專利名稱：一種可用于制備無機(jī)纖維保溫材料的高fst特性改性酚醛樹脂膠黏劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用于制備無機(jī)纖維保溫材料的高FST特性(阻燃、低煙、低毒特性)改性酚醛膠黏劑及制備方法，涉及高分子化工領(lǐng)域。相比于傳統(tǒng)酚醛樹脂膠黏劑，用本發(fā)明的改性酚醛樹脂膠黏劑制備纖維保溫材料，所得的制品在具有優(yōu)越的FST特性和隔熱性能的同時(shí)，還具有更好的力學(xué)性能。
背景技術(shù)：
無機(jī)纖維保溫材料主要由巖棉、礦渣棉、玻璃棉、陶瓷纖維以及玄武巖纖維等無機(jī)纖維和膠黏劑為主要原材料構(gòu)成，可制成板、筒、氈、管殼等形狀的制品，廣泛用于住宅建筑和熱工設(shè)備管道的保溫隔熱，具有質(zhì)量輕、隔熱隔音、防火阻燃等優(yōu)勢(shì)，其制備工藝一般是在纖維材料表面噴撒適量膠黏劑，經(jīng)擠壓、初次干燥、加熱壓制固化干燥處理即可制成相應(yīng)的制品。目前國內(nèi)大量使用的纖維保溫材料中以巖棉最具代表性，其使用的無機(jī)纖維主要為巖棉，使用的膠黏劑主要為水溶性酚醛樹脂。隨著時(shí)代的發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)纖維保溫材料的性能也提出了越來越高的要求。特別在住宅建筑領(lǐng)域中，除了具備良好的隔熱性能，高FST特性的產(chǎn)品已經(jīng)成為纖維保溫材料的發(fā)展趨勢(shì)，其要求是制品遇火時(shí)不容易燃燒，即使高溫著火后燃燒過程中產(chǎn)生的煙霧小，煙霧毒性小。如中國公安部發(fā)布的公消[2011]65號(hào)，《中華人民共和國公安部關(guān)于進(jìn)一步明確民用建筑外纖維保溫材料消防監(jiān)督管理有關(guān)要求的通知》，其中就要求民用建筑外纖維保溫材料的燃燒性能宜為A級(jí)不燃級(jí)別。雖然保溫材料中的無機(jī)纖維均為防火級(jí)別為A級(jí)不燃級(jí)別的無機(jī)材料，具有很好的FST特性，但其使用的膠黏劑目前一般為有機(jī)物，其FST特性相比無機(jī)礦物纖維就差得多，目前主流使用的酚醛樹脂膠黏劑的防火級(jí)別最多只能達(dá)到B1難燃級(jí)別，因此在保證保溫材料其它性能如隔熱性能基本不變的前提下，提聞纖維保溫材料的FST性能的關(guān)鍵的在于提聞I父黏劑的FST特性，而有機(jī)I父黏劑的FST特性越好，其纖維 保溫材料的FST特性也越佳，通過改性提高膠黏劑的FST特性是提高纖維保溫材料FST特性的主要方法。此外，在目前建筑使用的外墻保溫板中，除了 FST特性和隔熱性能，對(duì)保溫材料的力學(xué)性能也提出了很高的要求，在標(biāo)準(zhǔn)GB/T-25975-2010《建筑外墻外保溫用巖棉制品》要求的TR80級(jí)巖棉纖維保溫材料的在垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度> 80KPa，否則抗拉強(qiáng)度過低需要錨栓和玻璃布固定，這將降低施工效率，增大了巖棉作為外墻保溫使用的成本。該項(xiàng)性能指標(biāo)的提出，對(duì)現(xiàn)有纖維保溫材料常用的酚醛膠黏劑提出了更高的要求，據(jù)了解，目前國內(nèi)生產(chǎn)的大量巖棉保溫材料中，有大量的產(chǎn)品正因?yàn)榱W(xué)性能差的原因而不適宜用于外墻保溫中。而解決這個(gè)問題的基本思路是需要提高膠黏劑的粘結(jié)性能，這是因?yàn)樵诒ＷC保溫材料其它性能如FST特性不變的前提下，保溫材料的力學(xué)性能很大程度上取決膠黏劑粘結(jié)纖維的粘結(jié)效果，提高纖維保溫材料力學(xué)性能的可行途徑是盡可能通過提高酚醛樹脂膠黏劑的粘結(jié)效率來提高其粘結(jié)性能。
