一種環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料的制備方法
【專利摘要】一種環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料，質(zhì)量組成：甲階柔性酚醛樹脂100份，粘土20-50份，粉煤灰5-10份，發(fā)泡劑5-20份，表面活性劑2-10份；制備步驟：（1）將醛類化合物和酚類化合物以2.5-1.1：1在100-1000轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下混合均勻后加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH至1-3，再加入一定量的聚乙烯醇，反應(yīng)3-8小時后，加堿中和至pH為7，制備出甲階柔性酚醛樹脂；（2）將甲階柔性酚醛樹脂、粘土、粉煤灰與表面活性劑按一定比例在100-1000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速率下混合均勻，再加入發(fā)泡劑，在80-160℃條件下發(fā)泡可以保溫或維持溫度的條件下成型2-5小時。
【專利說明】一種環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料的制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑節(jié)能領(lǐng)域，具體是一種環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]德國首先將酚醛保溫材料應(yīng)用于航空工業(yè)上，此后，酚醛保溫材料在英國、法國、日本等國家相繼得到開發(fā)應(yīng)用于建筑行業(yè)中。美國聯(lián)合碳化合物公司在1945年開發(fā)低密度酚醛保溫材料的生產(chǎn)技術(shù)，使低密度酚醛保溫材料在多行業(yè)中得以推廣應(yīng)用。二戰(zhàn)后，以聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯為代表的保溫材料由于采用了連續(xù)化發(fā)泡生產(chǎn)工藝而快速發(fā)展，但隨著各國政府對建筑用保溫材料的防火性能開始重視，酚醛保溫材料以其絕熱性、難燃性、燃燒時低發(fā)煙性、高氧指數(shù)及尺寸穩(wěn)定性等方面優(yōu)良的特性，在近一、二十年來重新受到重視，其技術(shù)研究和應(yīng)用開發(fā)又重新活躍起來。酚醛保溫材料屬于熱固性硬質(zhì)泡沫，泡沫密度低、導(dǎo)熱系數(shù)低、使用溫度范圍大、尺寸穩(wěn)定性好，與聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯泡沫塑料相比，具有優(yōu)異的難燃、自熄、低煙霧、高耐火焰等優(yōu)點，以其優(yōu)異的特性，在防火、絕熱、花卉泥三個大方面得到廣泛應(yīng)用。
[0003]利用酚醛泡沫塑料的絕熱、抗化學(xué)腐蝕性制成的保溫材料，廣泛用于建筑、石油化工、食品、交通運輸?shù)刃袠I(yè)。適用于做賓館、公寓、醫(yī)院等高級建筑物的外墻外保溫板、室內(nèi)天花板襯里、房頂隔熱板等，節(jié)能效果極其明顯，是用在冷藏、冷庫的保冷以及石油化工、熱力工程等管網(wǎng)的理想保溫材料。
[0004]傳統(tǒng)酚醛泡沫板采取酸固化，存在滲酸、掉粉問題，嚴(yán)重制約了其應(yīng)用。采用無酸固化技術(shù)能夠有效解決滲酸問題，但現(xiàn)有無酸固化技術(shù)的溫度高于160°C，容易破壞酚醛自身機構(gòu)。酚醛掉渣、脫粉的主要原因在于機械強度不高，通過在酚醛樹脂中填充骨料能夠，目前尚無通過無機復(fù)合工藝解決酚醛的脫粉問題`以及在低于160°C溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)無酸固化的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種環(huán)保型酚醛保溫材料的制備方法，采用無酸固化有效解決了滲酸問題，通過無機復(fù)合工藝解決了酚醛的脫粉問題。首先采用懸浮法生產(chǎn)工藝制得可熔酚醛樹脂，然后在與粘土，粉煤灰混合后，運用無氟發(fā)泡技術(shù)均勻發(fā)泡，并通過復(fù)合催化劑固化技術(shù)最終制得酚醛保溫材料。
[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料，包括以下組成(質(zhì)量組成):
[0008]甲階柔性酚醛樹脂100份
粘土20-50份
粉煤灰 5-10份
發(fā)泡劑 5-20份
表面活性劑 2-10份
[0009]一種環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料，包括以下制備步驟:
[0010](I)將醛類化合物和酚類化合物以2.5-1.1:1在100-1000轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下混合均勻后加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH至1-3，再加入一定量的聚乙烯醇，反應(yīng)3-8小時后，加堿中和至PH為7，制備出甲階柔性酚醛樹脂。
[0011](2)將甲階柔性酚醛樹脂、粘土、粉煤灰與表面活性劑按一定比例在100-1000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速率下混合均勻，再加入一定量的發(fā)泡劑，在80-160°C條件下發(fā)泡可以保溫或維持溫度的條件下成型2-5小時。
[0012]發(fā)泡劑無須特別的限定，可以采用有機發(fā)泡劑或溶劑發(fā)泡劑等。
