一種有機(jī)/無機(jī)復(fù)合保溫材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于隔熱保溫材料及其制備領(lǐng)域，公開了一種以酚醛樹脂和膨脹珍珠巖為主要原料的復(fù)合保溫材料及其制備方法，將酚醛樹脂、膨脹珍珠巖及阻燃劑混合均勻，裝模，通過一定溫度和時(shí)間固化成型。酚醛樹脂選用熱固性酚醛樹脂，用量為20 wt%?70wt%；膨脹珍珠巖選用堆積密度為90?120 kg/m3的珍珠巖，用量為30 wt%?80 wt%；半干壓成型，成型溫度100℃，成型時(shí)間2h。樣品表觀密度為200?360 Kg/m3、抗壓強(qiáng)度0.8?1.2 MPa、抗折強(qiáng)度0.4?0.7MPa、燃燒性能B1級，材料綜合性能介于現(xiàn)有有機(jī)、無機(jī)保溫材料之間。本發(fā)明的復(fù)合保溫材料兼有有機(jī)保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)低和無機(jī)保溫材料的強(qiáng)度高、難燃燒之優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種有機(jī)/無機(jī)復(fù)合保溫材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及隔熱保溫材料及其制備領(lǐng)域，涉及一種以酚醛樹脂和珍珠巖為主要原料，添加阻燃成分的復(fù)合保溫材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國建筑大多為高能耗建筑，單位面積能耗比發(fā)達(dá)國家高2-5倍。因此保溫材料逐漸成為解決我國高能耗問題的有效途徑。但是隨著近幾年，我國由保溫材料引發(fā)的火災(zāi)事件，使得保溫材料的防火問題開始受到人們關(guān)注。
[0003]目前，我國常用的墻體保溫材料分為有機(jī)保溫材料、無機(jī)保溫材料、復(fù)合保溫材料3大類。有機(jī)保溫材料表觀密度小、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸水率低，但防火效果差;無機(jī)保溫材料防火、阻燃性好、無毒無污染，但導(dǎo)熱系數(shù)差;復(fù)合保溫材料就是將有機(jī)材料和無機(jī)材料的優(yōu)勢結(jié)合起來，制成既能防火又能保溫的材料。
[0004]酚醛樹脂導(dǎo)熱系數(shù)低，人們公認(rèn)其節(jié)能保溫性能居于所有保溫材料之首，被稱為“保溫之王”。它具有優(yōu)良的阻燃性能，耐高溫、耐燒蝕，燃燒時(shí)只是表面炭化，無名火無低落物，發(fā)煙量小，毒性小。隨著人們對保溫材料防火等級的提高，其在建筑上的應(yīng)用也得到高度重視。膨脹珍珠巖具有多孔結(jié)構(gòu)，具有質(zhì)輕、絕熱、吸音、無毒、不燃、無臭味、價(jià)廉和來源廣泛等特點(diǎn)，是一種良好的保溫材料。但在實(shí)際應(yīng)用中，它們通常不單獨(dú)使用，而是通過無機(jī)膠凝材料的粘結(jié)作用，制成具有一定形狀的硬質(zhì)塊狀制品或保溫砂漿。但是由于無機(jī)凝膠材料的高導(dǎo)熱性，使得最終膨脹珍珠巖制品的保溫性能急劇下降。此外，制品的高吸水性，也是此類材料必須解決的問題，盡管有時(shí)對珍珠巖采取憎水劑或?；幚?，但在與膠凝材料混合過程中，不可避免地使泡體破損，使憎水處理失效，保溫性能進(jìn)一步降低。
