酚醛泡沫保溫防火材料及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種酚醛泡沫保溫防火材料及其生產(chǎn)方法，采用可發(fā)性酚醛樹脂為主材，以麥芽糊、珍珠巖、脲醛樹脂、乳化劑、發(fā)泡劑、固化劑為配料，制備的酚醛硬質(zhì)泡沫保溫防火材料。與現(xiàn)有的同類保溫材料相比，本發(fā)明的酚醛硬質(zhì)泡沫保溫防火材料，即能有效保溫傳統(tǒng)酚醛泡沫保溫板自重輕、強度高、導(dǎo)熱系數(shù)小、煙密度低、熱值小的優(yōu)點，同時又有效地克服了其質(zhì)脆、韌性差、易掉渣的缺點，用明火灼燒只能在其表面形成一層碳化層而不會出現(xiàn)燃燒、變形現(xiàn)象。相比目前常用的外墻保溫材料EPS/XP/PU，最大的優(yōu)點是煙密度低、難燃和導(dǎo)熱系數(shù)低，其阻燃燒性能非常有明顯的提高，按GB8624-1997可達到A級。
【專利說明】酚醛泡沬保溫防火材料及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種保溫防火材料及其生產(chǎn)方法，特別是一種酚醛泡沫保溫防火材料及其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國實行建筑節(jié)能措施以來，外墻外保溫薄抹灰保溫體系得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]但該體系中的保溫材料EPS板(聚苯板)、XPS (擠塑聚苯板)的燃燒性能只能達到GB8624-1997要求的BI級標(biāo)準(zhǔn)，且阻燃時產(chǎn)生大量的有毒煙霧，嚴重制約了外墻外保溫薄抹灰體系在建筑節(jié)能工程中的應(yīng)用。
[0004]北京超然新型建材有限公司發(fā)明人王萬金等(以下稱北京超然)的膨脹珍珠巖阻燃保溫復(fù)合材料，是以膨脹珍珠巖為骨料，以泡沫材料粉末為填料，以水玻璃或酚醛樹脂、脲醛樹脂為膠粘劑，混合攪拌均勻后加入壓機中進行壓制成型。但其自重重量為204kg/m3。
[0005]北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院，發(fā)明人馬榴強等(以下稱北京聯(lián)合大學(xué))從重量組份上看其柱材料為熟蛭石和膨脹珍珠巖97?103組份，配料為耐熱性樹脂(酚醛樹脂、脲醛樹脂)重量組份占12?18組份其作用為粘接劑來制備阻火模塊，該產(chǎn)品自重為2500kg/m3，主要用于阻火磚、阻火泥、阻火墻、阻火包的生產(chǎn)，非建筑節(jié)能產(chǎn)品。上述產(chǎn)品均不適用于在外墻外保溫薄抹灰體系中代替EPS板。
[0006]酚醛泡沫保溫材料以具有自重輕、比強度高、熱導(dǎo)率小、阻燃性好的優(yōu)點成為首選，但是酚醛泡沫材料韌性差、質(zhì)脆、易掉渣，這些缺點制約著其在建筑節(jié)能工程中的應(yīng)用。而其它無機保溫材料，如巖棉、玻璃棉、水泥發(fā)泡板、硅酸鹽版、玻珠防火保溫板，因其自重重、導(dǎo)熱系數(shù)較高、憎水性差，保溫效果差等缺點，不適用于建筑節(jié)能工程外墻外保溫薄抹灰體系。
[0007]因此急需一種自重、強度、導(dǎo)熱系數(shù)與EPS板或XPS板接近或性能優(yōu)于其，燃燒性能又能達到A級的新材料，以替代EPS板或XPS板，用于建筑節(jié)能工程的外墻外保溫薄抹灰保溫體系中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是在傳統(tǒng)酚醛泡沫板在外墻外保溫薄抹灰體系應(yīng)用中出現(xiàn)的韌性差、質(zhì)脆、易掉渣的情況下，提供一種自重、強度、導(dǎo)熱系數(shù)與EPS板或XPS板接近，而燃燒性能又能達到A級的新材料及其生產(chǎn)方法，以替代EPS板或XPS板，用于建筑節(jié)能工程的外墻外保溫薄抹灰保溫體系中，具體說是一種保溫防火板及其生產(chǎn)方法，特別是一種酚醛泡沫保溫防火材料及其生產(chǎn)方法。
