CN115181503A - 一种隔热板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种隔热板及其制备方法，涉及隔热材料技术领域，所述隔热板包括以下重量份的原料：玻璃纤维布40‑65份、酚醛树脂25‑50份、滑石粉3‑15份、着色剂0.5‑5份、阻燃剂5‑15份。本发明通过将酚醛树脂、滑石粉、着色剂、阻燃剂和有机醇混合制成胶液，采用涂胶或浸胶的方式使得制备的胶液于所述玻璃纤维布的两面形成胶层，之后加热固化形成隔热板，其同时兼备良好的隔热、耐磨等性能，且性能可与进口隔热板相当，可平行替代进口隔热板，满足国内市场的需求；此外，本发明通过科学配比，优化原料组份，控制着色剂重量份为0.5‑5、阻燃剂重量份为5‑15，进一步优化隔热板的整体性能。
Description
技术领域
本发明涉及隔热材料技术领域，具体涉及一种隔热板及其制备方法。
背景技术
隔热板是作为和谐号CRH2型和谐号动车组液压夹钳系统关键核心的高分子材料部件，关系到动车组制动系统安全的关键高分子材料，近几年来，为了实现国产化湖南昶力公司率先在国内开展了此类产品的研发及推广应用工作。
经过近两年的不断改进和研发，我公司研发的隔热板产品通过用户的检测，达到了国际同类产品的水平，在导热系数达到了系数为0.368W/(m.K)-1，在隔热效果方面也表现较好，我公司研发的隔热板在试验中温度上升最高约为20℃，有效的保障了和谐号CRH2型和谐号动车组液压夹钳系统的安全运行，顺利完成了此类产品的国产化工作。
发明内容
本发明提供了一种隔热板及其制备方法，其集隔热、耐磨等功能于一体。
一种隔热板，所述隔热板包括以下重量份的原料：玻璃纤维布40-65份、酚醛树脂25-50份、滑石粉3-15份、着色剂0.5-5份、阻燃剂5-15份。
进一步地，所述玻璃纤维布的克重为100-202g/m2。
进一步地，所述着色剂的重量份为0.5-2.5。
进一步地，所述阻燃剂的重量份为5-10。
更进一步地，所述阻燃剂为氢氧化铝，所述氢氧化铝还包括表面改性剂，所述表面改性剂为硬脂酸锌。
进一步地，所述酚醛树脂的固含量为100％。
更进一步地，所述酚醛树脂包括游离酚，所述游离酚的含量≤2.5。
更进一步地，所述酚醛树脂还包括增韧改性剂，所述增韧改性剂选自腰果酚，所述腰果酚占酚醛树脂数量的5％-10％。
本发明还提供了所述隔热板的制备方法，步骤如下：
S1、制备胶液，将所述除玻璃纤维布以外的原料与0.3-3倍重量的溶剂混合制成胶液；
S2、取步骤S1制备的胶液于玻璃纤维布的两面形成胶层，加热固化获得隔热板。
进一步地，所述步骤S1中的溶剂为有机醇，所述步骤S2中加热固化的压强为3-12MPa。
本发明相对于现有技术，具备以下有益效果：
本发明通过将酚醛树脂、滑石粉、着色剂、阻燃剂和有机醇混合制成胶液，采用涂胶或浸胶的方式使得制备的胶液于所述玻璃纤维布的两面形成胶层，之后加热固化形成隔热板，其同时兼备良好的隔热、耐磨等性能，且性能可与进口隔热板相当，可平行替代进口隔热板，满足国内市场的需求；此外，本发明通过科学配比，优化原料组份，控制着色剂重量份为0.5-5、阻燃剂重量份为5-15，进一步优化隔热板的整体性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
由于，目前我国企业在隔热板方面的技术研制和生产能力较弱，因此现阶段急需研制一种隔热板，以实现高性能及多功能隔热板的国产化。
因此，本发明提供了一种隔热板的制备方法，所述隔热板包括以下重量份的原料：玻璃纤维布40-65份、酚醛树脂25-50份、滑石粉3-15份、着色剂0.5-5 份、阻燃剂5-15份。
其中，酚醛树脂来源广泛，成本低，成型工艺简单易于加工，其可以使得产品隔热板具备优异的耐热性能、防侵蚀性能和力学性能；玻璃纤维布，被作为增强材料，其可以使得产品隔热板质量轻、强度高、隔热性好、耐高温、耐腐蚀、电绝缘性能好；滑石粉可以很好的提高产品隔热板的耐磨性；着色剂可以使得隔热板的颜色变深，一方面提高隔热板的耐磨性，另一方面可作为遮光剂，用于降低隔热板的辐射热传导；阻燃剂使得产品隔热板不易燃烧。