[0005]因此，研究開發(fā)既有有機(jī)保溫材料的低導(dǎo)熱系數(shù)，又有無機(jī)保溫材料防火阻燃性能的復(fù)合保溫材料是目前保溫隔熱材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種以酚醛樹脂和珍珠巖為主要原料，添加適量的憎水、固化、阻燃和偶聯(lián)劑等助劑，采用半干型成型方法，制備一種酚醛樹月旨/珍珠巖復(fù)合保溫材料。本發(fā)明的復(fù)合保溫材料兼有有機(jī)保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)低和無機(jī)保溫材料的強(qiáng)度高、難燃燒之優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0008]—種以酚醛樹脂和珍珠巖為主要原料的復(fù)合保溫材料，復(fù)合保溫材料以酚醛樹脂和膨脹珍珠巖為主要原料，樹脂為20-70 wt% ,膨脹珍珠巖為30-80 ，固化劑為5-10wt%，阻燃劑為5-10 wt%0
[0009]其中所屬的酚醛樹脂為熱固性酚醛樹脂，所述的珍珠巖為珍珠巖是粒徑為3-5目的球形閉孔膨脹珍珠巖散料，助劑為憎水劑、固化劑、阻燃劑和硅烷偶聯(lián)劑。
[0010]所用助劑中的憎水劑為有機(jī)硅、脂肪酸鹽、石蠟中的一種或一種以上的混合物；固化劑為磷酸和苯磺酸;阻燃劑為APP和紅磷;硅烷偶聯(lián)劑為KH550。
[0011]其具體制備方法步驟如下:
(1)將酚醛樹脂用乙醇稀釋，選擇珍珠巖是粒徑為3-5目的球形閉孔膨脹珍珠巖散料；
(2)按質(zhì)量分?jǐn)?shù)熱固性酚醛樹脂20-70%，膨脹珍珠巖30-80%，固化劑5-10wt%，阻燃劑5-10 wt%配備原料；
(3)將步驟(2)中的原料充分混合均勻，裝入鋼制模具；
(4)將壓實(shí)后材料放入干燥箱，在100°C溫度下固化3h，即得到以酚醛樹脂和珍珠巖為主要原料的復(fù)合保溫板。
[0012]與現(xiàn)有保溫材料制備技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)和效果:
(1)與現(xiàn)有有機(jī)保溫材料相比，本發(fā)明添加了阻燃成分，克服了有機(jī)保溫材料的強(qiáng)度低、耐老化性差、使用壽命短、防火效果差的缺點(diǎn)，保留了有機(jī)保溫材料的質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)低的優(yōu)點(diǎn)；
(2)與現(xiàn)有無機(jī)保溫材料相比，本發(fā)明克服了無機(jī)保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)大、保溫效果差的缺點(diǎn)，保留了無機(jī)保溫材料的防火阻燃、變形系數(shù)小、抗老化、性能穩(wěn)定、使用壽命長的優(yōu)占.V ，
(3)本發(fā)明無毒無污染，制備方法簡單；
(4)按本發(fā)明所述方法制備的酚醛樹脂/珍珠巖復(fù)合保溫材料樣品表觀密度為200-360Kg/m3、抗壓強(qiáng)度0.8-1.2 MPa、抗折強(qiáng)度0.4-0.7MPa、燃燒性能BI級，材料綜合性能介于現(xiàn)有有機(jī)、無機(jī)保溫材料之間；
(5)本發(fā)明樣品保溫隔熱、耐火性能良好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。根據(jù)使用性能要求，樣品的性能指標(biāo)可通過調(diào)整配料比例、壓縮比等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，即樣品性能指標(biāo)可調(diào)且易控。
