一種低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料及其制備方法，屬于保溫材料領(lǐng)域。所述材料的組成如下：甲階酚醛樹脂：100重量份，表面活性劑：2～6重量份，環(huán)戊烷：5～15重量份，固化劑：7～15重量份。按比例將甲階酚醛樹脂、表面活性劑和環(huán)戊烷放入容器中，攪拌5min后，再加入固化劑攪拌5～15s使其混合均勻后，迅速傾倒入溫度為50～70℃的模具中，放入60～80℃的環(huán)境中，保溫10～25min后冷卻至室溫、脫模，即得到所述材料。所述材料導(dǎo)熱系數(shù)低、阻燃性能好、吸水率低、壓縮強(qiáng)度大；且制備方法簡單。
【專利說明】一種低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沬材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料及其制備方法，屬于保溫材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國保溫材料行業(yè)出現(xiàn)了迅猛發(fā)展的趨勢。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年我國保溫材料總消耗量達(dá)到300萬噸，實(shí)際銷售收入達(dá)350億元。伴隨著保溫工程的日益增長，工業(yè)保溫材料、設(shè)備生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展也將迎來一個新的高潮，外墻外保溫材料的發(fā)展正面臨前所未有的發(fā)展機(jī)遇。
[0003]現(xiàn)有的保溫材料通常分為無機(jī)保溫材料和有機(jī)保溫材料兩大類。對于無機(jī)保溫材料而言，導(dǎo)熱系數(shù)偏高，難以滿足保溫的本質(zhì)需求，使用也較為有限；對于有機(jī)保溫材料而言，除酚醛泡沫外，多數(shù)均易燃燒，存在安全隱患。立足有機(jī)材料導(dǎo)熱系數(shù)低的優(yōu)勢，將其進(jìn)行阻燃化處理，提高其防火安全性能，是外墻保溫材料發(fā)展的趨勢。目前，各種保溫材料均面臨諸多現(xiàn)實(shí)問題?？砂l(fā)性聚苯乙烯(EPS)和聚苯乙烯擠塑板(XPS)目前的阻燃方式是通過添加阻燃劑，這可有效提高其阻燃性，但無法改變?nèi)紵^程產(chǎn)生滴落，且用于EPS和XPS的高效阻燃劑六溴環(huán)十二烷由于對環(huán)境不友好將在2015年全面禁用卻又無可替代；聚氨酯通過添加阻燃劑可有效提高其阻燃性，但多數(shù)廠家生產(chǎn)的聚氨酯，在保持良好力學(xué)性能的同時(shí)其極限氧指數(shù)難以突破30%，且生產(chǎn)成本較高。常規(guī)酚醛泡沫雖然阻燃性能好，但導(dǎo)熱系數(shù)仍較高，一般高于0.03w/k.m,且耐候相差，經(jīng)過四季循環(huán)后容易脫落，存在安全隱
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有的酚醛泡沫材料性能不理想的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料及其制備方法，所述材料導(dǎo)熱系數(shù)低、阻燃性能好、吸水率低、壓縮強(qiáng)度大；且制備方法簡單。
[0005]本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料，所述材料的組成如下:
[0007]
甲階酚醛樹脂100重量份，
表面活性劑2~6重量份，
環(huán)戊烷5~15重量份，
固化劑7~15重量份；
[0008]所述甲階酚醛樹脂由苯酚、甲醛及二元醛按物質(zhì)的量比為1:1.0~1.4:0.1~
0.4合成；所述二元醛為乙二醛、戊二醛、己二醛中的一種或多種；所述甲階酚醛樹脂的合成方法為甲階酚醛樹脂的常規(guī)合成方法；
[0009]所述表面活性劑為吐溫-40、吐溫-80、硅油AK8803、硅油AK8805、硅油AK8810、硅油AK6610中的一種或多種；
[0010]所述固化劑為硫酸、磷酸、對甲苯磺酸、硼酸、硫酸和酚磺酸中的一種或多種。
[0011]所述低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料的制備方法，所述方法步驟如下:
[0012]按比例將甲階酚醛樹脂、表面活性劑和環(huán)戊烷放入容器中，攪拌5min后，再加入固化劑攪拌5~15s使其混合均勻后,迅速傾倒入溫度為50~70°C的模具中，放入60~80°C的環(huán)境中，保溫10~25min后冷卻至室溫、脫模，即得到所述低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料。
[0013]有益效果
[0014]1.本發(fā)明提供了一種低導(dǎo)熱高性能酚醛泡沫塑料，所述酚醛泡沫塑料的導(dǎo)熱系數(shù)^ 0.024ff/(m.K)，遠(yuǎn)低于市面銷售的酚醛泡沫塑料和聚苯乙烯泡沫塑料，與聚氨酯相當(dāng)，保溫性能佳。
[0015]2.所述酚醛泡沫塑料具有較高的阻燃性能，極限氧指數(shù)>30%，且生煙量小。
[0016]3.所述酚醛泡沫塑料具有較低的吸水率，吸水率可控制在3%以內(nèi)，遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)(〈7.5%)。
[0017]4.所述酚醛泡米塑料具有較好的力學(xué)性能，其中，壓縮強(qiáng)度> 0.25MPa,。
[0018]5.所述酚醛泡沫塑料綜合性能優(yōu)異，價(jià)格低廉，是外墻保溫材料的理想選擇，且制備方法簡單。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例來詳述本發(fā)明，但不限于此。產(chǎn)品的密度、極限氧指數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、壓縮強(qiáng)度及吸水率分別按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6343、GB/T2406、GB/T10294、GB/T8813及GB/T8810進(jìn)行檢測。
[0020]實(shí)施例1
