CN111440414A - 一种新型保温隔热材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型保温隔热材料，包括如下重量份的组分：硼酚醛树脂50‑60份、纳米硅材料10～25份、去离子水10‑20份、防腐剂1‑5份、环己醇6‑10份。本发明采用物理化学复合改性弥补了单一改性存在的不足，保留了传统酚醛树脂质轻、无毒、无腐蚀、保温、节能、廉价等特点。还增加了其所不具备的优点：耐高温性、瞬时高温性、一定的机械强度、韧性、耐磨性。
Description
技术领域
本发明涉及保温隔热材料技术领域，具体涉及一种新型保温隔热材料及其制备方法。
背景技术
全球化变暖的严重趋势，造成现在隔热材料越来越受人们的喜爱，不管是建筑还是工业等，都大量采用隔热材料进行隔热，对于隔热材料的要求很高，为了适应电子、汽车、航空、航天及国防工业等高新技术领域的新需求，必须对保温隔热材料进行改性处理。传统的保温隔热材料价格昂贵、保温、耐热效果差且环境污染严重。随着科技的进步、纯酚醛树脂脆性大、韧性差、耐热性不足等缺点使其已不能满足许多高新技术领域的要求。利用各种方法对酚醛树脂进行改性，已成为酚醛树脂研究的核心内容。单一改性的酚醛树脂只能使其在某一方面的性能得到明显改善，而不能使其性能得到全面改善，同时有可能影响到其他方面的性能。基于以上背景技术本专利对酚醛树脂进行复合改性，提高其耐热性、瞬时高温性、改善其机械强度，并可适应低压成型的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的保温隔热材料，具备良好的保温、隔热、环保、耐腐、耐磨性能。
本发明解决上述技术问题所采用的方案是：
一种新型保温隔热材料，包括如下重量份的组分：硼酚醛树脂50-60份、纳米硅材料10～25份、去离子水10-20份、防腐剂1-5份、环己醇6-10份。
优选地，所述硼酚醛树脂是指利用硼酸与苯酚之间反应形成硼酸酯，再与多聚甲醛或三聚甲醛反应生成的含硼酚醛树脂。
优选地，所述纳米硅材料包括纳米二氧化硅和纳米中空玻璃微珠，所述10～25份纳米硅材料中包括纳米中空玻璃微珠5-15份，纳米二氧化硅5-10份。
优选地，所述防腐剂为甲苯酸钠、山梨酸钾或其混合物。
优选地，所述纳米中空玻璃微珠为中空圆球粉末状的无机非金属材料。
优选地，所述纳米二氧化硅的直径小于5纳米。
优选地，所述环己醇的型号为CAS108-93-0的溶液。
本发明的另一目的是提供上述保温隔热材料的制备方法，包括如下步骤：
S1:将硼酚醛树脂、防腐剂、去离子水放进混合设备内搅拌混合，搅拌速率为500-600r/min，搅拌时间为20min；
S2:将S1所得混合物与纳米硅、环己醇进行混合搅拌，速率为300-400r/min，搅拌过程中缓慢加入去离子水直至呈胶状，得最终产物。
本发明材料易得，制备方法简单，采用硼改性酚醛树脂，硼以结合键的形式存在于酚醛树脂中，提高了其耐热性，这是基于：(1)B-O键能较高，引入硼键后，树脂的耐热性、瞬时高温性将大大提高；(2)树脂中的-O-B-O-结构，支链比一般酚醛高，用作摩擦材料的基体，机械强度有所改善；(3)由于极强极性羟基被取代，所以邻对位的反应活性下降，并导致固化速度变慢，可适应低压成型的要求。采用纳米二氧化硅材料改性酚醛树脂，由于纳米粒子尺寸小、表面积大、表面非配原子多、而与聚合物结合能力强，并可对聚合物基体的物化性质产生特殊作用。将纳米粒子加入高聚物中，可克服常规刚性粒子不能同时增强增韧的缺点，提高聚合物材料的韧性、强度、耐热等性能。而且纳米二氧化硅具有耐高温、高硬度、耐腐蚀、耐磨等特性，将其应用于聚合物改性将使其各项性能得到全面改善。采用环己醇作为中间溶剂可以提高酚醛树脂和二氧化硅的互溶性，醇与酯类互溶性较好，而二氧化硅纳米颗粒因其表面积小、与聚合物的结合能力强的特点可以很好的与环己醇相溶，从而使二者的混合性能更加优异。
本发明采用物理化学复合改性弥补了单一改性存在的不足，保留了传统酚醛树脂质轻、无毒、无腐蚀、保温、节能、廉价等特点。还增加了其所不具备的优点：耐高温性、瞬时高温性、一定的机械强度、韧性、耐磨性。
具体实施方式
为更好的理解本发明，下面的实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
S1、先按照重量份称取硼酚醛树脂50份、纳米中空玻璃微珠8份、去离子水12份、防腐剂3份、纳米二氧化硅6份、环己醇6份。
S2、将硼酚醛树脂、防腐剂、去离子水放进混合设备内搅拌混合，搅拌速率为550r/min，搅拌时间为22min；
S3、将S2所得混合物与纳米硅、环己醇进行混合搅拌，速率为350r/min，搅拌过程中缓慢加入去离子水直至呈胶状，得最终产物。
所述成型的保温隔热涂料，对其进行性能测试：25℃的导热率为0.25W/(m·k)。
对比例：
S1、先按照重量份称取硼酚醛树脂50份、纳米中空玻璃微珠8份、去离子水12份、防腐剂3份、纳米二氧化硅6份、乙醇6份。
S2、将硼酚醛树脂、防腐剂、去离子水放进混合设备内搅拌混合，搅拌速率为550r/min，搅拌时间为22min；
S3、将S2所得混合物与纳米硅、乙醇进行混合搅拌，速率为350r/min，搅拌过程中缓慢加入去离子水直至呈胶状，得最终产物。
所述成型的保温隔热涂料，对其进行性能测试：25℃的导热率为0.13W/(m·k)。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种新型保温隔热材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：硼酚醛树脂50-60份、纳米硅材料10～25份、去离子水10-20份、防腐剂1-5份、环己醇6-10份。
2.根据权利要求1所述的保温隔热材料，其特征在于，所述硼酚醛树脂是指利用硼酸与苯酚之间反应形成硼酸酯，再与多聚甲醛或三聚甲醛反应生成的含硼酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述的保温隔热材料，其特征在于，所述纳米硅材料包括纳米二氧化硅和纳米中空玻璃微珠，所述10～25份纳米硅材料中包括纳米中空玻璃微珠5-15份，纳米二氧化硅5-10份。
4.根据权利要求1所述的保温隔热材料，其特征在于，所述防腐剂为甲苯酸钠、山梨酸钾或其混合物。
5.根据权利要求1所述的保温隔热材料，其特征在于，所述纳米中空玻璃微珠为中空圆球粉末状的无机非金属材料。
6.根据权利要求1所述的保温隔热材料，其特征在于，所述纳米二氧化硅的直径小于5纳米。
7.根据权利要求1所述的保温隔热材料，其特征在于，所述环己醇的型号为CAS108-93-0的溶液。
8.如权利要求1～7任一项所述保温隔热材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:将硼酚醛树脂、防腐剂、去离子水放进混合设备内搅拌混合，搅拌速率为500-600r/min，搅拌时间为20min；
S2:将S1所得混合物与纳米硅、环己醇进行混合搅拌，速率为300-400r/min，搅拌过程中缓慢加入去离子水直至呈胶状，得最终产物。
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