH值调节为6，最后将胶液浓缩、干燥，制得改性树胶；
S2. 按重量份称取以下成分：羟基硅油改性酚醛树脂75份，改性树胶28份，吐温80为2.5份，发泡剂5份，固化剂4份，玻璃纤维12份，碳纳米管6份，其中固化剂为盐酸，磷酸和对羟基苯磺酸的混合物，其质量比为盐酸：磷酸：对羟基苯磺酸=l：2：2；
S3. 将羟基硅油改性酚醛树脂，吐温80，发泡剂，按质量比在室温下混合搅拌均匀；
S4. 继续加入固化剂，改性树胶和玻璃纤维，混合均匀后倒入模具中，先在70℃的加热发泡10min，然后升温至80℃熟化30min后即得到玻璃棉增强保温隔热材料。
实施例4
一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
S1. 将树胶分散于去离子水水中至溶胀平衡，然后加入环氧氯丙玩，用碱液调节pH至11，在温度为50℃下，恒温搅拌200min后，将胶液冷却至室温，用酸溶液将胶液pH值调节为7，最后将胶液浓缩、干燥，制得改性树胶；
S2. 按重量份称取以下成分：羟基硅油改性酚醛树脂85份，改性树胶23份，吐温80为2.5份，发泡剂7份，固化剂2.5份，玻璃纤维16份，碳纳米管8份，其中固化剂为盐酸，磷酸和对羟基苯磺酸的混合物，其质量比为盐酸：磷酸：对羟基苯磺酸=l：2：2；
S3. 将羟基硅油改性酚醛树脂，吐温80，发泡剂，按质量比在室温下混合搅拌均匀；
S4. 继续加入固化剂，改性树胶和玻璃纤维，混合均匀后倒入模具中，先在70℃的加热发泡10min，然后升温至80℃熟化30min后即得到玻璃棉增强保温隔热材料。
实施例5
一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
S1. 将树胶分散于去离子水水中至溶胀平衡，然后加入环氧氯丙玩，用碱液调节pH至11，在温度为55℃下，恒温搅拌180min后，将胶液冷却至室温，用酸溶液将胶液pH值调节为7，最后将胶液浓缩、干燥，制得改性树胶；
S2. 按重量份称取以下成分：羟基硅油改性酚醛树脂80份，改性树胶25份，吐温80为2份，发泡剂6份，固化剂3.4份，玻璃纤维15份，碳纳米管7份，其中固化剂为盐酸，磷酸和对羟基苯磺酸的混合物，其质量比为盐酸：磷酸：对羟基苯磺酸=l：2：2；
S3. 将羟基硅油改性酚醛树脂，吐温80，发泡剂，按质量比在室温下混合搅拌均匀；
S4. 继续加入固化剂，改性树胶和玻璃纤维，混合均匀后倒入模具中，先在70℃的加热发泡10min，然后升温至80℃熟化30min后即得到玻璃棉增强保温隔热材料。
对比例1
一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
S1. 按重量份称取以下成分：羟基硅油改性酚醛树脂90份，吐温80为1.5份，发泡剂4份，固化剂1.5份，玻璃纤维10份，碳纳米管5份，其中固化剂为盐酸，磷酸和对羟基苯磺酸的混合物，其质量比为盐酸：磷酸：对羟基苯磺酸=l：2：2；
S3. 将羟基硅油改性酚醛树脂，吐温80，发泡剂，按质量比在室温下混合搅拌均匀；
S4. 继续加入固化剂和玻璃纤维，混合均匀后倒入模具中，先在65℃的加热发泡15min，然后升温至75℃熟化35min后即得到玻璃棉增强保温隔热材料。
对比例2
一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
S1. 将树胶分散于去离子水水中至溶胀平衡，然后加入环氧氯丙玩，用碱液调节pH至12，在温度为60℃下，恒温搅拌120min后，将胶液冷却至室温，用酸溶液将胶液pH值调节为7，最后将胶液浓缩、干燥，制得改性树胶；
S2. 按重量份称取以下成分：羟基硅油改性酚醛树脂90份，改性树胶20份，吐温80为2.5份，发泡剂8份，固化剂4.5份，碳纳米管10份，其中固化剂为盐酸，磷酸和对羟基苯磺酸的混合物，其质量比为盐酸：磷酸：对羟基苯磺酸=l：2：2；
S3. 将羟基硅油改性酚醛树脂，吐温80，发泡剂，按质量比在室温下混合搅拌均匀；
S4. 继续加入固化剂和改性树胶，混合均匀后倒入模具中，先在70℃的加热发泡10min，然后升温至80℃熟化25min后即得到玻璃棉增强保温隔热材料。
压缩性能测定：根据GB/T8813-2008，《硬质泡沫塑料压缩性能的测定》，切割出50×50×50 him的试样，在标准大气压下，以0.5 mm/min的压缩速率，直到试样厚度变为40mm(初始厚度的80%)，平行实验3.5次，取其平均值；
导热系数：根据GB/T10801-2002进行，制品尺寸为5×5×5cm；
弯曲强度：按照GB/T 9341-2000进行测试。
压缩强度（MPa） 导热系数W/(m·K) 弯曲强度（MPa）
实施例1 0.41 0.0512 0.16
实施例2 0.39 0.0495 0.17
实施例3 0.42 0.0501 0.15
实施例4 0.39 0.0523 0.15
实施例5 0.43 0.0479 0.17
对比例1 0.25 0.0503 0.05
对比例2 0.30 0.0499 0.14

Claims (5)

1.一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 将树胶分散于去离子水水中至溶胀平衡，然后加入环氧氯丙玩，用碱液调节pH至10-12，在温度为45-60℃下，恒温搅拌120-240min后，将胶液冷却至室温，用酸溶液将胶液pH值调节为6-7，最后将将胶液浓缩、干燥，制得改性树胶；
S2. 按重量份称取以下成分：羟基硅油改性酚醛树脂70-90份，改性树胶20-30份，吐温80为1.5-2.5份，发泡剂4-8份，固化剂1.5-4.5份，玻璃纤维10-20份，碳纳米管5-10份；
S3. 将羟基硅油改性酚醛树脂，吐温80，发泡剂，按质量比在室温下混合搅拌均匀；
S4. 继续加入固化剂，改性树胶和玻璃纤维，混合均匀后倒入模具中，先在65-70℃的加热发泡10-15 min，然后升温至75-80℃熟化25 -35min后即得到玻璃棉增强保温隔热材料。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法，其特征在于：步骤S1所述温度为50-55℃，恒温搅拌150-200min。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法，其特征在于：步骤S2所述固化剂为盐酸，磷酸和对羟基苯磺酸的混合物，其质量比为盐酸：磷酸：对羟基苯磺酸=l：2：2。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中按重量份称取以下成分：羟基硅油改性酚醛树脂75-85份，改性树胶23-28份，吐温80为2-2.5份，发泡剂5-7份，固化剂2.5-4份，玻璃纤维12-16份，碳纳米管6-8份。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃棉增强保温隔热材料的制备方法，其特征在于：步骤S4中先在70℃的加热发泡10min，然后升温至80℃熟化30min。
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