哈爾濱理工大學(xué)專利CN201010255197.5申請(qǐng)公開了一種水溶性酚醛樹脂及制備方法，其制備工藝為:一、將酚加熱使其融化，再升溫至50°C -80°C,向反應(yīng)體系中加入催化劑，保溫0.5-2h ;二、使反應(yīng)體系以0.TC /min-rC /min的速率勻速升溫，升溫幅度為5°C-15°C，同時(shí)向反應(yīng)體系中連續(xù)、緩慢、勻速的加入甲醛溶液，當(dāng)升溫結(jié)束時(shí)，使甲醛溶液加入完成；三、在該溫度下保溫10分鐘，再繼續(xù)升溫，升溫幅度為20°C -30°C ;然后降溫，降溫幅度為5°C -20°C，在該溫度下保溫2小時(shí)；四、再降溫至低于40°C，即得到低分子量水溶性酚醛樹脂。按照該專利所述制備得到的低分子量水溶性樹脂的游離甲醛含量低，水稀釋倍數(shù)可達(dá)普通樹脂的5-8倍，儲(chǔ)存4個(gè)月后無分層析出現(xiàn)象，可應(yīng)用于耐熱材料和絕緣材料等領(lǐng)域。然而，由于該酚醛樹脂膠黏劑未就FST特性和粘結(jié)性能進(jìn)行改性，使用該酚醛樹脂膠黏劑所制備的纖維保溫材料的不能符合目前建筑住宅的使用指標(biāo)要求。因此，開發(fā)一種高FST特性改性酚醛樹脂膠黏劑，使得所制備的纖維保溫材料具有更高的FST特性的并兼具高力學(xué)性能和良好隔熱性能是目前該行業(yè)迫切需要發(fā)展的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述技術(shù)難題，本發(fā)明在經(jīng)過大量篩選試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，向酚醛樹脂膠黏劑中添加適量的FST改性劑多聚磷酸鹽和多元醇交聯(lián)劑可分別有效提高膠黏劑的FST特性和粘結(jié)性能，所制備得到的改性酚醛膠黏劑用于制備無機(jī)纖維保溫材料，可大幅度提高其FST特性和力學(xué)性能，而其它性能基本保持不變。具體而言，使用上述改性酚醛膠黏劑配合合適的無機(jī)纖維(玄武巖纖維針刺氈)經(jīng)過壓制固化可以制備得到高FST特性(達(dá)到A級(jí)阻燃級(jí)別)、力學(xué)性能高(抗拉強(qiáng)度>80KPa)和良好隔熱性能的無機(jī)保溫材料。本發(fā)明的改性酚醛樹脂膠黏劑包含A、B和C三個(gè)組分，其中，A組分為酚醛樹脂膠黏劑，B組分為多聚磷酸鹽FST改性劑，C組分為多元醇交聯(lián)劑，按它們的干物質(zhì)含量的質(zhì)量配比計(jì)算，A:B:C=100:Γ20:0.5 5，優(yōu)選為 A:B:C=100:3 15:1 4，更優(yōu)選為 A:B:C=100:6 10:1.5^3.5。本發(fā)明所述的改性所需要的A`組分酚醛樹脂膠黏劑，其制備工藝主要是使用酚類單體和醛類單體在酸性或者堿性催化劑存在條件下下經(jīng)過加熱縮合而得，本發(fā)明所述的酚類單體選自苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚中的一種或多種，優(yōu)選苯酚單體。本發(fā)明所述的醛類單體是選自甲醛、乙醛、多聚甲醛中的一種或多種，優(yōu)選甲醛單體。本發(fā)明所述的催化劑優(yōu)選堿性催化劑，堿性催化劑包括但不限于氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化壩、氫氧化鎂中的一種或多種，優(yōu)選氫氧化鋇。為了得到其它方面的某些性能，酚醛樹脂也可以加入其它單體如三聚氰胺、尿素進(jìn)行改性，因此，本發(fā)明所選用的酚醛樹脂膠黏劑的合成單體不僅僅限制于酚類單體和醛類單體，也可包含其它第三方共縮聚組分如三聚氰胺、尿素等。更具體而言，本發(fā)明的酚醛樹脂膠黏劑可以是熱塑性酚醛樹脂膠黏劑，也可以是熱固性酚醛樹脂膠黏劑，可以是水溶性酚醛樹脂膠黏劑，也可以是醇溶性或者油溶性酚醛樹脂膠黏劑，本發(fā)明的酚醛樹脂膠黏劑優(yōu)選熱固性水溶性酚醛樹脂膠黏劑。再具體而言，本發(fā)明所述的熱固性水溶性酚醛樹脂膠黏劑優(yōu)選具有優(yōu)越水溶性的產(chǎn)品，其一般是以水溶液形式存在，其固含量(干物質(zhì)含量)優(yōu)選為20-80%，并且可以用去離子水稀釋至固含量為2%以下能穩(wěn)定存在而不發(fā)生沉淀、分層或者渾濁現(xiàn)象。