[0021]將Imol苯酚加入至反應(yīng)瓶中，升溫至70°C，加入氫氧化鈉的質(zhì)量百分含量為20%的氫氧化鈉水溶液20ml,于Ih內(nèi)加入1.4mol甲醒和0.1mol戍二醒,加畢,在95°C反應(yīng)3h,冷卻即得甲階酚醛樹脂。
[0022]將100g上述甲階酚醛樹脂，2g吐溫-80，7g環(huán)戊烷一起加入到反應(yīng)釜中攪拌5min,再加入4g硫酸和3g對甲苯磺酸的混合物,攪拌5s使其混合均勻后迅速倒入預(yù)熱至50°C的模具中，放入70°C的烘箱中保溫15min，取出冷卻至室溫、脫模，即得所述低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料。所述低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料的性能如下:密度，43g/cm3 ;極限氧指數(shù)，32.1%;導(dǎo)熱系數(shù)，0.022W/(m.K);壓縮強(qiáng)度，0.26MPa ;吸水率，2.6%。
[0023]實(shí)施例2
[0024]將100g甲階酚醛樹脂(其制備方法同實(shí)施例1，其中，苯酚:甲醛:戊二醛=1:1.1:0.2), 5g吐溫-40，5g環(huán)戍燒一起加入到反應(yīng)爸中攪拌5min,再加入4g硫酸和3g磷酸的混合物，攪拌IOs使其混合均勻后迅速倒入預(yù)熱至70°C的模具中，放入80°C的烘箱中保溫13min，取出冷卻至室溫、脫模，即得所述低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料。所述低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料的性能如下:密度，51g/cm3;極限氧指數(shù)，36.2%;導(dǎo)熱系數(shù)，0.024W/(m.K)；壓縮強(qiáng)度，0.3IMPa ;吸水率，2.2%。
[0025]實(shí)施例3[0026]將100g甲階酚醛樹脂(其制備方法同實(shí)施例1，其中，苯酚:甲醛:戊二醛=1:1.1:0.2)，6g硅油AK8810, 5g環(huán)戊烷一起加入到反應(yīng)釜中攪拌5min,再加入8g硫酸，攪拌15s使其混合均勻后快速倒入預(yù)熱至60°C的模具中，放入80°C的烘箱中保溫lOmin，取出冷卻至室溫、脫模，即得所述低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料。所述低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料的性能如下:密度，50g/cm3;極限氧指數(shù)，35.7%;導(dǎo)熱系數(shù)，0.024W/(m.K);壓縮強(qiáng)度，
0.32MPa ;吸水率，2.1%。
[0027]實(shí)施例4
[0028]將100g甲階酚醛樹脂(其制備方法同實(shí)施例1，其中，苯酚:甲醛:戊二醛=1:1:0.3)，6g硅油AK8803，IOg環(huán)戊烷一起加入到反應(yīng)釜中攪拌5min，再加入5g硫酸、2g磷酸和3g酹磺酸的混合物,攪拌8s使其混合均勻后迅速倒入預(yù)熱至55°C的模具中，放入60°C的烘箱中保溫lOmin，取出冷卻至室溫、脫模，即得所述低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料。所述低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料的性能如下:密度，39g/cm3 ;極限氧指數(shù)，33.3% ;導(dǎo)熱系數(shù)，
0.020W/ (m.K);壓縮強(qiáng)度，0.27MPa ;吸水率，2.7%。
[0029]實(shí)施例5
[0030]將100g甲階酚醛樹脂(其制備方法同實(shí)施例1，其中，苯酚:甲醛:戊二醛=1:1:0.4), 3g硅油AK8 803，3g吐溫-80，15g環(huán)戊烷一起加入到反應(yīng)釜中攪拌5min，再加入6g硫酸、3g硼酸和6g酹磺酸的混合物,攪拌12s使其混合均勻后迅速倒入預(yù)熱至65 °C的模具中，放入60°C的烘箱中保溫lOmin，取出冷卻至室溫、脫模，即得所述低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料。所述低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料的性能如下:密度，34g/cm3 ;極限氧指數(shù)，31.9% ;導(dǎo)熱系數(shù)，0.020W/(m.K);壓縮強(qiáng)度，0.25MPa;吸水率，3.0%。
[0031]本發(fā)明包括但不限于以上實(shí)施例，凡是在本發(fā)明精神的原則之下進(jìn)行的任何等同替換或局部改進(jìn)，都將視為在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料，其特征在于，所述材料的組成如下:甲階酚醛樹脂100重量份，表面活性劑2~6重量份，環(huán)戊焼5~15重量份，固化劑7~15重量份； 所述甲階酚醛樹脂由苯酚、甲醛及二元醛按物質(zhì)的量比為1:1.0~1.4:0.1~0.4合成；所述二元醛為乙二醛、戊二醛、己二醛中的一種或多種； 所述表面活性劑為吐溫-40、吐溫-80、硅油AK8803、硅油AK8805、硅油AK8810、硅油AK6610中的一種或多種；所述固化劑為硫酸、磷酸、對甲苯磺酸、硼酸、硫酸和酚磺酸中的一種或多種。
2.一種如權(quán)利要求1所述的低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料的制備方法，其特征在于，所述方法步驟如下: 按比例將甲階酚醛樹脂、表面活性劑和環(huán)戊烷放入容器中，攪拌5min后，再加入固化劑攪拌5~15s使其混合均勻后，迅速傾倒入溫度為50~70°C的模具中，放入60~80°C的環(huán)境中，保溫10~25min后冷卻至室溫、脫模，即得到所述低導(dǎo)熱系數(shù)酚醛泡沫材料。
【文檔編號】C08J9/14GK103554830SQ201310511249
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】林百川, 劉洪瑞 申請人:林百川