CN1736936A - 脲醛泡沫塑料保温板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脲醛泡沫塑料保温板及其制备方法。它是由以下组分按下述重量份数比组成的：脲醛树脂∶十二烷基硫酸钠∶磷酸∶草酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝50～75∶0.1～1.5∶0.05～0.5∶0.1～0.5∶0.01～0.15∶0.05～1∶0.05～0.5∶22～48。用本发明产品制作的板材制备工艺简单、生产成本低，生产脲醛泡沫塑料保温板的原料成本在1400元左右1吨，而目前建筑行业普遍使用的苯板生产原料的成本在14000～15000左右1吨；由于采用阻燃剂氯化镁和磷酸作原料，卤含量和磷含量高，阻燃性很强；无毒、无味，不污染环境；隔音性能好；耐冷热性能好。
Description
技术领域
本发明涉及一种保温材料及其制备方法，具体说是一种脲醛泡沫塑料保温板及其制备方法。
背景技术
用苯板作为建筑材料有质轻、保温、隔热、施工简便的优点，因此被普遍应用在建材保温设施上。但随着建筑节能、防火要求的进一步提高，人们逐渐发现其缺点，苯板防火性差，聚苯乙烯燃烧时会释放10余种有毒气体，直接造成大气污染。而且聚苯乙烯降解周期长，容易造成白色污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种脲醛泡沫塑料保温板，以解决现有技术中存在的上述问题。本发明的这种保温板具有优良的阻燃性，生产成本小、不污染环境。
本发明的另一个目的是提供上述脲醛泡沫塑料保温板的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：脲醛泡沫塑料保温板，它是由以下组分按下述重量份数比组成的：脲醛树脂∶十二烷基硫酸钠∶磷酸∶草酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝50～75∶0.1～1.5∶0.05～0.5∶0.1～0.5∶0.01～0.15∶0.05～1∶0.05～0.5∶22～48。
所述的脲醛树脂是由以下组分按下述重量份数比组成的：尿素∶甲醛∶甘油∶六亚甲基四胺∶水＝10～35∶10～35∶0.5～10∶0.1～5∶35～60。
所述的脲醛泡沫塑料保温板的制备方法包括以下步骤：
(1)取符合上述重量份数的脲醛树脂，加入所述水的重量的40％，稀释成溶液；
(2)有酸发泡剂的制备：取所述水的重量的29.4％，加温至30℃时同时加入所述十二烷基硫酸钠的重量的49％、苯酚重量的50％、尿素重量的50％、磷酸、草酸和氯化镁，升温至70℃时搅拌1小时，调节PH值为1～2；
(3)无酸发泡剂的制备：取所述水重量的30.6％，加温至30℃时同时加入所述十二烷基硫酸钠重量的51％、苯酚重量的50％和尿素重量的50％，升温至70℃时搅拌1小时；
(4)打泡：将有酸发泡剂和无酸发泡剂混合，高速搅拌2～5分钟，转速1400～2800转/分，加入稀释的脲醛树脂，继续高速搅拌2～5分钟，同时用空气压缩机鼓入空气直到生成的脲醛泡沫连续均匀后使之流入挤压设备内；
(5)挤压成型：挤压设备内压力为50kg/cm2～100kg/cm2，温度为40～60℃，时间为1～2小时，即可一次挤压成型；
(6)干燥：将挤压成型后的泡沫体放入干燥室，干燥室内储存有大量蒸汽，湿度在70～85％，温度在50～70℃，烘干时间为6～10小时；
(7)加工、包装：根据需要用切割工具将泡沫体切割成不同规格。
所述的脲醛树脂是由以下组分按下述重量份数比组成的：
尿素∶甲醛∶甘油∶六亚甲基四胺∶水＝10～35∶10～35∶0.5～10∶0.1～5∶35～60；
所述的脲醛树脂的制备方法包括以下步骤：
取符合上述重量份数的甲醛、六亚甲基四胺和水充分混合，调节PH值至6.2--6.5时加入尿素，加热到20--30℃时，加入甘油，搅拌均匀，通入热蒸汽一小时，升温至95--98℃时回流，调节PH值为5--5.5，保持温度为95～98℃直到黏度大于0.025--0.63Pa/秒时，立即通入冷水冷却，调节PH值到7.0～7.2。
