CN102514322A

CN102514322A - 一种阻燃保温材料及其制备方法

Info

Publication number: CN102514322A
Application number: CN2011103602112A
Authority: CN
Inventors: 张龙; 李从号; 王仲举; 崔瑛娜
Original assignee: Changchun University of Technology
Current assignee: Changchun University of Technology
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明公开了一种阻燃保温材料及其制备方法，该阻燃保温材料是由基材层及基材层的两面的无机材料层构成；所述的基材层包括酚醛树脂、闭孔珍珠岩、表面活性剂、发泡剂和固化剂；基材层的两面分别为厚度0.5-1.5mm的无机材料层。制法为先将酚醛树脂与各种助剂混合搅拌，与闭孔珍珠岩混合，在模具内加温、发泡、固化成形；再在酚醛板的两面复合上无机材料。该阻燃保温材料重量轻、强度高、导热系数低、阻燃保温性能优越及成本低，导热系数达到0.030W/m.K；氧指数达到49.5；属A级难燃保温材料。与未加入闭孔珍珠岩的酚醛泡沫板相比成本降低30％～40％。

Description

一种阻燃保温材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种阻燃保温材料及其制备方法，属于高分子材料及建筑材料领域。

背景技术

随着建筑行业的快速发展，隔热保温材料得到了广泛的应用。目前，最常用的有机隔热保温材料为聚苯乙烯挤塑材料(XPS)、可发性膨胀聚苯乙烯材料(EPS)和聚氨酯硬发泡材料(PU)等，虽然这几种材料保温隔热效果很好，但它们易燃烧，防火性能差，一旦遇到火就会迅速燃烧，还会滴熔，燃烧过程中会引起墙板骨架坍塌，并释放有毒的气体和尘埃，加重了火灾的危害，造成巨大的损失。近年来，使用不阻燃的保温材料(如EPS等)所造成的火灾时有发生。发泡酚醛树脂材料属于高分子有机硬质泡沫产品，由热固性的酚醛树脂与各种助剂发泡而成，具有质轻防火、遇明火不燃烧，无烟、无毒、无熔滴、耐化学腐蚀、耐热等优点，其使用温度范围广(-196～200℃)低温环境下不收缩，不脆化，是目前暖通制冷工程的理想材料。但发泡酚醛树脂作为墙体保温材料还很少见，主要是因为发泡酚醛树脂材料价格较高、特别是材料表面易粉化、内部结构疏松及尺寸变形大、力学性能差等缺陷，因此极大地限制了其在建筑墙体隔热保温方面推广应用^[1-4]。

为此，急切需要一种新的优异的有机阻燃保温材料，用于隔热保温材料领域中，尤其是建筑墙面的保温防火方面。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种阻燃保温型材及其制备方法。

本发明提供的一种阻燃保温型材，其是由基材层及基材层的两面的无机材料层构成；所述的基材层的组成成分及质量配比如下：酚醛树脂∶闭孔珍珠岩∶表面活性剂∶发泡剂∶固化剂为1∶0.2-0.4∶0.03-0.07∶0.05-0.15∶0.10-0.15；所述的表面活性剂为硅油、吐温80；发泡剂为石油醚；固化剂为质量比为3∶2∶1的对甲基苯磺酸、磷酸和硼酸的混合酸；所述的基材层的两面分别为厚度0.5-1.5mm的无机材料层，该无机材料层为质量比为7∶3∶3∶1的氧化镁、六水氯化镁、水和填料的混合物；填料为木屑粉、秸秆粉或稻壳粉的一种。所述的闭孔珍珠岩的粒度优选为0.01～1.5mm；所述的填料的粒度为80-100目。

本发明提供的一种阻燃保温型材的制法，步骤和条件如下：(1)按酚醛树脂∶闭孔珍珠岩∶表面活性剂∶发泡剂∶固化剂为1∶0.2-0.4∶0.03-0.07∶0.05-0.15∶0.10-0.15的质量配比；将酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂按配比混合，搅拌均匀，得到酚醛树脂混合物；(2)按配比，将步骤(1)得到的酚醛树脂混合物加入闭孔珍珠岩，搅拌均匀，加入模具内，在温度为50-70℃进行发泡，时间为10-30min；然后固化成型，固化温度为50-70℃，时间10-30min，得到基材层；(3)按照质量配比7∶3∶3∶1，把氧化镁、六水氯化镁、水和填料混合均匀，得到无机材料混合物；(4)将步骤(2)得到的基材层的两侧用无机材料混合物均匀涂抹，厚度为0.5-1.5mm，然后，两面盖上木质模板，常温下再固化30-50min，得到阻燃保温型材。