[0013]其中步驟(I)中所述的醛類化合物包括甲醛、多聚甲醛、三聚甲醛、乙醛、三聚乙醛和糠醛中的一種或幾種；酚類化合物包括苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚和雙酚A中的一種或幾種；聚乙烯醇加入量為總體的1-10% ;步驟(2)中所述的粘土為改性高嶺土，改性膨潤土，改性凹凸棒土，改性蒙脫土，改性伊利石土中的一種或幾種。步驟(2)中所述的表面活性劑為離子型表面活性劑或非離子型表面活性劑，或兩類表面活性劑的混合；離子型表面活性劑包括十二烷基磺酸鈉、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨的一種或幾種，非離子型表面活性劑包括山梨坦單硬脂酸酯、山梨糖醇酐單油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇硬脂酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚的一種或幾種；甲階柔`性酚醛樹脂與表面活性劑的比例為10-50:1 ;發(fā)泡劑為正戊烷、石油醚、偶氮二甲酰胺和N，N-二亞硝基五亞甲基四胺的一種或幾種；甲階柔性酚醛樹脂與發(fā)泡劑的比例為5-20:1。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:將特殊處理的甲階柔性酚醛樹脂與粘土、粉煤灰及與的發(fā)泡劑的良好結(jié)合，無酸固化，有效解決了滲酸問題，無機復(fù)合工藝解決了酚醛的脫粉問題，提高了產(chǎn)品的強度與韌性，降低了成本，有效利用粘土自然資源，也有效利用并提高了粉煤灰廢物利用率，且生產(chǎn)過程中的游離物、揮發(fā)物全部被中和，無污染物排放。
【具體實施方式】
[0015]1.取250g甲醒和IOOg苯酹在200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后,加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH至9,再加入3.5g聚乙烯醇。反應(yīng)6小時后,加堿中和至pH為7,制備出甲階柔性酚醛樹脂。取200g甲階柔性酚醛樹脂、50g改性膨潤土、15g粉煤灰與20g十二烷基磺酸鈉在200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后加入20g正戊烷在150°C下發(fā)泡成型5小時即可獲得環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料。
[0016]2.取IlOg乙醛和IOOg間苯二酚在1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后，加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH至8,再加入IOg聚乙烯醇。反應(yīng)8小時后,加堿中和至pH為7,制備出甲階柔性酚醛樹脂。取200g甲階柔性酚醛樹脂、40g改性高嶺土、30g改性凹凸棒土、20g粉煤灰與5g山梨坦單硬脂酸酯在1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后加入40g石油醚在100°C下發(fā)泡成型3小時即可獲得環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料。
[0017]3.取200g三聚甲醛和IOOg 二甲酚在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后，加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH至10,再加入20g聚乙烯醇。反應(yīng)8小時后,加堿中和至pH為7,制備出甲階柔性酚醛樹脂。取200g甲階柔性酚醛樹脂、20g改性高嶺土，20g改性伊利石土、IOg粉煤灰與20g聚氧乙烯失水山梨醇油酸酯在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后加入15g偶氮二甲酰胺在120°C下發(fā)泡成型2小時即可獲得環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料。
[0018]4.取150g多聚甲醒和IOOg雙酹A在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后,加入氫氧化納，調(diào)節(jié)pH至11，再加入IOg聚乙纟布醇。反應(yīng)6小時后，加喊中和至pH為7，制備出甲階柔性酚醛樹脂。取200g甲階柔性酚醛樹脂、IOOg改性蒙脫土、IOg粉煤灰與IOg十二烷基三甲基氯化銨和IOg聚氧乙烯失水山梨醇硬脂酸酯在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后加入25gN，N- 二亞硝基五亞甲基四胺在130°C下發(fā)泡成型3小時即可獲得環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料。
[0019]5.取IOOg三聚乙醛、50g糠醛和IOOg甲酚在800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后，加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH至8,再加入IOg聚乙烯醇。反應(yīng)4小時后,加堿中和至pH為7,制備出甲階柔性酚醛樹脂。取200g甲階柔性酚醛樹脂、80g改性凹凸棒土、17g粉煤灰與4g蓖麻油聚氧乙烯醚在800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后加入20g偶氮二甲酰胺在160°C下發(fā)泡成型5小時即可獲得環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材 料。
[0020]6.取250g甲醒和IOOg間苯二酹在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后,加入氫氧化納，調(diào)節(jié)pH至9，再加入14g聚乙纟布醇。反應(yīng)6小時后，加喊中和至pH為7，制備出甲階柔性酚醛樹脂。取200g甲階柔性酚醛樹脂，76g改性伊利石土、12g粉煤灰與4g十二烷基二甲基芐基氯化銨和4g烷基酚聚氧乙烯醚在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后加入30g石油醚在140°C下發(fā)泡成型3小時即可獲得環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料。