本发明的优点与效果是：
1、用本发明产品制作的板材制备工艺简单、生产成本低，生产脲醛泡沫塑料保温板的原料成本在1400元左右1吨，而目前建筑行业普遍使用的苯板生产原料的成本在14000～15000左右1吨；
2、本发明产品由于采用阻燃剂氯化镁和磷酸作原料，卤含量和磷含量高，阻燃性很强；将含湿量为20％的脲醛泡沫塑料试样置于火源之上，试样燃烧，当试样移离火源，燃烧熄灭且不出现闷烧现象；
3、本发明的保温材料无毒、无味，不污染环境；
4、隔音性能好，钻有小孔的脲醛泡沫塑料对频率为800～3200Hz的声音吸收效果最佳，吸音率可达70％～95％；
5、耐冷热性能好，将脲醛泡沫塑料试样在120℃、12小时，-20℃、12小时，交替处理1年，强度和泡孔均未发生任何变化。
以下通过本发明产品性能的相关实验例进一步说明本发明的效果，实验结果如下：
以下是采用常规实验方法和检测方法对本发明的性能进行实验和检测，结果如下：
| 序号 | 检验项目 | 计量单位 | 检验结果 |
| 1 | 表观密度 | g/cm3 | 0.038 |
| 2 | 压缩强度(相对变形10％) | mpa | 0.18 |
| 3 | 吸水性 | Kg/m2 | 0.06 |
| 4 | 导热系数 | mW/(m.k) | 31(23℃) |
| 5 | 尺寸稳定性(70℃、相对湿度90％、48h) | ％ | ±0.6 |
| 6 | 氧指数 | ％ | 33.6 |
| 7 | 阻燃性 | 自熄 | |
| 8 | 燃烧等级 | B2级 |
采用常规实验方法和检测方法对本发明的吸音性能进行实验和检测，结果如下：
| 泡沫塑料厚度cm | 不同频率下的吸音率(％) | ||||||
| 100Hz | 200Hz | 400Hz | 800Hz | 1600Hz | 3200Hz | 6400Hz | |
| 3 | 9 | 23 | 58 | 70 | 89 | 78 | 77 |
| 4 | 10 | 34 | 78 | 85 | 93 | 86 | 79 |
| 5 | 12 | 44 | 83 | 92 | 95 | 92 | 83 |
钻有小孔的脲醛泡沫塑料加上不同厚度的空气层后的吸音性能
| 空气层厚度cm | 不同频率下的吸音率(％) | ||||||
| 100Hz | 200Hz | 400Hz | 800Hz | 1600Hz | 3200Hz | 6400Hz | |
| 5 | 18 | 28 | 68 | 60 | 70 | 80 | 60 |
| 10 | 27 | 38 | 72 | 57 | 78 | 79 | 72 |
| 15 | 38 | 52 | 63 | 53 | 80 | 77 | 60 |
| 20 | 53 | 50 | 57 | 57 | 69 | 78 | 62 |
| 25 | 57 | 62 | 58 | 59 | 83 | 78 | 50 |
| 30 | 68 | 65 | 54 | 69 | 80 | 80 | 72 |
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详述：
实施例1：
脲醛泡沫塑料保温板是由下列组分按下述重量份数组成的：脲醛树脂50份、十二烷基硫酸钠0.1份、磷酸0.05份、草酸0.1份、苯酚0.01份、尿素0.05份、氯化镁0.05份、水22份。其中用来制备有酸发泡剂的水的份数为6.468份、十二烷基硫酸钠的份数为0.049份、苯酚的份数为0.005份、尿素的份数为0.025份。其中用来制备无酸发泡剂的水的份数为6.732份、十二烷基硫酸钠的份数为0.051份、苯酚的份数为0.005份、尿素的份数为0.025份，用来稀释脲醛树脂的水的份数为8.8份。
(1)取50kg脲醛树脂投入到8.8kg的水中稀释；
