專利名稱：：鋼網(wǎng)/苯酚-尿素-甲醛泡沫保溫裝飾板連續(xù)化制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及到泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)連續(xù)成型工藝
技術(shù)領(lǐng)域：
，更具體地說是關(guān)于鋼網(wǎng)/苯酚-尿素-甲醛泡沫保溫裝飾板連續(xù)化制造的生產(chǎn)技術(shù)。本發(fā)明的鋼網(wǎng)/苯酚_尿素_甲醛泡沫保溫裝飾板是以苯酚_尿素_甲醛泡沫塑料為芯材，以鋁、鋼板或玻璃鋼薄板為外裝飾面板，泡沫中間用鋼網(wǎng)增強的夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合板。其特征是(1)連續(xù)化生產(chǎn)；(2)常溫或稍高溫度下(2060°C)發(fā)泡成型；(3)固化周期短，效率高；(4)由于芯層鋼網(wǎng)的存在，就可用脹栓將裝飾板四角錨固在基層墻體上，如采用粘錨結(jié)合，就更牢固，施工安裝十分方便；(5)用作外墻外保溫，一次施工即可完成外墻保溫與裝飾，省工省時；(6)泡沫中間不加鋼網(wǎng)，即可用作暖通專用管板，制造中央空調(diào)通風(fēng)管道，一機兩用。1、酚醛泡沫材料具有獨特的阻火和尺寸穩(wěn)定性，在焊槍火焰下不燃燒、不變形、無滴落物，只是表面碳化。因其耐熱性好(長期在15(TC下使用)，阻燃性能優(yōu)良(達到GB8624難燃B1級)，少煙和無毒而引起人們的關(guān)注。它在建筑、保溫、運輸、機械、石油和化工及輕工領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，是新一代保溫、防火和吸音(阻尼)材料，被稱作"綠色建筑保溫材料"，但色澤深(棕黃色)，脆性大。苯酚-尿素-甲醛泡沫材料，除具備上述酚醛泡沫的優(yōu)點外，色澤較淺(淡黃色)，脆性得到改善。由于合成中尿素的引入，原料成本得到降低，添加的少量尿素能捕捉樹脂固化產(chǎn)生的甲醛，使得生產(chǎn)環(huán)境得到改善，操作間基本無味。2這種鋼網(wǎng)/苯酚_尿素_甲醛泡沫保溫裝飾板的制造方法的產(chǎn)業(yè)化，能填補泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)連續(xù)成型工藝
技術(shù)領(lǐng)域：
的空白。
背景技術(shù)：
：上世紀80年代初世界趨于和平，經(jīng)濟繁榮，交通發(fā)達，建筑趨于高層化和豪華化。但火災(zāi)事故發(fā)生頻繁，80%85%人員致死和致傷是由于著火現(xiàn)場的濃煙和毒氣所致，從而各國政府在建筑、運輸?shù)阮I(lǐng)域?qū)Σ牧咸岢鰢栏竦淖枞肌⒌突鹧婊虻桶l(fā)煙、低毒等要求。目前，建筑外墻保溫所用材料主要為聚苯乙烯、聚氨酯、發(fā)泡橡膠等有機材料以及巖棉、玻璃棉和保溫砂漿等無機材料。上述有機材料都有耐熱差、耐老化性能差、易燃燒和燃燒時釋放大量熱量、產(chǎn)生大量有毒煙氣、加速大火蔓延的缺點，無機纖維保溫材料又有粉塵和細小纖維污染空氣，而且易滋生細菌，已成為危害人們生活安全的隱患；保溫砂漿絕熱效果差，很難滿足節(jié)能要求。所以急需找到一種既能滿足絕熱要求又無安全隱患的新型外墻外保溫材料。迄今，關(guān)于鋼網(wǎng)/苯酚_尿素_甲醛泡沫保溫裝飾板的連續(xù)化制造方法，未見報道。