[0021]7.取150g乙醛、50g苯酚和50g雙酚A在800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后，加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH至11,再加入5g聚乙烯醇。反應(yīng)3小時后,加堿中和至pH為7,制備出甲階柔性酚醛樹脂。取200g甲階柔性酚醛樹脂、63g高嶺土、Ilg粉煤灰與18g脂肪醇聚氧乙烯醚在800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后加入25g正戊烷在100°C下發(fā)泡成型2小時即可獲得環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料。
[0022]8.取250g三聚甲醛和IOOg苯酚在200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后，加入氫氧化納，調(diào)節(jié)pH至11，再加入30g聚乙纟布醇。反應(yīng)6小時后，加喊中和至pH為7，制備出甲階柔性酚醛樹脂。取200g甲階柔性酚醛樹脂、23g膨潤土、59g凹凸棒土、17g粉煤灰與20g十二烷基磺酸鈉在200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后加入20gN，N- 二亞硝基五亞甲基四胺在80°C下發(fā)泡成型5小時即可獲得環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料。
[0023]9.取IOOg甲醛、IOOg糠醛和IOOg 二甲酚在200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后，加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH至9,再加入28g聚乙烯醇。反應(yīng)6小時后,加堿中和至pH為7,制備出甲階柔性酚醛樹脂。取200g甲階柔性酚醛樹脂、24g高嶺土、54g蒙脫土、18g粉煤灰與25g十二烷基磺酸鈉在200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后加入35g石油醚在160°C下發(fā)泡成型5小時即可獲得環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料。
[0024]10.取250g多聚甲醒和IOOg苯酹在200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后,加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH至9，再加入3.5g聚乙烯醇。反應(yīng)6小時后，加堿中和至pH為7，制備出甲階柔性酚醛樹脂。取200g甲階柔性酚醛樹脂、98g伊利石土、20g粉煤灰與20g山梨糖醇酐單油酸酯在200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合均勻后加入20g偶氮二甲酰胺在150°C下發(fā)泡成型3小時即可獲得環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料。[0025]雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料，其特征在于包括以下組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):甲階柔性酚醛樹脂100份粘土20-50份粉煤灰5-10份發(fā)泡劑5-20份表面活性劑2 10份。
2.一種環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料的制備方法，其特怔在于包括以下步驟: (1)將醛類化合物和酚類化合物以2.5-1.1:1重量比在100-1000轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下混合均勻后加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH至8-11，再加入一定量的聚乙烯醇，反應(yīng)3-8小時后，加堿中和至PH為7，制備出柔性甲階酚醛樹脂。 (2)將柔性甲階酚醛樹脂、粘土、粉煤灰與表面活性劑在100-1000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速率下混合均勻，再加入一定量的發(fā)泡劑，在80-160°C條件下發(fā)泡成型2-5小時； 步驟(I)中所述的醛類化合物包括甲醛、多聚甲醛、三聚甲醛、乙醛、三聚乙醛和糠醛中的一種或幾種；苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚和雙酚A中的一種或幾種； 步驟(I)中所述的聚乙烯醇加入量為醛類和酚類化合物總質(zhì)量的1_10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的粘土包括改性高嶺土，改性膨潤土，改性凹凸棒土，改性蒙脫土，改性伊利石土中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的表面活性劑為離子型表面活性劑或非離子型表面活性劑，或兩類表面活性劑的混合；離子型表面活性劑包括十二烷基磺酸鈉、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨的一種或幾種，非離子型表面活性劑包括山梨坦單硬脂酸酯、山梨糖醇酐單油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇硬脂酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)保型酚醛-無機復(fù)合保溫材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的發(fā)泡劑為正戊烷、石油醚、偶氮二甲酰胺和N，N-二亞硝基五亞甲基四胺的一種或幾種。
【文檔編號】C08K3/00GK103450630SQ201310346441
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】范平一, 鄭新宇, 張圣華 申請人:江蘇德明新材料有限公司