一種耐熱膨脹珍珠巖酚醛樹(shù)脂復(fù)合保溫板及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐熱膨脹珍珠巖酚醛樹(shù)脂復(fù)合保溫板，由下列重量份的原料制成：高鋁棉1.3?1.8、纖維素醚2.5?2.8、酚醛樹(shù)脂閉孔微球1?1.2、多壁碳納米管0.4?0.6、膨脹珍珠巖55?57、酚醛樹(shù)脂40?42、固化劑HMTA4?4.1、鋼纖維2?2.3、正硅酸乙酯10?11、85wt%氨水適量、無(wú)水乙醇適量、去離子水160?180、正己烷適量、納米聚四氟乙烯4?4.5、過(guò)氧化異丙苯0.1?0.2、丙烯酸三氟乙酯3?3.5。本發(fā)明通過(guò)使用高鋁棉、多壁碳納米管，提高了保溫板的耐熱性和抗輻射性；通過(guò)使用纖維素醚、酚醛樹(shù)脂閉孔微球，提高了保溫板的韌性、抗拉強(qiáng)度和保溫性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種耐熱膨脹珍珠巖酚醛樹(shù)脂復(fù)合保溫板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及保溫墻板技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱膨脹珍珠巖酚醛樹(shù)脂復(fù)合保溫板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合保溫材料(Composite Insulat1nMaterials)是由兩種或兩種以上保溫材料復(fù)合均一的新材料，通常指有機(jī)保溫材料與無(wú)機(jī)保溫材料的復(fù)合，復(fù)合后較原有機(jī)或無(wú)機(jī)材料的性能更加優(yōu)異。本文充分利用信陽(yáng)豐富的珍珠巖礦產(chǎn)資源優(yōu)勢(shì)，以膨脹珍珠巖(ExpendedPerlite ,EP)和酸酸樹(shù)脂(Phenol-f ormaldchydeResin，PF)為主要原料，添加適量的固化劑、增韌劑和憎水劑等助劑，在一定條件下熱壓成型，制備成膨脹珍珠巖/酚醛樹(shù)脂復(fù)合保溫材料。論文主要研究?jī)?nèi)容包括:(I)主要原料的配比和壓縮比的優(yōu)化；(2)在酚醛樹(shù)脂用量和壓縮比一定的條件下，采用單因素的實(shí)驗(yàn)方法研究熱壓成型溫度、保壓時(shí)間以及固化劑用量等因素對(duì)復(fù)合保溫材料性能的影響，從而初步確定各影響因素的參數(shù)指標(biāo)；
[3]在單因素實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)法，優(yōu)化試驗(yàn)條件，選擇最佳參數(shù)組合，并探討了熱壓成型溫度、保壓時(shí)間以及固化劑用量等因素間的交互作用，運(yùn)用直觀分析和方差分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行考察。結(jié)果證明，熱壓成型溫度和固化劑用量是影響復(fù)合保溫材料性能的顯著因素；(4)對(duì)材料的物理性能[表觀密度、導(dǎo)熱系數(shù)、吸水率)、力學(xué)性能(抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、彈性模量、抗沖擊性能)以及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試和表征；(5)在正交試驗(yàn)的研究基礎(chǔ)上，添加適當(dāng)?shù)脑鲰g劑和憎水劑，對(duì)復(fù)合保溫材料的韌性和吸水率進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，較優(yōu)的制備條件是:壓縮比，2.0;酚醛樹(shù)脂用量，40%;熱壓成型溫度，240°C;保壓時(shí)間，I.5h;固化劑(HMTA)用量，4%;增韌劑(纖維)摻量，2%;憎水劑(BS1042)摻量，0.6%。