【附圖說明】
[0013]圖1表示本發(fā)明的制備方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明中所使用的熱固性酚醛樹脂。例如型號為PF-5323，粘度(25 °C )為16000-19000cp，固含量為77%-83%，出自山東圣泉化工股份有限公司。
[0015]本發(fā)明中所使用的膨脹珍珠巖。本實(shí)驗(yàn)選用粒徑為3-5目，出自信陽中森珍珠巖有限公司。
[0016]本發(fā)明中還可以含有其他的輔料成分，例如聚磷酸銨為工業(yè)級，含量多99%，粒度為1000目，出自山東金泉化工有限公司；紅磷出自鄭州騰飛化工有限公司；KH550出自濟(jì)南硅豐新材料有限公司。
[0017]下面通過具體實(shí)施例對本專利作進(jìn)一步說明。
[0018]實(shí)施例1
(1)將熱固性酚醛樹脂外摻入30%乙醇稀釋;選擇堆積密度90?120kg/m3的球形閉孔膨脹珍珠巖;選擇有機(jī)硅憎水劑，苯磺酸和磷酸為固化劑，紅磷和聚磷酸銨為阻燃劑，KH550偶聯(lián)劑；
(2)按質(zhì)量分?jǐn)?shù)樹脂50%、膨脹珍珠巖50 %、助劑占酚醛樹脂58%(其中苯磺酸1%、磷酸5%、KH550 2%、阻燃劑50%)配備原料；
(3)將各種助劑與酚醛樹脂混合均勻后，再將膨脹珍珠巖加入到上述混合液中，充分?jǐn)嚢杈鶆颍b入鋼制模具；
(4)將壓實(shí)后材料放入干燥箱，在100°C溫度下固化3h，即得到以酚醛樹脂和珍珠巖為主要原料的復(fù)合保溫板；
(5)所得酚醛樹脂/珍珠巖復(fù)合保溫材料樣品表觀密度為320Kg/m3、體積吸水率為28.24%、抗壓強(qiáng)度1.1 MPa、抗折強(qiáng)度0.65MPa，阻燃等級為BI級。
[0019]實(shí)施例2
(1)將熱固性酚醛樹脂外摻入30%乙醇稀釋;選擇選擇堆積密度90?120kg/m3的球形閉孔膨脹珍珠巖；選擇有機(jī)硅憎水劑，苯磺酸和磷酸為固化劑，紅磷和聚磷酸銨為阻燃劑，KH550；
(2)按質(zhì)量分?jǐn)?shù)酚醛樹脂樹脂50%、膨脹珍珠巖50 %、助劑占酚醛樹脂62%(其中苯磺酸4%、磷酸4%、KH550 4%、阻燃劑50%)配備原料；
(3)將各種助劑與酚醛樹脂混合均勻后，再將膨脹珍珠巖加入到上述混合液中，充分?jǐn)嚢杈鶆颍b入鋼制模具；
(4)將壓實(shí)后材料放入干燥箱，在100°C溫度下固化3h，即得到以酚醛樹脂和珍珠巖為主要原料的復(fù)合保溫板；
(5)所得酚醛樹脂/珍珠巖復(fù)合保溫材料樣品表觀密度為360Kg/m3、體積吸水率為25.44%、抗壓強(qiáng)度1.2MPa、抗折強(qiáng)度0.7MPa，阻燃等級為BI級。
[0020]實(shí)施例3
(1)將熱固性酚醛樹脂外摻入30%乙醇稀釋;選擇選擇堆積密度90-120kg/m3的球形閉孔膨脹珍珠巖；選擇有機(jī)硅憎水劑，苯磺酸和磷酸為固化劑，紅磷和聚磷酸銨為阻燃劑，KH550；
(2)按質(zhì)量分?jǐn)?shù)酚醛樹脂樹脂45%、膨脹珍珠巖55 %、助劑占酚醛樹脂39%(其中苯磺酸2%、磷酸5%、KH550 2%、阻燃劑30%)配備原料；
(3)將各種助劑與酚醛樹脂混合均勻后，再將膨脹珍珠巖加入到上述混合液中，充分?jǐn)嚢杈鶆?，裝入鋼制模具；
(4)將壓實(shí)后材料放入干燥箱，在100°C溫度下固化3h，即得到以酚醛樹脂和珍珠巖為主要原料的復(fù)合保溫板；
(5)所得酚醛樹脂/珍珠巖復(fù)合保溫材料樣品表觀密度為380Kg/m3、體積吸水率為25.85%、抗壓強(qiáng)度1.0MPa、抗折強(qiáng)度0.5MPa，阻燃等級為BI級。