相關(guān)專利技術(shù)涉及的是酚醛泡沫復(fù)合板連續(xù)生產(chǎn)方法，具有代表性的是英國G.C馬克斯(Marks)等和中國孫維鈞、劉威等的發(fā)明專利技術(shù)。英國BP化學(xué)公司G.C馬克斯(Marks)等1988年改進美國專利(USP4018725)而獲得的一種方法(USP4648992)，這項發(fā)明涉及的是一種以鋁箔或玻璃氈為面板的酚醛泡沫復(fù)合板連續(xù)生產(chǎn)方法。這種方法采用一系列加壓滾筒對成型過程面板施加一定的壓力，要求成型溫度為9012(TC，成型周期至少10分鐘，。其缺點是耗能。效率低，并且添加了一系列附加設(shè)備，給復(fù)合板生產(chǎn)帶來極大不便。中國孫維鈞、劉威等2003年1月20日提出的名稱為《酚醛泡沫復(fù)合板連續(xù)化制造方法》的專利申請(申請?zhí)?3111734.l，已通過實審，未交費，被取消)克服了美國技術(shù)中需要在高溫下完成發(fā)泡、固化成型和施加一定壓力完成復(fù)合過程的缺陷，節(jié)約了能耗，也省略了加壓、加溫的復(fù)合設(shè)備，減少了設(shè)備投資，簡化了生產(chǎn)工藝，降低了酚醛泡沫復(fù)合板材的生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。這項發(fā)明涉及的是以在常溫下連續(xù)發(fā)泡成型的高鄰位酚醛樹脂為基料，添加固化劑、發(fā)泡劑、緩沖劑、表面活性劑、改性劑和粘度調(diào)節(jié)劑等材料，澆鑄料在常溫下(204(TC)直接連續(xù)、均勻地澆注于輸送機上的面板上，在低壓下(接觸壓力lOOKPa)直接發(fā)泡、固化制成酚醛泡沫復(fù)合板。使用該項技術(shù)生產(chǎn)的鋁箔酚醛泡沫板，投放市場就得到了各種媒體的支持，其中《中國建材報》2003年9月9日以題為《中國第一線》頭版專訪報道。用其制作的通風(fēng)管道已在奧運工程如水利方、北京地鐵10號線等工程的中央空調(diào)系統(tǒng)使用，取得了較好的社會效益，相關(guān)企業(yè)獲得了可觀的經(jīng)濟效益。上述酚醛復(fù)合板，如用于外墻外保溫必須用豎墻龍骨固定，才能滿足《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50300)的要求，施工安裝繁瑣，周期長，費用大；又由于泡沫保溫層中沒有抗裂增強材料，保溫層與飾面層存在溫差和干縮變形，導(dǎo)致上述材料在使用過程中，保溫層容易產(chǎn)生裂縫。由此帶來的問題是這一類具有獨特阻火性的安全產(chǎn)品不能在建筑外墻外保溫大量使用。
發(fā)明內(nèi)容采用鋼網(wǎng)/苯酚-尿素-甲醛泡沫保溫裝飾板作外墻外保溫材料，可同時滿足絕熱和防火的要求，其作為封閉與控制火勢的材料用于公共建筑，就不必擔(dān)心大火蔓延燃燒，從根本上杜絕有機易燃材料，無機材料的粉塵和細小纖維污染給人們帶來的危害。由于該產(chǎn)品芯層夾有鋼網(wǎng)，采用先粘合，后用脹栓將裝飾板四角錨固在基層墻體上，牢固，方便，快捷，一次施工即可完成外墻保溫與裝飾，施工安裝費用低、效率高；同時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的增強鋼網(wǎng)，能防止材料在使用過程中產(chǎn)生裂縫。本發(fā)明的主要目的是提供一項連續(xù)化澆鑄鋼網(wǎng)/苯酚_尿素_甲醛泡沫保溫裝飾板制造方法。