(2)有酸发泡剂的制备：称取6.468kg水投入配制锅，通入蒸汽加热，待温度为30℃时同时加入0.049kg的表面活性剂十二烷基硫酸钠、0.05kg的固化剂磷酸、0.1kg的固化剂草酸、0.005kg的稳定剂苯酚、0.025kg的尿素和0.05kg的阻燃剂氯化镁，继续加热至温度为70℃时搅拌1小时，取样测PH值，调节PH值为1-2，将制备的有酸发泡剂放入高位槽内备用；
(3)无酸发泡剂的制备：称取6.732kg水投入配制锅，通入蒸汽加热，待温度为30℃时同时加入0.051kg表面活性剂十二烷基硫酸钠、0.005kg的稳定剂苯酚和0.025kg尿素，继续加热至温度为70℃时搅拌1小时，将制备的无酸发泡剂放入高位槽内备用；
(4)打泡：将制备的有酸发泡剂和无酸发泡剂混合，放入打泡机内，高速搅拌2～5分钟，转速为1400～2800转/分，然后加入稀释后的脲醛树脂溶液，继续高速搅拌2～5分钟。同时用气压为0.2Mpa的空气压缩机鼓入空气，鼓入的空气量以使上述原料的体积膨胀为原体积的15倍为宜，等到生成的泡沫连续均匀后使之流入挤压设备内；
(5)挤压成型：挤压设备内压力为50kg/cm2～100kg/cm2，温度为40～60℃，时间为1～2小时，即可一次挤压成型；
(6)干燥：为气喷式干燥，将挤压成型后的泡沫体放入干燥室内烘干6～10小时，干燥室内喷有大量蒸汽，湿度为70～85％、温度为50～70℃，干燥室设有排风系统，既可以调节干燥室内的温度，又可将混浊的气体排出去；
(7)加工、包装：根据需要用切割工具将泡沫块切割成不同规格。脲醛泡沫塑料的切割工具为细齿锯、机械锯、锐利刀具或细钢丝等。烘干质量好的成品可以不切割，由于烘干不当造成表面硬破要切去表面硬皮层。成品要长距离运输时，需用防潮纸包覆后装箱。
本制备方法中使用的脲醛树脂溶液必须是甲醛含量符合国家标准的环保型脲醛树脂溶液。
实施例2：
脲醛泡沫塑料保温板，是由下列组分按下述重量份数组成：脲醛树脂55份、十二烷基硫酸钠0.3份、磷酸0.08份、草酸0.2份、苯酚0.03份、尿素0.1份、氯化镁0.08份、水32份。其中用来制备有酸发泡剂的水的份数为9.408份、十二烷基硫酸钠的份数为0.147份、苯酚的份数为0.015份、尿素的份数为0.05份。其中用来制备无酸发泡剂的水的份数为9.792份、十二烷基硫酸钠的份数为0.153份、苯酚的份数为0.015份、尿素的份数为0.05份，用来稀释脲醛树脂的水的份数为12.8份。所述的脲醛树脂是由下列组分按下述重量份数组成的：尿素10份、甲醛10份、甘油0.5份、六亚甲基四胺0.1份、水35份。
脲醛泡沫塑料保温板的制备方法步骤如下：
(1)脲醛树脂的制备：将10kg甲醛、0.1kg六亚甲基四胺和35kg水投入反应釜中，开启搅拌器充分混合，取样测PH值，并用NaOH溶液调节PH值至6.2--6.5，加入10kg尿素，加热到20--30℃时，加入0.5kg甘油，搅拌均匀，通入热蒸汽一小时，加温至95--98℃时回流，用NaOH溶液调节PH值为5--5.5，保持温度为95--98℃直到黏度大于0.025--0.63Pa/秒时，立即通入冷水冷却，用NaOH溶液调节PH值到7.0--7.2待冷却至室温出料，至加热起应每小时测黏度一次；
(2)取上一步骤制得的脲醛树脂55kg投入到12.8kg的水中稀释；
(3)有酸发泡剂的制备：称取9.408kg水投入配制锅，通入蒸汽加热，待温度为30℃时同时加入0.147kg的表面活性剂十二烷基硫酸钠、0.08kg的固化剂磷酸、0.2kg的固化剂草酸、0.015kg的稳定剂苯酚、0.05kg的尿素和0.08kg的阻燃剂氯化镁，继续加热至温度为70℃时搅拌1小时，取样测PH值，调节PH值为1～2，将制备的有酸发泡剂放入高位槽内备用；
(4)无酸发泡剂的制备：称取9.792kg水投入配制锅，通入蒸汽加热，待温度为30℃时同时加入0.153kg表面活性剂十二烷基硫酸钠、0.015kg的稳定剂苯酚和0.05kg尿素，继续加热至温度为70℃时搅拌1小时，将制备的无酸发泡剂放入高位槽内备用；