本發(fā)明的B組分FST改性劑，是一種多聚磷酸鹽，多聚磷酸鹽是一種氮磷系無機(jī)聚合物，它具有較高的含磷及含氮量高、熱穩(wěn)定性好、毒性小等優(yōu)點(diǎn)，向酚醛樹脂膠黏劑加入適量的多聚磷酸鹽，可以在基本不降低其它性能的前提下，有效提高膠黏劑的FST特性，更重要的是，該膠黏劑可以和水溶性酚醛樹脂膠黏劑完全相容，長時(shí)間存儲(chǔ)而不生成分層沉淀，也不改變酚醛樹脂膠黏劑的固化工藝性能，此外，試驗(yàn)結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明使用多聚磷酸銨作為FST改性劑時(shí)不僅僅能提高膠黏劑的FST特性，還能在一定程度上提高膠黏劑的粘結(jié)效果。本發(fā)明所述的B組分中所選用的多聚磷酸鹽，選自多聚磷酸銨、多聚磷酸鈉和多聚磷酸鉀中的一種或多種，優(yōu)選多聚磷酸銨。本發(fā)明的多聚磷酸鹽優(yōu)選可溶于水的多聚磷酸鹽，本發(fā)明中所述的“可溶于水”的概念，是指該化合物25°C下在水中的溶解度大于lg。多聚磷酸鹽的水溶性根據(jù)其分子量而定，分子量較小的可以溶于水，分子量較大的不易溶于水。本發(fā)明所述的多聚磷酸鹽數(shù)均分子量優(yōu)選為500-3500，次優(yōu)選為800-2500，更優(yōu)選1000-2000。需要指出的是，纖維保溫材料中的膠黏劑的膠含量對(duì)其FST特性和力學(xué)性能具有重要影響。為了兼顧FST特性，可以大幅度降低膠黏劑的含量，但這將導(dǎo)致保溫制品的力學(xué)性能(如抗拉強(qiáng)度)變差；反之，提高纖維保溫材料中膠黏劑的含量可以提高力學(xué)性能，但是會(huì)大大降低保溫制品的FST特性，同時(shí)也會(huì)降低其隔熱性能。所以膠黏劑的含量只能在其FST特性、隔熱性能和力學(xué)性能中保持平衡中使用，傳統(tǒng)纖維保溫材料巖棉的膠黏劑的膠含量一般為2-3.0%，這雖然保證了 FST特性可以達(dá)到A級(jí)，但卻導(dǎo)致其力學(xué)性能非常差，不適合在現(xiàn)在建筑住宅使用。本發(fā)明的C組分為一種多元醇交聯(lián)劑，更具體而言，是產(chǎn)品至少含有2個(gè)羥基，并且可以溶于水的多元醇助劑，C組分的加入，可以和膠黏劑的相關(guān)組分和纖維的表面成分進(jìn)行相互反應(yīng)，提高膠黏劑和纖維的表面相容性，在纖維和膠黏劑界面起到一定程度的交聯(lián)效果，更進(jìn)一步促進(jìn)酚醛樹脂膠黏劑和纖維材料的粘結(jié)，在膠黏劑含量有限的情況下增加膠黏劑的利用效率，其實(shí)也就是相應(yīng)地提高膠黏劑的粘結(jié)性能，使得纖維保溫材料具有更好的力學(xué)性能。本發(fā)明的C組分交聯(lián)劑包括但不限于甘油、新戊二醇、乙二醇、季戊四醇等，優(yōu)選甘油和季戊四醇。本發(fā)明中制備纖維保溫材料所述的纖維，是指無機(jī)纖維，包括但不限于巖棉、礦渣棉、玻璃棉、陶瓷纖維以及玄武巖纖維等，其中玄武巖纖維是以純天然的火山巖(玄武巖等)為唯一的原料，在1500°C的高溫下，經(jīng)過鉬銠合金拉絲漏板拉制得到的纖維，用于制備保溫材料，具有比巖棉高得多的力學(xué)性能，所以本發(fā)明的纖維材料優(yōu)選玄武巖纖維。本發(fā)明使用的改性膠黏劑結(jié)合無機(jī)纖維所制備的纖維保溫材料，可以用于住宅建筑外墻保溫、內(nèi)墻保溫、工業(yè)隔音、管道保溫等等各種應(yīng)用中。本發(fā)明所述的改性酚醛樹脂膠黏劑，還可以根據(jù)本行業(yè)中普通技術(shù)人員所公知的相應(yīng)知識(shí)，加入適量的助劑，如填料、憎水劑、表面活性劑，防塵油、染料等，它們的通常加入量為酚醛樹脂膠黏劑干物質(zhì)含量的0.5-2%。本發(fā)明的有益效果: I本發(fā)明使用水溶性多聚磷酸鹽作為改性FST改性劑，可以和水溶性酚醛樹脂膠黏劑完全相容，長時(shí)間存儲(chǔ)而不生成分層沉淀，不改變酚醛樹脂膠黏劑的固化工藝性能，在基本不降低酚醛膠黏劑其它性能的前提下，可以有效提高酚醛樹脂膠黏劑的FST特性，從而使得所制備的纖維保溫材料具有優(yōu)越的FST特性。此外，試驗(yàn)結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明使用多聚磷酸銨作為FST改性劑時(shí)不僅僅能提高膠黏劑的FST特性，還能在一定程度上提高膠黏劑的粘結(jié)效果，增強(qiáng)纖維保溫材料的力學(xué)性能；