本發(fā)明的第二個目的是要保證泡沫芯層中的增強鋼網(wǎng)平整，上下面層平整，鋼網(wǎng)與上下面層的間距始終保持一致。本發(fā)明的第三個目的是成型溫度低于6(TC、接觸壓力低于100KPa下，完成連續(xù)化發(fā)泡和復(fù)合工藝。本發(fā)明的第四個目的是改善泡沫生產(chǎn)環(huán)境。為達到上述目的，采取如下措施(技術(shù)創(chuàng)新點)(1)通過泡沫澆注料配方優(yōu)化設(shè)計，使發(fā)泡工藝和復(fù)合工藝與生產(chǎn)設(shè)備相適應(yīng)。(2)通過固化劑的選擇，控制發(fā)泡速度和固化速度。(3)通過表面活性劑的選擇，改善泡沫的隔熱性能及其他物理力學(xué)性能。(4)通過添加填料，提高制品的抗壓強度和阻燃性。(5)通過添加助劑，能使泡孔均勻有彈性。(6)通過鋼網(wǎng)展平定位裝置以及張力裝置，保證連續(xù)生產(chǎn)過程中鋼網(wǎng)平整，上下面層平整，鋼網(wǎng)與上下面層的間距始終保持一致。(7)通過使用苯酚-尿素-甲醛發(fā)泡樹脂制作泡沫芯材，與酚醛泡沫芯材相比成本降低；生產(chǎn)過程無明顯甲醛味道，安全環(huán)保；顏色淺，色澤美觀；同時，韌性有所提高。(8)優(yōu)化發(fā)泡工藝和復(fù)合工藝，使之即能滿足連續(xù)化生產(chǎn)，同時又有利于節(jié)省能源，提高生產(chǎn)效率。關(guān)于泡沫澆鑄料配方優(yōu)化設(shè)計首先是樹脂的選擇，我們新研制了苯酚_尿素_甲醛樹脂來替代現(xiàn)在廣為使用的低壓連續(xù)澆鑄酚醛樹脂。它的具體指標(biāo)為(1)黏度:0.30.6Pa.s(2)固含量80±2%(3)膠化時間:90120秒(150°C)(4)游離酚<8%(5)氣味熱或酸固化，無明顯甲醛氣味(6)發(fā)泡成型溫度1060°C(7)發(fā)泡起止時間3060秒起至180240秒止(25°C，15%固化劑)(8)固化時間58分鐘(25°C，15%固化劑)。其次是泡沫澆鑄料配方的優(yōu)化設(shè)計，具體內(nèi)容如下以樹脂為100重量份；固化劑612份，最好為710份；表面活性劑28份，最好為46份；發(fā)泡劑310份，最好為46份；填料15份，最好為23份。關(guān)于固化劑我們研制的是一種有機酸和無機酸水溶液的混合物復(fù)合固化劑，可以選擇的有機酸有草酸、苯磺酸、對甲苯磺酸等；可以選擇的無機酸有硫酸、鹽酸、磷酸、氯化銨等。所用的固化劑最好為磷酸與對甲苯磺酸水溶液的混合物，磷酸含量為85%，對甲苯磺酸水溶液通過加熱溶解制取，對甲苯磺酸與水較合適的配比為4/l，磷酸與對甲苯磺酸水溶液較合適的配比為3/2。固化劑較合適的用量是樹脂的710%，而且兩者均為無色，對固化產(chǎn)物顏色無影響。關(guān)于表面活性劑效果好的是非離子型表面活性劑，我們選擇聚硅氧烷聚氧乙烯_聚氧丙烯嵌段共聚物為表面活性劑，它既具有良好的泡沫穩(wěn)定性，又有較強的乳化作用，與樹脂較合適的配比為46%。關(guān)于填料我們選擇的是粒徑為1020iim純白或灰白空心玻璃微珠，空心微珠的加入，能提高泡沫的抗壓強度，降低脆性，提高阻燃性，需要時可加入15%。關(guān)于發(fā)泡劑所用的發(fā)泡劑可以使用141b，141b是環(huán)保型氟代烴。關(guān)于助劑所用的助劑為聚乙二醇400和乙二醇的混合物，體積比為1:l，用量是樹脂重量的110%，最好是24%，它們能調(diào)節(jié)發(fā)泡體黏度，起增塑作用，能使泡孔均勻有彈性。