(5)打泡：将制备的有酸发泡剂和无酸发泡剂混合，放入打泡机内，高速搅拌2～5分钟，转速为1400～2800转/分，然后加入稀释后的脲醛树脂溶液，继续高速搅拌2～5分钟。同时用气压为0.2Mpa的空气压缩机鼓入空气，鼓入的空气量以使上述原料的体积膨胀为原体积的15倍为宜，等到生成的泡沫连续均匀后使之流入挤压设备内；
(6)挤压成型：挤压设备内压力为50kg/cm2～100kg/cm2，温度为40～60℃，时间为1～2小时，即可一次挤压成型；
(7)干燥：为气喷式干燥，将挤压成型后的泡沫体放入干燥室内烘干6～10小时，干燥室内喷有大量蒸汽，湿度为70～85％、温度为50～70℃，干燥室设有排风系统，既可以调节干燥室内的温度，又可将混浊的气体排出去；
(8)加工、包装：根据需要用切割工具将泡沫块切割成不同规格。脲醛泡沫塑料的切割工具为细齿锯、机械锯、锐利刀具或细钢丝等。烘干质量好的成品可以不切割，由于烘干不当造成表面硬破要切去表面硬皮层。成品要长距离运输时，需用防潮纸包覆后装箱。
实施例3：
脲醛泡沫塑料保温板，是由下列组分按重量份数比组成：脲醛树脂59.8份、十二烷基硫酸钠0.6份、磷酸0.2份、草酸0.3份、苯酚0.1份、尿素0.4份、氯化镁0.2份、水38.4份。其中用来制备有酸发泡剂的水的份数为11.2896份、十二烷基硫酸钠的份数为0.294份、苯酚的份数为0.05份、尿素的份数为0.2份。其中用来制备无酸发泡剂的水的份数为11.7504份、十二烷基硫酸钠的份数为0.306份、苯酚的份数为0.05份、尿素的份数为0.2份，用来稀释脲醛树脂的水的份数为15.36份。本制备方法中使用的脲醛树脂溶液必须是甲醛含量符合国家标准的环保型脲醛树脂溶液。
本实施例的生产方法同实施例1。
实施例4：
脲醛泡沫塑料保温板，是由下列组分按重量份数比组成：脲醛树脂66份、十二烷基硫酸钠1份、磷酸0.3份、草酸0.4份、苯酚0.12份、尿素0.5份、氯化镁0.3份、水43份。其中用来制备有酸发泡剂的水的份数为12.642份、十二烷基硫酸钠的份数为0.49份、苯酚的份数为0.06份、尿素的份数为0.25份。其中用来制备无酸发泡剂的水的份数为13.158份、十二烷基硫酸钠的份数为0.51份、苯酚的份数为0.06份、尿素的份数为0.25份，用来稀释脲醛树脂的水的份数为17.2份。所述的脲醛树脂是由下列组分按下述重量份数组成的：尿素35份、甲醛35份、甘油10份、六亚甲基四胺5份、水60份。
本实施例的生产方法同实施例2。
实施例5：
脲醛泡沫塑料保温板，是由下列组分按重量份数比组成：脲醛树脂75份、十二烷基硫酸钠1.5份、磷酸0.5份、草酸0.5份、苯酚0.15份、尿素1份、氯化镁0.5份、水48份。其中用来制备有酸发泡剂的水的份数为14.112份、十二烷基硫酸钠的份数为0.735份、苯酚的份数为0.075份、尿素的份数为0.5份。其中用来制备无酸发泡剂的水的份数为14.688份、十二烷基硫酸钠的份数为0.765份、苯酚的份数为0.075份、尿素的份数为0.5份，用来稀释脲醛树脂的水的份数为19.2份。本制备方法中使用的脲醛树脂溶液必须是甲醛含量符合国家标准的环保型脲醛树脂溶液。
本实施例的生产方法同实施例1。
实施例6：
脲醛泡沫塑料保温板是由下列组分按下述重量份数组成的：脲醛树脂50份、十二烷基硫酸钠0.3份、磷酸0.08份、草酸0.2份、苯酚0.03份、尿素0.1份、氯化镁0.08份、水32份。其中用来制备有酸发泡剂的水的份数为9.408份、十二烷基硫酸钠的份数为0.147份、苯酚的份数为0.015份、尿素的份数为0.05份。其中用来制备无酸发泡剂的水的份数为9.792份、十二烷基硫酸钠的份数为0.153份、苯酚的份数为0.015份、尿素的份数为0.05份，用来稀释脲醛树脂的水的份数为12.8份。所述的脲醛树脂是由下列组分按下述重量份数组成的：尿素15份、甲醛15份、甘油2份、六亚甲基四胺0.5份、水40份。
本实施例的生产方法同实施例2。
实施例7：