2本發(fā)明向酚醛樹脂膠黏劑中使用了多元醇作為交聯(lián)劑，可以和膠黏劑的相關(guān)組分和纖維的表面成分進(jìn)行相互反應(yīng)，提高膠黏劑和纖維的表面相容性，在纖維和膠黏劑界面起到一定程度的交聯(lián)效果，更進(jìn)一步促進(jìn)酚醛樹脂膠黏劑和纖維材料的粘結(jié)，在膠黏劑含量有限的情況下增加膠黏劑的利用效率，實(shí)質(zhì)也就是相應(yīng)地提高膠黏劑的粘結(jié)性能，使得纖維保溫材料具有更好的力學(xué)性能。本發(fā)明還提供了一種制備本發(fā)明的改性酚醛樹脂膠黏劑的具體制備方法，然而本發(fā)明的改性酚醛樹脂膠黏劑不限于使用其它方法制備而得，制備改性酚醛樹脂膠黏劑的步驟為:
1、首先是制備水溶性酚醛樹脂膠黏劑。加熱反應(yīng)釜至30-50°C并保溫，然后將100份酚類原料加熱使其融化后投入反應(yīng)釜中，同時(shí)啟動(dòng)反應(yīng)釜攪拌，然后依次向反應(yīng)釜加入1-20份堿性催化劑和50-150份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛水溶液，并逐漸升溫至55-85 °C并保溫30min-120min ；
2、向反應(yīng)釜中分別連續(xù)、緩慢、均勻加入50-150份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛水溶液，滴加速度控制在2.5-3.5個(gè)小時(shí)內(nèi)完成；
3、甲醛溶液滴加完畢后，保溫30-90min，然后每隔20min測(cè)試水溶性酚醛樹脂的固含量。當(dāng)酚醛樹脂的固含量達(dá)到50%時(shí)即可降溫到35-40°C，然后依次加入B組分和C組分，均勻攪拌10-30min后過濾去除可能存在的少量不溶物，即得到改性酚醛樹脂膠黏劑。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，下述的多聚磷酸銨和多聚磷酸鈉采購自常州誠致化工有限公司，其數(shù)均分子量為1200，玄武巖纖維針刺氈采購自浙江石金玄武巖纖維有限公司，巖棉(未添加膠黏劑)來自南京海瑞保溫材料有限公司，水溶性酚醛膠黏劑(固含量為40.1%)采購自海門興虹化工有限公司，其它原料均為商售得到。測(cè)試指標(biāo)及其相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)方法說明:
1、酚醛樹脂膠黏劑固含量根據(jù)GB-1725-1979進(jìn)行測(cè)試；
2、纖維保溫材料膠含量按公式(W2-W1)ZiW2X100%計(jì)算，其中W2為添加了膠黏劑然后完全固化干燥后纖維保溫材料的重量，W1為干無機(jī)纖維(未添加任何膠黏劑)的重量；
3、纖維保溫材料阻燃級(jí)別測(cè)試，根據(jù)GB8624-2006和GBT 5464-2010建筑材料不燃性試驗(yàn)方法確定；
4、纖維保溫材料的力學(xué)強(qiáng)度中垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)方法根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JG149-2003 測(cè)試；
5、纖維保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T10294-2008測(cè)試。以下實(shí)施例和對(duì)比例中所述的“份”均是指重量份。實(shí)施例1
1、制備改性酚醛樹脂膠黏劑