關(guān)于鋼網(wǎng)展平定位裝置以及張力裝置，本方法與前述《酚醛泡沫復(fù)合板連續(xù)化制造方法》不同的是在酚醛泡沫復(fù)合板連續(xù)化生產(chǎn)線機頭上，增加了鋼網(wǎng)展平定位裝置以及張力裝置。所用的鋼網(wǎng)展平定位裝置是由鋼絲網(wǎng)展平機和張力牽引定位器兩部分組成，定位器為一夾具，固定鋼絲網(wǎng)與上下面板所要求的間距。它的作用是保證連續(xù)生產(chǎn)過程中鋼網(wǎng)平整，上下面層平整，鋼網(wǎng)與上下面層的間距始終保持一致。生產(chǎn)前，升起上層壓機，將夾具置于層壓機前端，先壓住下面層，而后夾住鋼絲網(wǎng)，再將上面層固定在夾具上表面，然后將上層壓機放下復(fù)位，就可以開始生產(chǎn)。關(guān)于苯酚-尿素-甲醛發(fā)泡樹脂它是熱固性苯酚-甲醛的縮合物、熱固性尿素_甲醛的縮合物、羥甲基酚_羥甲基脲的縮合物以及少量游離酚和甲醛捕捉劑組成的混合物，甲醛捕捉劑為尿素，加入量為樹脂重量的O.20.5%。與高鄰位酚醛樹脂相比成本低；發(fā)泡和固化過程無明顯甲醛味道，安全環(huán)保；顏色淺，色澤美觀；同時，韌性有所提高。關(guān)于優(yōu)化發(fā)泡工藝和復(fù)合工藝(1)各組分進入高速混合頭前，預(yù)先分成A、B兩組分(A、B料)。A組分苯酚_尿素_甲醛樹脂、表面活性齊U、發(fā)泡齊U、助劑和填料。B組分固化劑。A料的配制于lOOO立升搪玻璃反應(yīng)釜中，按比例先加入苯酚-尿素-甲醛樹脂、助劑和填料，釜夾套通水冷卻，攪拌15分，料溫控制在25t:以下；在攪拌的狀態(tài)下，按比例緩慢依次加入表面活性劑和發(fā)泡劑，加料完畢繼續(xù)攪拌15分，料溫控制在25t:以下即可，備用。生產(chǎn)時，用齒輪泵將A料輸送到反應(yīng)反應(yīng)灌注機的A料罐，于2025t:恒溫處理。B料的配制先配制對甲苯磺酸的水溶液，于1000立升搪玻璃反應(yīng)釜中按比例加入水，升溫至7(TC，按比例加入對甲苯磺酸，待完全溶解后，按比例加入磷酸，攪拌30分，降溫至40°C以下放料至B料桶，備用。磷酸含量為85%，對甲苯磺酸水溶液通過加熱溶解制取，對甲苯磺酸與水較合適的配比為4/1，磷酸與對甲苯磺酸水溶液較合適的配比為3/2。固化劑較合適的用量是樹脂重量的710%。生產(chǎn)時將B料將A料加入到反應(yīng)反應(yīng)灌注機B料罐。(2)高速混合頭帶有夾套，生產(chǎn)時夾套需通1015t:冷水，這樣，經(jīng)高速混合均勻的A、B料從混和頭吐出時，溫度不會太高，進入層壓輸送機后，發(fā)泡平穩(wěn)。(3)根據(jù)設(shè)計的泡沫密度，設(shè)定層壓輸送機鏈板行進速度和A、B料的吐出澆鑄量，固定鏈板行進速度，微調(diào)A、B料的吐出量，以發(fā)泡均勻一致，寬到邊、厚到頂，滿足尺寸要求為好。(4)由于泡沫澆鑄料配方優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果，對鋁、鋼等面板可以完成直接可靠性粘接，無須另涂膠粘劑，如此既簡化了設(shè)備又省去了成本較高的膠粘劑。(5)用定位器按要求的間距固定鋼絲網(wǎng)，A、B兩個組分經(jīng)計量泵按比例計量泵送到反應(yīng)灌注機的高速混合頭內(nèi)完成混合操作(<io秒)，將混合的發(fā)泡原液以往復(fù)移動的方式，噴灑在層壓輸送機上的中間鋼網(wǎng)和下層面材上。(6)層壓輸送機上下各一臺，用于發(fā)泡原液在上下層移動鏈板間發(fā)泡、固化、定型。