較優(yōu)條件下復(fù)合保溫材料的表觀密度為332.4kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.047W/(m.K)，抗折強(qiáng)度為1.436MPa，抗壓強(qiáng)度為1.652MPa，彈性模量為2.496MPa，抗沖擊強(qiáng)度為147.26kJ/m2，吸水率為2.03%。本課題所制備的復(fù)合保溫材料克服了無(wú)機(jī)保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)偏大的不足，彌補(bǔ)了有機(jī)保溫材料防火阻燃性及耐老化性能差等缺點(diǎn)，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[0003]但是膨脹珍珠巖吸水率高，耐水性差導(dǎo)致保溫砂漿在攪拌中體積收縮變形大，產(chǎn)品后期保溫性能降低、與基體粘結(jié)強(qiáng)度低，影響后期墻板的的保溫性能。
[0004]因此需要對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，來(lái)滿足保溫墻板發(fā)展的需要，需要提高保溫板的耐水性、保溫性、耐熱性、阻燃性、耐久性、韌性、回彈性、抗壓性、隔音性、抗彎折、抗老化、抗福射、防潮等性能O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種耐熱膨脹珍珠巖酚醛樹(shù)脂復(fù)合保溫板及其制備方法。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種耐熱膨脹珍珠巖酚醛樹(shù)脂復(fù)合保溫板，由下列重量份的原料制成:高鋁棉1.3-1.8、纖維素醚2.5-2.8、酚醛樹(shù)脂閉孔微球1-1.2、多壁碳納米管0.4-0.6、膨脹珍珠巖55-57、酚醛樹(shù)脂40-42、固化劑HMTA4-4.1、鋼纖維2_2.3、正硅酸乙酯10_11、85?七%氨水適量、無(wú)水乙醇適量、去離子水160-180、正己烷適量、納米聚四氟乙烯4-4.5、過(guò)氧化異丙苯0.Ι-Ο.2、丙烯酸三氟乙酯 3-3.5。
[0007]所述耐熱膨脹珍珠巖酚醛樹(shù)脂復(fù)合保溫板的制備方法，包括以下步驟:
(1)將膨脹珍珠巖與55-60重量份的無(wú)水乙醇、去離子水混合，加入纖維素醚，在水浴中攪拌加熱至44-47 °C，加入85wt%氨水調(diào)節(jié)pH為8-9，繼續(xù)攪拌10-12min后滴加正娃酸乙酯，滴加完畢后恒溫44-47°C攪拌反應(yīng)4-4.3h，反應(yīng)停止后冷卻至室溫得到混合物料；
(2)將第(I)步得到的混合物料加入2-2.5倍體積的乙醇攪拌均勻，陳化48h，過(guò)濾得到濾料，再將濾料浸泡在2-2.5倍體積的正己烷中，過(guò)濾，將濾料在45-46 V下恒溫干燥，得到改性膨脹珍珠巖；
(3)將納米聚四氟乙烯、丙烯酸三氟乙酯、多壁碳納米管與20-25重量份的無(wú)水乙醇混合，加熱至60-70°C，再加入過(guò)氧化異丙苯，攪拌反應(yīng)30-40分鐘，得到膠液，將改性膨脹珍珠巖邊攪拌翻騰，邊噴灑再所述膠液，噴灑完畢后繼續(xù)攪拌翻騰直至干燥，得到粉末；
(4)將第(3)步得到的粉末與其他剩余成分混合均勻，在真空環(huán)境中擠壓成型，再加熱至240-2450C，壓縮比為I.8-2.0，壓制I.5-1.6h，即得。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明使用正硅酸乙酯對(duì)膨脹珍珠巖進(jìn)行改性，使得膨脹珍珠巖孔隙內(nèi)部具有納米級(jí)的孔隙，提高了保溫效果，而且在膨脹珍珠巖的表面形成了粗糙的帶有活性羥基的薄膜，提高了膨脹珍珠巖與酚醛樹(shù)脂的相容性和結(jié)合力，提高了保溫板的強(qiáng)度;通過(guò)使用納米聚四氟乙烯、丙烯酸三氟乙酯對(duì)珍珠巖表面進(jìn)行包覆，防止珍珠巖吸水導(dǎo)致納米孔隙被破壞，保溫性能下降，延長(zhǎng)了使用壽命;通過(guò)使用高鋁棉、多壁碳納米管，提高了保溫板的耐熱性和抗輻射性;通過(guò)使用纖維素醚、酚醛樹(shù)脂閉孔微球，提高了保溫板的韌性、抗拉強(qiáng)度和保溫性。
【具體實(shí)施方式】