(1)加熱反應(yīng)釜至45°c并保溫，然后將100份酚類原料加熱使其融化后投入反應(yīng)釜中，同時(shí)啟動(dòng)反應(yīng)釜攪拌，然后依次向反應(yīng)釜加入8份氫氧化鋇催化劑和130份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛水溶液，并逐漸升溫至65°C并保溫IOOmin進(jìn)行反應(yīng)；
(2)向反應(yīng)釜中分連續(xù)、緩慢、均勻滴加70份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛水溶液，滴加速度控制在3個(gè)小時(shí)內(nèi)完成；
(3)甲醛溶液滴加完畢后，保溫70min，然后每隔20min測(cè)試水溶性酚醛樹脂的固含量，當(dāng)酚醛樹脂的固含量達(dá)到50%時(shí)即停止加熱，開始降溫到37°C，然后按干物質(zhì)含量的質(zhì)量配比計(jì)，A (酚醛樹脂膠黏劑):B (多聚磷酸銨):C (甘油)=100:10:2的比例依次加入多聚磷酸銨和甘油，均勻攪拌20min后過濾去除可能存在的少量不溶物，得到改性酚醛樹脂膠黏劑。2、使用改性酚醛樹脂膠黏劑-玄武巖纖維針刺氈制備無機(jī)纖維保溫材料 取上述實(shí)施例1的改性膠黏劑100份，使用去離子水充分稀釋至固含量為5%的均勻溶
液，待用；整理裁剪玄武巖纖維針刺氈為長X寬X厚為500mmX500mmX30mm的規(guī)格，并稱重，記錄其重量為Wp然后將稀釋后的改性酚醛樹脂膠黏劑倒入噴霧器中向玄武巖纖維針刺氈進(jìn)行噴霧施膠，當(dāng)玄武巖纖維針刺氈完全被膠黏劑浸潤后，將其放入輥壓機(jī)中進(jìn)行壓縮數(shù)次擠出多余的膠黏劑，然后放入95-105°C的鼓風(fēng)烘箱中進(jìn)行加熱初次干燥，待90%以上的水溶劑揮發(fā)去除后，將含有膠黏劑的針刺氈放入平板硫化機(jī)中進(jìn)行加熱壓制固化干燥得到纖維保溫材料，然后記錄此時(shí)保溫材料的重量為W2,膠含量按(W2-W1) /W2 X 100%來計(jì)笪
ο3、纖維保溫材料樣品測(cè)試
按照上述方法制備得到的纖維保溫材料，根據(jù)要求進(jìn)行纖維保溫材料膠含量測(cè)試、阻燃級(jí)別測(cè)試、力學(xué)強(qiáng)度垂直于 板面方向的抗拉強(qiáng)度測(cè)試和導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表I。對(duì)比例I
1、未改性酚醛樹脂膠黏劑的制備
本對(duì)比例所制備的未改性酚醛樹脂膠黏劑工藝和實(shí)施例1相同，區(qū)別是不向該酚醛樹脂膠黏劑加入B組分多聚磷酸銨和C組分甘油。2、使用未改性酚醛樹脂膠黏劑-玄武巖纖維針刺氈制備無機(jī)纖維保溫材料 制備工藝和實(shí)施例1完全相同，區(qū)別是使用本對(duì)比例I制備的未改性的酚醛樹脂膠黏劑。3、纖維保溫材料樣品測(cè)試
按照上述方法制備得到的纖維保溫材料，根據(jù)要求進(jìn)行纖維保溫材料膠含量測(cè)試、阻燃級(jí)別測(cè)試、力學(xué)強(qiáng)度垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度測(cè)試和導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例2
1、使用采購的水溶性酚醛膠黏劑作為A組分制備改性酚醛樹脂膠黏劑取從海門興虹化工有限公司采購的水溶性酚醛樹脂膠黏劑(固含量為40.1%) 100份加入攪拌釜攪拌并升溫到37°C，然后按干物質(zhì)含量的質(zhì)量配比計(jì)，A (酚醛樹脂膠黏劑):B (多聚磷酸鈉):C(季戊四醇)=100:7:4的比例依次加入多聚磷酸鈉和季戊四醇，均勻攪拌20min后過濾去除可能存在的少量不溶物，得到改性酚醛樹脂膠黏劑。2、使用改性酚醛樹脂膠黏劑-玄武巖纖維針刺氈制備無機(jī)纖維保溫材料
制備工藝和實(shí)施例1完全相同，區(qū)別是使用本實(shí)施例2制備的改性酚醛樹脂膠黏劑制備無機(jī)纖維保溫材料，并且使用去離子水充分稀釋至固含量為3.9%的均勻溶液。3、纖維保溫材料樣品測(cè)試