為了提高效率，用熱風(fēng)循環(huán)裝置加溫層壓機的內(nèi)部，溫度設(shè)定為506(TC。完成復(fù)合過程后，自動跟蹤切割機將板材切斷成定長。生產(chǎn)方式為連續(xù)不間斷，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，板材密度均一。為了具體實施本發(fā)明，可以舉幾個實例。實施例1A料重量份酚醛樹脂100表面活性劑5發(fā)泡劑(141b):5B料固化劑10面層上面層0.lmm彩色鋁板，下面層酚醛上膠紙鋼網(wǎng)目艮目規(guī)格:20mmX20mm，鋼絲直徑lmm。A、B兩個組分按比例要求配制完成后，恒溫、按比例計量泵送到反應(yīng)灌注機的高速混合頭，發(fā)泡原液以往復(fù)移動的方式，噴灑在層壓輸送機上的中間鋼網(wǎng)和下層面材上，進入層壓機完成發(fā)泡和固化，層壓機內(nèi)部溫度設(shè)定為55°C。發(fā)泡原液從混合頭到裝飾板出品歷時8分鐘。制得的鋼網(wǎng)/酚醛泡沫保溫裝飾板性能(1)燃燒性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>(2)抗風(fēng)壓試驗負壓4500Pa，無裂紋；正壓5000Pa，無裂紋；(3)密度65kg/m3，抗壓強度160KPa;(4)生產(chǎn)過程中，層壓機中部有明顯甲醛剌激味道，這是由于中溫、酸固化過程中，連接兩個酚環(huán)間的次甲基醚鍵轉(zhuǎn)變成次甲基鍵而釋放甲醛造成的。(5)芯層鋼絲網(wǎng)平整，結(jié)合牢固。實施例2A料重量份酚醛_尿素_甲醛樹脂100表面活性劑5發(fā)泡劑(141b):5B料固化劑10其它同例l，按實例1工藝進行，制得的鋼網(wǎng)/酚醛-尿素_甲醛樹脂泡沫保溫裝飾板性能如下。(1)燃燒性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(2)抗風(fēng)壓試驗負壓4500Pa，無裂紋；正壓5000Pa，無裂紋；(3)密度64.5kg/m3，抗壓強度157KPa。(4)生產(chǎn)過程中，整個生產(chǎn)線無明顯甲醛味道，這是由于酚醛-尿素-甲醛樹脂中加入的尿素與固化過程釋放的甲醛發(fā)生反應(yīng)所造成的。與實例1相比，氧指數(shù)略微降低，，但達到"GB8264-1997'加級標(biāo)準(zhǔn)，其他性能基本沒有變化，而且生產(chǎn)環(huán)境得到改善。實施例3按實例2配方，只在A料中，增加3X的填料，發(fā)泡工藝同實例1。裝飾板密度為67kg/m3，氧指數(shù)達到43%，抗壓強度提高到180KPa，其他性能基本沒有變化，彈性較例1、例2有一定提高，生產(chǎn)車間無味道。實施例4按實例3配方，只在A料中，增加2X的助劑，發(fā)泡工藝同實例1。裝飾板密度為64kg/m3，氧指數(shù)達到42%，抗壓強度提高到175KPa，其他性能基本沒有變化，彈性較例3有一定提高，生產(chǎn)車間無味道。權(quán)利要求一種鋼網(wǎng)/苯酚-尿素-甲醛泡沫保溫裝飾板連續(xù)化制造方法主要有苯酚-尿素-甲醛樹脂、固化劑、表面活性劑、發(fā)泡劑、填料、助劑和鋼網(wǎng)七種原料和鋼網(wǎng)展平定位裝置組成。2.按照權(quán)利要求l，所用的苯酚_尿素_甲醛樹脂指標(biāo)為(1)黏度:0.30.6Pa.s(2)固含量:80±2%(3)膠化時間90120秒(150°C)(4)游離酚<8%(5)氣味熱或酸固化，無明顯甲醛氣味(6)發(fā)泡成型溫度1060°C(7)發(fā)泡起止時間3060秒起至180240秒止(25°C，15%固化劑)(8)固化時間58分鐘(25°C，15%固化劑)3.