所制备的阻燃保温材料的性能见表1

有益效果：本发明公开了一种阻燃保温材料及其制备方法，该阻燃保温材料是由基材层及基材层的两面的无机材料层构成；所述的基材层包括酚醛树脂、闭孔珍珠岩、表面活性剂、发泡剂和固化剂；基材层的两面分别为厚度0.5-1.5mm的无机材料层。制法为先将酚醛树脂与各种助剂混合搅拌，与闭孔珍珠岩混合，在模具内加温、发泡、固化成形；再在酚醛板的两面复合上无机材料。该阻燃保温材料重量轻、强度高、导热系数低、阻燃保温性能优越及成本低，导热系数达到0.030W/m.K；氧指数达到49.5；属A级难燃保温材料。与未加入闭孔珍珠岩的酚醛泡沫板相比成本降低30％～40％。

本发明中的酚醛树脂阻燃保温材料里包含有作为分散相的闭孔珍珠岩和连续相的酚醛树脂混合物。闭孔珍珠岩本身具有良好的保温效果，能与酚醛树脂很好地混合，加入到酚醛树脂混合物中起到保温、阻燃和降低成本的效果。与未加入闭孔珍珠岩的酚醛泡沫板相比成本降低了30％～40％；按照中国阻燃保温材料国家标准(GB/T10294-1988和GB8624-1997)检测，导热系数达到0.030W/m.K；氧指数达到49.5，属A级难燃保温材料。

具体实施方式

实施例1

取酚醛树脂100.0g，表面活性剂5.0g，发泡剂5.0g，固化剂15.0g，混合完后再向其中加入粒度为0.01mm闭孔珍珠岩20.0g，搅拌均匀后倒入模具内，在70℃温度下保温发泡10min，固化成型得到3cm的基材层，固化温度为70℃，时间为10min；按照配比7∶3∶3∶1，把氧化镁、六水氯化镁、水和80目的木屑粉混合均匀，得到无机材料混合物；在基材层的两侧涂上0.5mm的无机材料混合物，然后，两面盖上木质模板，常温下再固化30min，得到阻燃保温型材。

按照中国阻燃保温材料国家标准(GB/T10294-1988和GB8624-1997)检测本发明的阻燃保温材料，导热系数为0.028W/m.k；氧指数达到48.5，属A级难燃保温材料。压缩强度(10％)为0.26Mpa，

实施例2取酚醛树脂100.0g，表面活性剂7.0g，发泡剂15.0g，固化剂10.0g，混合搅拌均匀后，再加入粒度为0.1mm闭孔珍珠岩30.0g，搅拌均匀后加入模具内，在60℃温度下发泡20min固化成型得到5cm的基材层，固化温度为60℃，时间为20min，按照配比7∶3∶3∶1，把氧化镁、六水氯化镁、水和90目的秸秆粉混合均匀，得到无机材料混合物；在基材层的两侧涂上1.0mm的无机材料混合物，然后，两面盖上木质模板，常温下再固化40min，得到阻燃保温型材。

实施例3酚醛树脂100g，表面活性剂3.0g，发泡剂8.0g，固化剂12.0g再向其中加入粒度为1.5mm闭孔珍珠岩40.0g，在50℃温度下加热保温发泡30min，固化成型得到8cm的基材层，固化温度为50℃，时间为30min，按照配比7∶3∶3∶1，把氧化镁、六水氯化镁、水和100目的稻壳粉混合均匀，得到无机材料混合物；在基材层的两侧涂上1.5mm的无机材料混合物，然后两面盖上木质模板，常温下再固化50min，得到阻燃保温型材。

实施例1-3所制备的阻燃保温材料的性能见下表1

表1

按照IS04896-84酚醛泡沫体国际标准的指标和中国阻燃保温材料国家标准(GB/T10294-1988和GB8624-1997)检测所得的结果，本发明的阻燃保温材料，属A级难燃保温材料。

参考文献：

[1]欧阳兆辉，伍林，曹淑超，王艳.用作耐热性材料的酚醛树脂研究动态[J].化学与粘合，2005，27(4)：229-232.