在本发明中，所述玻璃纤维布的克重优选为100-202g/m2，为保证产品的隔热性能及产品在生产过程中的可操作性和方便性，玻璃纤维布的克重更优选为 202g/m2。本发明对所述玻璃纤维布的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述着色剂的重量份优选为0.5-2.5份，可以是0.5份、1.0份、1.5份、2.0份、2.5份，其中，所述着色剂为炭黑。本发明对所述着色剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述阻燃剂的重量份优选为5-10份，可以是5份、6份、10 份，其中，所述阻燃剂优选为氢氧化铝。本发明对所述阻燃剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
由于氢氧化铝与有机聚合物相容性差，因此，在本发明中，所述氢氧化铝还包括表面改性剂，所述表面改性剂为硬脂酸锌，硬脂酸锌可降低氢氧化铝的表面能，改善氢氧化铝表面的可润湿性，增强其在介质中的界面相容性，提高阻燃效果。
在本发明中，所述酚醛树脂的固含量为100％，其中，所述酚醛树脂包括游离酚，所述游离酚的含量≤2.5。本发明中上述酚醛树脂可采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
所述酚醛树脂的聚速优选45-90(s/150℃)，流动速优选20-53(mm/125℃)。
在本发明中，所述隔热板的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备胶液，将所述除玻璃纤维布以外的原料与0.3-3倍重量的溶剂混合制成胶液；
S2、取步骤S1制备的胶液于玻璃纤维布的两面形成胶层，加热固化获得隔热板。
其中，可采用涂胶或浸胶的方式使得步骤S1制备的胶液于所述玻璃纤维布的两面形成胶层，之后加热固化，加热固化的压强优选为3-12MPa，更优选为6MPa，有利于产品的密实度及隔热性能。
在本发明中，所述步骤S1中的溶剂为有机醇，具体为乙醇。
此外，本发明提供的隔热板在使用安装时存在折断的问题，其主要原因为酚醛树脂固化物的脆性大，延伸率低，针对上述问题，本发明进行了进一步地改进。
在本发明中，所述酚醛树脂还包括增韧改性剂，所述增韧改性剂选自腰果酚，所述腰果酚占酚醛树脂数量的5％-10％。
腰果酚是腰果壳油经脱羧处理后的主要产物，以苯酚为母体，在间位具有一个含15个碳原子的不饱和单烯或双烯碳氢长链，与其他烷基酚一样，属于一种具有柔性长链结构的苯酚衍生物。腰果酚特殊的分子结构使其具有酚类化合物的反应特性，且具有脂肪族化合物的柔性，因此可用作酚醛树脂的增韧改性剂。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的酚醛树脂由山东圣泉提供，具体型号为6530A，常温下，酚醛树脂的聚速60-90(s/150℃)，流动度33-53(mm/125℃)，游离酚≤2.5；所用的玻璃纤维布，具体种类为7628电子布，克重为202g/m2；所用的着色剂为炭黑，由天津金大地化工有限公司提供，具体型号为C1110；所用的阻燃剂为氢氧化铝，由合肥皖燃提供，具体型号为102；所述用的滑石粉由江西晟海源新材料有限公司提供，具体型号为1280目。
实施例1
(1)称取原料：玻璃纤维布40重量份、酚醛树脂40.5重量份、滑石粉10 重量份、炭黑2.5重量份、氢氧化铝7重量份。
(2)将上述除玻璃纤维布以外的原料与35重量份的乙醇混合制成胶液。
(3)采用涂胶或浸胶的方式使得制备的胶液于所述玻璃纤维布的两面形成胶层，之后加热固化，加热固化的压强优选为6MPa。
实施例2
(1)称取原料：玻璃纤维布54重量份、酚醛树脂35重量份、滑石粉3重量份、炭黑2重量份、氢氧化铝6重量份。
(2)将上述除玻璃纤维布以外的原料与35重量份的乙醇混合制成胶液。
(3)采用涂胶或浸胶的方式使得制备的胶液于所述玻璃纤维布的两面形成胶层，之后加热固化，加热固化的压强优选为6MPa。
实施例3
(1)称取原料：玻璃纤维布65重量份、酚醛树脂25重量份、滑石粉3重量份、炭黑2重量份、氢氧化铝5重量份。
(2)将上述除玻璃纤维布以外的原料与35重量份的乙醇混合制成胶液。
(3)采用涂胶或浸胶的方式使得制备的胶液于所述玻璃纤维布的两面形成胶层，之后加热固化，加热固化的压强优选为6MPa。
实施例4
(1)称取原料：玻璃纤维布51重量份、酚醛树脂35重量份、滑石粉3重量份、炭黑2重量份、氢氧化铝6重量份、腰果酚3重量份。
(2)将上述除玻璃纤维布以外的原料与35重量份的乙醇混合制成胶液。
(3)采用涂胶或浸胶的方式使得制备的胶液于所述玻璃纤维布的两面形成胶层，之后加热固化，加热固化的压强优选为6MPa。