按照權(quán)利要求l，所用的固化劑最好為磷酸與對甲苯磺酸水溶液的混合物，磷酸含量為85%，對甲苯磺酸水溶液通過加熱溶解制取，對甲苯磺酸與水較合適的配比為4/1，磷酸與對甲苯磺酸水溶液較合適的配比為3/2。固化劑較合適的用量是樹脂重量的710%。4.按照權(quán)利要求l，所用表面活性劑為聚硅氧烷*聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物，用量是樹脂重量的46%。5.按照權(quán)利要求l，所用發(fā)泡劑為141b，較合適的配比為樹脂重量的48%。6.按照權(quán)利要求l，所用的填料為有機或無機中空微球，以提高抗壓強度，需要時可加入15%。7.按照權(quán)利要求1，所用的助劑為聚乙二醇400和乙二醇的混合物，體積比為1:l，用量是樹脂重量的110%，最好是24%，它們能調(diào)節(jié)發(fā)泡體黏度，起增塑作用，能使泡孔均勻有彈性。8.按照權(quán)利要求l，所用的泡沫澆鑄料分成(1)、(2)兩個組分(1)組分由苯酚-尿素-甲醛樹脂、表面活性劑、發(fā)泡劑、助劑和填料組成；(2)組分為固化劑。9.按照權(quán)利要求l，所用鋼網(wǎng)為鍍鋅鋼絲網(wǎng)，目艮目規(guī)格^20mmX20mm，鋼絲直徑^lmm。10.按照權(quán)利要求l，所用的鋼網(wǎng)展平定位裝置是由鋼絲網(wǎng)展平機和張力牽引定位器兩部分組成，定位器為一夾具，固定鋼絲網(wǎng)與上下面板所要求的間距。按照權(quán)利要求8，(1)、(2)兩個組分按比例要求配制完成后，由各自的專用料罐分別恒溫貯存，按照權(quán)利要求10，在層壓輸送機上，用定位器按要求的間距固定鋼絲網(wǎng)，(1)、(2)兩個組分經(jīng)計量泵按比例計量泵送到反應(yīng)灌注機的高速混合頭內(nèi)完成混合操作(<10秒)，將混合的發(fā)泡原液以往復(fù)移動的方式，噴灑在層壓輸送機上的中間鋼網(wǎng)和下層面材上。層壓輸送機上下各一臺，用于發(fā)泡原液在上下層移動鏈板間發(fā)泡、固化、定型。為了提高效率，用熱風(fēng)循環(huán)裝置加溫層壓機的內(nèi)部，溫度設(shè)定為506(TC。完成復(fù)合過程后，自動跟蹤切割機將板材切斷成定長。生產(chǎn)方式為連續(xù)不間斷，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，板材密度均一。全文摘要一種用于鋼網(wǎng)/苯酚-尿素-甲醛泡沫保溫裝飾板連續(xù)化制造方法，主要有苯酚-尿素-甲醛樹脂、固化劑、表面活性劑、發(fā)泡劑、填料、助劑和鋼網(wǎng)七種原料和鋼網(wǎng)展平定位裝置組成。通過鋼網(wǎng)展平定位裝置和苯酚-尿素-甲醛樹脂發(fā)泡與面層復(fù)合工藝的優(yōu)化設(shè)計，連續(xù)化生產(chǎn)的鋼網(wǎng)/苯酚-尿素-甲醛泡沫保溫裝飾板用于外墻外保溫，能滿足國家對絕熱和防火的要求，生產(chǎn)效率高，施工安裝費用低、周期短，其市場廣泛，具有明顯的經(jīng)濟與社會效益。文檔編號C08K13/04GK101725229SQ200810172360公開日2010年6月9日申請日期2008年11月3日優(yōu)先權(quán)日2008年11月3日發(fā)明者劉威,周春華,楚楠申請人:劉威