脲醛泡沫塑料保温板是由下列组分按下述重量份数组成的：脲醛树脂75份、十二烷基硫酸钠1份、磷酸0.3份、草酸0.4份、苯酚0.12份、尿素0.5份、氯化镁0.3份、水43份。其中用来制备有酸发泡剂的水的份数为12.642份、十二烷基硫酸钠的份数为0.49份、苯酚的份数为0.06份、尿素的份数为0.25份。其中用来制备无酸发泡剂的水的份数为13.158份、十二烷基硫酸钠的份数为0.51份、苯酚的份数为0.06份、尿素的份数为0.25份，用来稀释脲醛树脂的水的份数为17.2份。所述的脲醛树脂是由下列组分按下述重量份数组成的：尿素30份、甲醛24份、甘油8份、六亚甲基四胺3份、水55份。
本实施例的生产方法同实施例2。
Claims (6)
1、脲醛泡沫塑料保温板，其特征在于是由以下组分按下述重量份数比组成的：
脲醛树脂∶十二烷基硫酸钠∶磷酸∶草酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝50～75∶0.1～1.5∶0.05～0.5∶0.1～0.5∶0.01～0.15∶0.05～1∶0.05～0.5∶22～48。
2、根据权利要求1所述的脲醛泡沫塑料保温板，其特征在于是由以下组分按下述重量份数比组成的：
脲醛树脂∶十二烷基硫酸钠∶磷酸∶草酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝55～66∶0.3～1∶0.08～0.3∶0.2～0.4∶0.03～0.12∶0.1～0.5∶0.08～0.3∶32～43。
3、根据权利要求1或2所述的脲醛泡沫塑料保温板，其特征在于所述的脲醛树脂是由以下组分按下述重量份数比组成的：
尿素∶甲醛∶甘油∶六亚甲基四胺∶水＝10～35∶10～35∶0.5～10∶0.1～5∶35～60。
4、根据权利要求3所述的脲醛泡沫塑料保温板，其特征在于所述的尿素与甲醛按重量份数比为5∶4～5。
5、制备权利要求1所述的脲醛泡沫塑料保温板的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)取符合上述重量份数的脲醛树脂，加入所述水的重量的40％，稀释成溶液；
(2)有酸发泡剂的制备：取所述水的重量的29.4％，加温至30℃时同时加入所述十二烷基硫酸钠的重量的49％、苯酚重量的50％、尿素重量的50％、磷酸、草酸和氯化镁，升温至70℃时搅拌1小时，调节PH值为1～2；
(3)无酸发泡剂的制备：取所述水重量的30.6％，加温至30℃时同时加入所述十二烷基硫酸钠重量的51％、苯酚重量的50％和尿素重量的50％，升温至70℃时搅拌1小时；
(4)打泡：将有酸发泡剂和无酸发泡剂混合，高速搅拌2～5分钟，转速1400～2800转/分，加入稀释的脲醛树脂，继续高速搅拌2～5分钟，同时用空气压缩机鼓入空气直到生成的脲醛泡沫连续均匀后使之流入挤压设备内；
(5)挤压成型：挤压设备内压力为50kg/cm2～100kg/cm2，温度为40～60℃，时间为1～2小时，即可一次挤压成型；
(6)干燥：将挤压成型后的泡沫体放入干燥室，干燥室内储存有大量蒸汽，湿度在70～85％，温度在50～70℃，烘干时间为6～10小时；
(7)加工、包装：根据需要用切割工具将泡沫体切割成不同规格。
6、根据权利要求5所述的脲醛泡沫塑料保温板的制备方法，其特征在于所述的脲醛树脂的制备方法包括以下步骤：
所述的脲醛树脂是由以下组分按下述重量份数比组成的：
尿素∶甲醛∶甘油∶六亚甲基四胺∶水＝10～35∶10～35∶0.5～10∶0.1～5∶35～60；
脲醛树脂的制备方法包括以下步骤：
取符合上述重量份数的甲醛、六亚甲基四胺和水充分混合，调节PH值至6.2-6.5时加入尿素，加热到20-30℃时，加入甘油，搅拌均匀，通入热蒸汽一小时，升温至95-98℃时回流，调节PH值为5-5.5，保持温度为95～98℃直到黏度大于0.025-0.63Pa/秒时，立即通入冷水冷却，调节PH值到7.0～7.2。
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