[0009]—種耐熱膨脹珍珠巖酚醛樹(shù)脂復(fù)合保溫板，由下列重量份(公斤)的原料制成:高鋁棉1.3、纖維素醚2.5、酚醛樹(shù)脂閉孔微球1、多壁碳納米管0.4、膨脹珍珠巖55、酚醛樹(shù)脂40、固化劑HMTA4、鋼纖維2、正硅酸乙酯10、85?丨%氨水適量、無(wú)水乙醇適量、去離子水160、正己烷適量、納米聚四氟乙烯4、過(guò)氧化異丙苯0.1、丙烯酸三氟乙酯3。
[0010]所述耐熱膨脹珍珠巖酚醛樹(shù)脂復(fù)合保溫板的制備方法，包括以下步驟:
(1)將膨脹珍珠巖與55重量份的無(wú)水乙醇、去離子水混合，加入纖維素醚，在水浴中攪拌加熱至44°C，加入85wt%氨水調(diào)節(jié)pH為8，繼續(xù)攪拌1min后滴加正娃酸乙酯，滴加完畢后恒溫44 °C攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)停止后冷卻至室溫得到混合物料；
(2)將第(I)步得到的混合物料加入2倍體積的乙醇攪拌均勻，陳化48h，過(guò)濾得到濾料，再將濾料浸泡在2倍體積的正己烷中，過(guò)濾，將濾料在45°C下恒溫干燥，得到改性膨脹珍珠
LU
石；
(3)將納米聚四氟乙烯、丙烯酸三氟乙酯、多壁碳納米管與20重量份的無(wú)水乙醇混合，加熱至60°C，再加入過(guò)氧化異丙苯，攪拌反應(yīng)30分鐘，得到膠液，將改性膨脹珍珠巖邊攪拌翻騰，邊噴灑再所述膠液，噴灑完畢后繼續(xù)攪拌翻騰直至干燥，得到粉末； (4)將第(3)步得到的粉末與其他剩余成分混合均勻，在真空環(huán)境中擠壓成型，再加熱至240 °C，壓縮比為1.8，壓制1.5h，即得。
[0011 ]該實(shí)施例的保溫板的表觀密度為319.1 kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.029ff/(m-K)，抗折強(qiáng)度為I.57MPa，抗壓強(qiáng)度為I.675MPa，彈性模量為2.95MPa，抗沖擊強(qiáng)度為171.2kJ/m2，吸水率為1.12%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐熱膨脹珍珠巖酚醛樹(shù)脂復(fù)合保溫板，其特征在于:由下列重量份的原料制成:高鋁棉1.3-1.8、纖維素醚2.5-2.8、酚醛樹(shù)脂閉孔微球1-1.2、多壁碳納米管0.4-0.6、膨脹珍珠巖55-57、酚醛樹(shù)脂40-42、固化劑HMTA4-4.1、鋼纖維2-2.3、正硅酸乙酯10-11,85wt%M水適量、無(wú)水乙醇適量、去離子水160-180、正己烷適量、納米聚四氟乙烯4-4.5、過(guò)氧化異丙苯0.1-0.2、丙烯酸三氟乙酯3-3.5。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐熱膨脹珍珠巖酚醛樹(shù)脂復(fù)合保溫板的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將膨脹珍珠巖與55-60重量份的無(wú)水乙醇、去離子水混合，加入纖維素醚，在水浴中攪拌加熱至44-47 °C，加入85wt%氨水調(diào)節(jié)pH為8-9，繼續(xù)攪拌10-12min后滴加正娃酸乙酯，滴加完畢后恒溫44-47°C攪拌反應(yīng)4-4.3h，反應(yīng)停止后冷卻至室溫得到混合物料； (2)將第(I)步得到的混合物料加入2-2.5倍體積的乙醇攪拌均勻，陳化48h，過(guò)濾得到濾料，再將濾料浸泡在2-2.5倍體積的正己烷中，過(guò)濾，將濾料在45-46 V下恒溫干燥，得到改性膨脹珍珠巖； (3)將納米聚四氟乙烯、丙烯酸三氟乙酯、多壁碳納米管與20-25重量份的無(wú)水乙醇混合，加熱至60-70°C，再加入過(guò)氧化異丙苯，攪拌反應(yīng)30-40分鐘，得到膠液，將改性膨脹珍珠巖邊攪拌翻騰，邊噴灑再所述膠液，噴灑完畢后繼續(xù)攪拌翻騰直至干燥，得到粉末； (4)將第(3)步得到的粉末與其他剩余成分混合均勻，在真空環(huán)境中擠壓成型，再加熱至240-2450C，壓縮比為I.8-2.0，壓制I.5-1.6h，即得。
【文檔編號(hào)】C04B24/04GK105967555SQ201610178166
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】董良清
【申請(qǐng)人】當(dāng)涂縣科輝商貿(mào)有限公司