按照上述方法制備得到的纖維保溫材料，根據(jù)要求進(jìn)行纖維保溫材料膠含量測(cè)試、阻燃級(jí)別測(cè)試、力學(xué)強(qiáng)度垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度測(cè)試和導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表I。對(duì)比例2
1、直接使用采購的水溶性酚醛樹脂膠黏劑-玄武巖纖維針刺氈制備無機(jī)纖維保溫材
料
制備工藝和實(shí)施例2完全相同，區(qū)別是直接使用從海門興虹化工有限公司采購的水溶性酚醛樹脂膠黏劑。2、纖維保溫材料樣品測(cè)試
按照上述方法制備得到的纖維保溫材料，根據(jù)要求進(jìn)行纖維保溫材料膠含量測(cè)試、阻燃級(jí)別測(cè)試、力學(xué)強(qiáng)度垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度測(cè)試和導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例3
1、使用采購的水溶性酚醛膠黏劑作為A組分制備改性酚醛樹脂膠黏劑取從海門興虹化工有限公司采購的水溶性酚醛樹脂膠黏劑(固含量為40.1%) 100份加入攪拌釜攪拌并升溫到37°C，然后按干物質(zhì)含量的質(zhì)量配比計(jì)，A (酚醛樹脂膠黏劑):B(多聚磷酸鈉):C (季戊四醇)=100:15:3的比例依次加入多聚磷酸鈉和季戊四醇，均勻攪拌20min后過濾去除可能存在的少量不溶物，得到改性酚醛樹脂膠黏劑。2、使用改性酚醛樹脂膠黏劑-玄武巖纖維針刺氈制備無機(jī)纖維保溫材料
制備工藝和實(shí)施例1完全相同，區(qū)別是膠黏劑使用本實(shí)施例3制備的改性酚醛樹脂膠黏劑，并且使用去離子水充分稀釋至固含量為5.6%的均勻溶液。3、纖維保溫材料樣品測(cè)試
按照上述方法制備得到的纖維保溫材料，根據(jù)要求進(jìn)行纖維保溫材料膠含量測(cè)試、阻燃級(jí)別測(cè)試、力學(xué)強(qiáng)度垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度測(cè)試和導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表I。對(duì)比例3 1、直接使用采購的水溶性酚醛樹脂膠黏劑制備無機(jī)纖維保溫材料制備工藝和實(shí)施例3完全相同，區(qū)別是膠黏劑直接使用從海門興虹化工有限公司采購的水溶性酚醛樹脂膠黏劑。2、纖維保溫材料樣品測(cè)試
按照上述方法制備得到的纖維保溫材料，根據(jù)要求進(jìn)行纖維保溫材料膠含量測(cè)試、阻燃級(jí)別測(cè)試、力學(xué)強(qiáng)度垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度測(cè)試和導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例4
使用和實(shí)施例1完全相同的改性樹脂膠黏劑、無機(jī)纖維保溫材料制備工藝和測(cè)試方法，唯一區(qū)別是本實(shí)施例是使用采購的巖棉替換實(shí)施例1的玄武巖纖維針刺氈作為纖維材料。對(duì)比例4
使用和對(duì)比例I完全相同的樹脂膠黏劑、無機(jī)纖維保溫材料制備工藝和測(cè)試方法，唯一區(qū)別是本對(duì)比例是使用采購的巖棉替換對(duì)比例I的玄武巖纖維針刺氈作為纖維材料。實(shí)施例51、使用采購的水溶性酚醛膠黏劑作為A組分制備改性酚醛樹脂膠黏劑取從海門興虹化工有限公司采購的水溶性酚醛樹脂膠黏劑(固含量為40.1%) 100份加入攪拌釜攪拌并升溫到37°C，然后按干物質(zhì)含量的質(zhì)量配比計(jì)，A (酚醛樹脂膠黏劑):C (新戊二醇)=100:1.5的比例加入新戊二醇，均勻攪拌20min后過濾去除可能存在的少量不溶物，得到改性酚醛樹脂膠黏劑。2、使用改性酚醛樹脂膠黏劑-巖棉制備無機(jī)纖維保溫材料