[0021 ] 實(shí)施例4
(1)將熱固性酚醛樹脂外摻入30%乙醇稀釋;選擇堆積密度90-120kg/m3的球形閉孔膨脹珍珠巖;選擇有機(jī)硅憎水劑，苯磺酸和磷酸為固化劑，紅磷和聚磷酸銨為阻燃劑，KH550;
(2)按質(zhì)量分?jǐn)?shù)酚醛樹脂樹脂45%、膨脹珍珠巖55 %、助劑占酚醛樹脂54%(其中苯磺酸2%、磷酸5%、KH550 2%、阻燃劑45%)配備原料；
(3)將各種助劑與酚醛樹脂混合均勻后，再將膨脹珍珠巖加入到上述混合液中，充分?jǐn)嚢杈鶆?，裝入鋼制模具；
(4)將壓實(shí)后材料放入干燥箱，在100°C溫度下固化3h，即得到以酚醛樹脂和珍珠巖為主要原料的復(fù)合保溫板；
(5)所得酚醛樹脂/珍珠巖復(fù)合保溫材料樣品表觀密度為350Kg/m3、體積吸水率為21.87%、抗壓強(qiáng)度1.0MPa、抗折強(qiáng)度0.65MPa，阻燃等級為BI級。
[0022]以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在所述領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替代和改進(jìn)等，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種以酚醛樹脂和珍珠巖為主要原料的復(fù)合保溫材料，其特征在于:復(fù)合保溫材料是以酚醛樹脂和膨脹珍珠巖為主要原料，酚醛樹脂為20 wt%-70 wt%,膨脹珍珠巖為30wt%-80 wt%，固化劑為5 wt%-10 wt%，阻燃劑為5 wt%-10 wt%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以酚醛樹脂和珍珠巖為主要原料的復(fù)合保溫材料，其特征在于:所述的酚醛樹脂為熱固性酚醛樹脂;珍珠巖是粒徑為3-5目的球形閉孔膨脹珍珠巖散料;助劑為憎水劑、固化劑、阻燃劑和硅烷偶聯(lián)劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種以酚醛樹脂和珍珠巖為主要原料的復(fù)合保溫材料，其特征在于:所用助劑中的憎水劑為有機(jī)硅、脂肪酸鹽、石蠟中的一種或一種以上的混合物；固化劑為磷酸和苯磺酸;阻燃劑為APP和紅磷;硅烷偶聯(lián)劑為KH550。4.如權(quán)利要求1所述的以酚醛樹脂和珍珠巖為主要原料的復(fù)合保溫材料，其其制備方法步驟如下: (1)將酚醛樹脂用乙醇稀釋，選擇珍珠巖是粒徑為3-5目的球形閉孔膨脹珍珠巖散料； (2)按質(zhì)量分?jǐn)?shù)熱固性酚醛樹脂20wt%-70%，膨脹珍珠巖30 wt%-80%，固化劑5wt%-10 Wt%，阻燃劑5-10 Wt%配備原料； (3)將步驟(2)中的原料充分混合均勻，裝入鋼制模具； (4)將壓實(shí)后材料放入干燥箱，在100°C溫度下固化3h，即得到以酚醛樹脂和珍珠巖為主要原料的復(fù)合保溫板。
【文檔編號】C08L61/06GK106084632SQ201610420634
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月16日 公開號201610420634.1, CN 106084632 A, CN 106084632A, CN 201610420634, CN-A-106084632, CN106084632 A, CN106084632A, CN201610420634, CN201610420634.1
【發(fā)明人】陳延昌, 王 琦, 宋鵬, 穆振奎, 王利新
【申請人】濟(jì)南大學(xué)