对照例1
(1)称取原料：玻璃纤维布40重量份、酚醛树脂36.5重量份、滑石粉10 重量份、炭黑7.5重量份、氢氧化铝6重量份。
(2)将上述除玻璃纤维布以外的原料与35重量份的乙醇混合制成胶液。
(3)采用涂胶或浸胶的方式使得制备的胶液于所述玻璃纤维布的两面形成胶层，之后加热固化，加热固化的压强优选为6MPa。
对照例2
(1)称取原料：玻璃纤维布40重量份、酚醛树脂30.5重量份、滑石粉10 重量份、炭黑2.5重量份、氢氧化铝17重量份。
(2)将上述除玻璃纤维布以外的原料与35重量份的乙醇混合制成胶液。
(3)采用涂胶或浸胶的方式使得制备的胶液于所述玻璃纤维布的两面形成胶层，之后加热固化，加热固化的压强为3MPa。
对本发明实施例1～4、对照例1～2、及进口隔热板(日本川崎)的各项性能进行测试，结果参见表1所示：
表1隔热板的各项性能测试结果
由表1可以看出，实施例1-4所对应的隔热板具有较好的隔热、抗压、耐磨及弯折性能，对照例1相比实施例1-4，着色剂炭黑的含量较大，其隔热效果下降较为明显，证明着色剂炭黑的含量过高会影响隔热板的隔热性能；对照例2 相比实施例1-4，阻燃剂氢氧化铝含量较大，其隔热效果、抗压性能均下降较大，证明阻燃剂氢氧化铝的含量过高也会影响隔热板的隔热性能，同时还会影响抗压等性能。
本发明实施例4通过在酚醛树脂中加入增韧改性剂，使获得的隔热板产品的弯折性能提高，其弯折时的最大力可达到65N，弯折量可达8.25mm，且弯折后，有变形，但无明显折痕，反向弯曲后，可基本恢复。
本发明实施例1-4所对应的隔热板与进口隔热板相比，其各项性能，如硬度、耐磨、隔热及抗压均符合技术要求，且与进口隔热板的性能差异不大。
综上所述，本发明通过将酚醛树脂、滑石粉、着色剂、阻燃剂和有机醇混合制成胶液，采用涂胶或浸胶的方式使得制备的胶液于所述玻璃纤维布的两面形成胶层，之后加热固化形成隔热板，其同时兼备良好的隔热、耐磨、阻燃等性能，且性能可与进口隔热板相当，可平行替代进口隔热板，满足国内市场的需求；此外，本发明通过科学配比，优化原料组份，控制着色剂重量份为0.5-5、阻燃剂重量份为5-15，进一步优化隔热板的整体性能。
基于上述对隔热板各项性能的测试结果可得，本发明研发的隔热板可应用于动车油缸、拖车油缸及气动夹钳油缸等，因为油缸长时间工作后，表面温度较高，且存在磨损易出现漏油现象，严重时会引发火灾，使用本发明研发的隔热板可以使得油缸在高温下良好的运行，提高了油缸的使用寿命及其安全性能。
由于本发明研发的隔热板还具有良好的耐弯折性，因此，可应用于闸调器或者固定销。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种隔热板，其特征在于，所述隔热板包括以下重量份的原料：玻璃纤维布40-65份、酚醛树脂25-50份、滑石粉3-15份、着色剂0.5-5份、阻燃剂5-15份。
2.根据权利要求1所述隔热板，其特征在于，所述玻璃纤维布的克重为100-202g/m2。
3.根据权利要求1所述隔热板，其特征在于，所述着色剂的重量份为0.5-2.5。
4.根据权利要求1所述隔热板，其特征在于，所述阻燃剂的重量份为5-10。
5.根据权利要求4所述隔热板，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化铝，所述氢氧化铝还包括表面改性剂，所述表面改性剂为硬脂酸锌。
6.根据权利要求1所述隔热板，其特征在于，所述酚醛树脂的固含量为100％。
7.根据权利要求6所述隔热板，其特征在于，所述酚醛树脂包括游离酚，所述游离酚的含量≤2.5。
8.根据权利要求7所述隔热板，其特征在于，所述酚醛树脂还包括增韧改性剂，所述增韧改性剂选自腰果酚，所述腰果酚占酚醛树脂数量的5％-10％。
9.一种权利要求1-8任一项所述隔热板的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：
S1、制备胶液，将所述除玻璃纤维布以外的原料与0.3-3倍重量的溶剂混合制成胶液；
S2、取步骤S1制备的胶液于玻璃纤维布的两面形成胶层，加热固化获得隔热板。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的溶剂为有机醇，所述步骤S2中加热固化的压强为3-12MPa。
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