制備工藝和實(shí)施例1完全相同，區(qū)別是使用采購的巖棉替換實(shí)施例1的玄武巖纖維針刺氈作為纖維材料，膠黏劑使用本實(shí)施例5制備的改性酚醛樹脂膠黏劑，并且使用去離子水充分稀釋至固含量為2.6%的均勻溶液。3、纖維保溫材料樣品測(cè)試
按照上述方法制備得到的纖 維保溫材料，根據(jù)要求進(jìn)行纖維保溫材料膠含量測(cè)試、阻燃級(jí)別測(cè)試、力學(xué)強(qiáng)度垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度測(cè)試和導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表I。對(duì)比例5
1、直接使用采購的水溶性酚醛樹脂膠黏劑-巖棉制備無機(jī)纖維保溫材料制備工藝和實(shí)施例5完全相同，區(qū)別是直接使用從海門興虹化工有限公司采購的水溶性酚醛樹脂膠黏劑。2、纖維保溫材料樣品測(cè)試
按照上述方法制備得到的纖維保溫材料，根據(jù)要求進(jìn)行纖維保溫材料膠含量測(cè)試、阻燃級(jí)別測(cè)試、力學(xué)強(qiáng)度垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度測(cè)試和導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例6
1、使用采購的水溶性酚醛膠黏劑作為A組分制備改性酚醛樹脂膠黏劑取從海門興虹化工有限公司采購的水溶性酚醛樹脂膠黏劑(固含量為40.1%) 100份加入攪拌釜攪拌并升溫到37°C，然后按干物質(zhì)含量的質(zhì)量配比計(jì)，A (酚醛樹脂膠黏劑):B (多聚磷酸銨)=100:6的比例加入多聚磷酸銨，均勻攪拌20min后過濾去除可能存在的少量不溶物，得到改性酚醛樹脂膠黏劑。2、使用改性酚醛樹脂膠黏劑-巖棉制備無機(jī)纖維保溫材料
制備工藝和實(shí)施例2完全相同，區(qū)別是使用采購的巖棉替換實(shí)施例2的玄武巖纖維針刺氈作為纖維材料，膠黏劑使用本實(shí)施例6制備的改性酚醛樹脂膠黏劑。3、纖維保溫材料樣品測(cè)試
按照上述方法制備得到的纖維保溫材料，根據(jù)要求進(jìn)行纖維保溫材料膠含量測(cè)試、阻燃級(jí)別測(cè)試、力學(xué)強(qiáng)度垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度測(cè)試和導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表I。對(duì)比例6
1、直接使用采購的水溶性酚醛樹脂膠黏劑-巖棉制備無機(jī)纖維保溫材料制備工藝和實(shí)施例6完全相同，區(qū)別是直接使用從海門興虹化工有限公司采購的水溶性酚醛樹脂膠黏劑。2、纖維保溫材料樣品測(cè)試
按照上述方法制備得到的纖維保溫材料，根據(jù)要求進(jìn)行纖維保溫材料膠含量測(cè)試、阻燃級(jí)別測(cè)試、力學(xué)強(qiáng)度垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度測(cè)試和導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表I。從下述表I的實(shí)施例和對(duì)比例實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，本發(fā)明的改性酚醛樹脂膠黏劑采用多聚磷酸鹽和多元醇交聯(lián)劑配合協(xié)同改性酚醛樹脂膠黏劑，用于制備纖維保溫材料制品，所得的制品在具有優(yōu)越的FST特性和隔熱性能的同時(shí)，還具有更好的力學(xué)性能。