[2]唐路林，李乃宁.酚醛泡沫塑料的新进展[J].热固性树脂，2007，22(3)：1-4.

[3]钱志屏.泡沫塑料[M].北京：中国石化出版社，1998.

[4]程玉，梁明丽，金关泰.聚氨酯预聚物改性酚醛泡沫塑料脆性的研究[J].塑料工业，2004，32(1)：7-9.

Claims

1.一种阻燃保温型材，其特征在于，其是由基材层及基材层的两面的无机材料层构成；所述的基材层的组成成分及质量配比如下：酚醛树脂∶闭孔珍珠岩∶表面活性剂∶发泡剂∶固化剂为1∶0.2-0.4∶0.03-0.07∶0.05-0.15∶0.10-0.15；所述的表面活性剂为硅油、吐温80；发泡剂为石油醚；固化剂为质量比为3∶2∶1的对甲基苯磺酸、磷酸和硼酸的混合物；所述的基材层的两面分别为厚度0.5-1.5mm的无机材料层，该无机材料层为质量比为7∶3∶3∶1的氧化镁、六水氯化镁、水和填料的混合物；填料为木屑粉、秸秆粉或稻壳粉。

2.一种阻燃保温型材，其特征在于，所述的闭孔珍珠岩的粒度为0.01～1.5mm。

3.一种阻燃保温型材，其特征在于，所述的填料的粒度为80-100目。

4.如权利要求1所述的一种阻燃保温型材的制法，其步骤和条件如下：

(1)按酚醛树脂∶闭孔珍珠岩∶表面活性剂∶发泡剂∶固化剂为1∶0.2-0.4∶0.03-0.07∶0.05-0.15∶0.10-0.15的质量配比；将酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂混合，搅拌均匀，得到酚醛树脂混合物；

(2)按配比，将步骤(1)得到的酚醛树脂混合物加入闭孔珍珠岩，搅拌均匀，加入模具内，在温度为50-70℃进行发泡，时间为10-30min；然后固化成型，固化温度为50-70℃，时间10-30min，得到基材层；

(3)按照质量配比7∶3∶3∶1，把氧化镁、六水氯化镁、水和填料混合均匀，得到无机材料混合物；

(4)将步骤(2)得到的基材层的两侧用无机材料混合物均匀涂抹，厚度为0.5-1.5mm，然后，两面盖上木质模板，常温下再固化30-50min，得到阻燃保温型材。

5.如权利要求4所述的一种阻燃保温型材的制法，其步骤和条件如下：(1)所述的酚醛树脂∶闭孔珍珠岩∶表面活性剂∶发泡剂∶固化剂的质量配比为1∶0.2∶0.05∶0.05∶0.15；(2)闭孔珍珠岩粒度为0.01mm；在温度为70℃进行发泡，时间为10min；固化温度为70℃，时间10min；(3)填料木屑粉粒度为80目；(4)基材层的两侧的无机材料厚度为0.5mm，常温下再固化30min；其余的同权利要求4

6.如权利要求4所述的一种阻燃保温型材的制法，其步骤和条件如下：(1)所述的酚醛树脂∶闭孔珍珠岩∶表面活性剂∶发泡剂∶固化剂为1∶0.3∶0.07∶0.15∶0.10的质量配比；(2)闭孔珍珠岩粒度为0.1mm；在温度为60℃进行发泡，时间为20min；固化温度为60℃，时间20min；(3)填料为秸秆粉，粒度为90目；(4)基材层的两侧的无机材料厚度为1.0mm，常温下再固化40min；其余的同权利要求4

7.如权利要求4所述的一种阻燃保温型材的制法，其步骤和条件如下：(1)所述的酚醛树脂∶闭孔珍珠岩∶表面活性剂∶发泡剂∶固化剂为1∶0.4∶0.03∶0.08∶0.12的质量配比；(2)闭孔珍珠岩粒度为1.5mm；在温度为50℃进行发泡，时间为30min；固化温度为50℃，时间30min；(3)填料为稻壳粉，粒度为100目；(4)基材层的两侧的无机材料厚度为1.5mm，常温下再固化50min；其余的同权利要求4