表I實(shí)施例和對(duì)比例實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種可用于制備無機(jī)纖維保溫材料的高FST特性改性酚醛樹脂膠黏劑，其特征在于其包含A、B和C三個(gè)組分，其中A組分為酚醛樹脂膠黏劑，B組分為多聚磷酸鹽FST改性劑，C組分為多元醇交聯(lián)劑，按它們的干物質(zhì)含量的質(zhì)量配比計(jì)算，A:B =C=IOO:Γ20:0.5 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于制備無機(jī)纖維保溫材料的高FST改性酚醛膠黏劑，其特征在于所述的無機(jī)纖維選自于巖棉、礦渣棉、玻璃棉、陶瓷纖維、玄武巖纖維中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于制備無機(jī)纖維保溫材料的高FST改性酚醛膠黏劑，其特征在于A組分酚醛樹脂膠黏劑為使用堿性催化劑制備得到的水溶性熱固性酚醛樹脂，所用的堿性催化劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化壩、氫氧化鎂中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于制備無機(jī)纖維保溫材料的高FST改性酚醛膠黏劑，其特征在于B組分選自于一種或者多種可溶于水的多聚磷酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于制備無機(jī)纖維保溫材料的高FST改性酚醛膠黏劑，其特征在于B組分多聚磷酸鹽選自多聚磷酸銨、多聚磷酸鈉和多聚磷酸鉀中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于制備無機(jī)纖維保溫材料的高FST改性酚醛膠黏劑，其特征在于B組分多聚磷酸鹽的數(shù)均分子量為500-3500。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于制備無機(jī)纖維保溫材料的高FST改性酚醛膠黏劑，其特征在于C組分多元醇交聯(lián)劑選自于甘油、新戊二醇、乙二醇、季戊四醇中的一種或多種。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于制備無機(jī)纖維保溫材料的高FST特性改性酚醛樹脂膠黏劑的制備方法，其特征在于: (1)、加熱反應(yīng)釜至30-5(TC并保溫，然后將100份酚類原料加熱使其融化后投入反應(yīng)釜中，同時(shí)啟動(dòng)反應(yīng)釜攪拌 ，然后依次向反應(yīng)釜加入1-20份堿性催化劑和50-150份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛水溶液，并逐漸升溫至55-85°C并保溫30min-120min ； (2)、向反應(yīng)釜中分別連續(xù)、緩慢、均勻加入50-150份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛水溶液，滴加速度控制在2.5-3.5個(gè)小時(shí)內(nèi)完成； (3)、甲醛溶液滴加完畢后，保溫30-90min，然后每隔20min測(cè)試水溶性酚醛樹脂的固含量，當(dāng)酚醛樹脂的固含量達(dá)到50%時(shí)即可降溫到35-40°C，然后依次加入B組分多聚磷酸鹽和C組分多元醇交聯(lián)劑，均勻攪拌10-30min后過濾去除可能存在的少量不溶物，即得到改性酚醛樹脂膠黏劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可用于制備無機(jī)纖維保溫材料的高FST特性改性酚醛樹脂膠黏劑及制備方法，高FST特性改性酚醛樹脂膠黏劑包含A、B和C三個(gè)組分，其中A組分為酚醛樹脂膠黏劑，B組分為多聚磷酸鹽FST改性劑，C組分為多元醇交聯(lián)劑，按它們的干物質(zhì)含量的質(zhì)量配比計(jì)算，ABC=1001~200.5~5。相比于傳統(tǒng)酚醛樹脂膠黏劑，用本發(fā)明的改性膠黏劑制備纖維保溫材料，所得的制品在具有優(yōu)越的FST特性和隔熱性能的同時(shí)，還具有更好的力學(xué)性能。
文檔編號(hào)C08K5/053GK103194037SQ20131009116
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者李炳泉, 吳智深, 胡顯奇, 劉建勛, 朱中國 申請(qǐng)人:江蘇綠材谷新材料科技發(fā)展有限公司