[0009]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:采用可發(fā)性酚醛樹脂為主材，以麥芽糊、珍珠巖、脲醛樹脂、乳化劑、發(fā)泡劑、固化劑為配料，制備的酚醛硬質(zhì)泡沫保溫防火板。
[0010]具體過程如下:取可發(fā)性酚醛樹脂95?105重量份倒入攪拌器中，再將麥芽糊9?12重量份、珍珠巖13?17重量份、脲醒樹脂4?6重量份、乳化劑4?6重量份、發(fā)泡劑5.5?7重量份、固化劑8?10重量份分別加入攪拌10?20分鐘，攪拌均勻后，置入模具中在30?60°C的烘干房中，烘干I?3小時，冷卻、脫模，即得到本發(fā)明的保溫防火材料。
[0011]所述的乳化劑為硅油。
[0012]所述的發(fā)泡劑為甲階段酚醛樹脂，甲階段酚醛樹脂通過以下過程得到:將苯酚和多聚甲醛按4:1?4:3的重量配比經(jīng)過第一段，溫度控制在75°C?80°C之間分批投料，時間控制在2小時之內(nèi)。第二段溫度控制在82°C?83°C基本恒溫，時間控制在3小時之內(nèi)。第三段溫度升至94?96°C，時間控制在半小時內(nèi)，然后將溫度迅速冷卻至70°C以下，生成高分子聚凝混合反應(yīng)物即為甲階段酚醛樹脂。
[0013]甲階段酚醛樹脂聚凝合成物中含有一元、二元、三元羥甲基苯酚，合成過程中應(yīng)控制其活性。即一元、二元、三元羥甲基苯酚的含量，對于酚醛發(fā)泡樹脂活性低較好，也就是二元、三元羥甲基苯酚的含量相對較多為好，無定量要求。
[0014]固化劑為:按重量取濃度40?60%的對甲苯黃酸溶液備4?6份，磷酸5?7份，與40?60%的硫酸溶液20?30份混合得到。
[0015]上述固化劑的配制過程最好如下:
取對甲苯黃酸固體用水溶解40?60%溶液備用，取濃度大于60%的硫酸溶液稀釋至40?60%備用；
取上述對甲苯黃酸溶液備4?6份與磷酸5?7份混合，制成混合液，再將稀釋至40?60%的硫酸溶液20?30份與上述的混合液混合，即制成固化劑。
[0016]與現(xiàn)有的同類保溫材料相比，本發(fā)明的酚醛硬質(zhì)泡沫保溫防火材料，即能有效保溫傳統(tǒng)酚醛泡沫保溫板自重輕、強度高、導(dǎo)熱系數(shù)小、煙密度低、熱值小的優(yōu)點，同時又有效地克服了其質(zhì)脆、韌性差、易掉渣的缺點，用明火灼燒只能在其表面形成一層碳化層而不會出現(xiàn)燃燒、變形現(xiàn)象。相比目前常用的外墻保溫材料EPS/XP/PU，最大的優(yōu)點是煙密度低、難燃和導(dǎo)熱系數(shù)低，其阻燃燒性能非常有明顯的提高，按GB8624-1997可達到A級。
[0017]本發(fā)明的保溫防火板經(jīng)各項試驗檢測表明，見圖1
表觀密度達到66.7kg/m3，大于《新疆維吾爾自治區(qū)硬質(zhì)酚醛泡沫板技術(shù)導(dǎo)則》下稱《導(dǎo)則》45kg/m3的要求。
[0018]導(dǎo)熱系數(shù)為0.033895W/ (m.k)滿足《導(dǎo)則》小于等于0.033W/ (m.k)的要求。
[0019]壓縮強度為0.362kpa是《導(dǎo)則》中要求的0.12kpa的三倍，強度提高克服了其質(zhì)脆。
[0020]尺寸穩(wěn)定性(70c±2C.7d)為彡0.3%小于《導(dǎo)則》中彡1.5%的要求。
[0021]改良后的酚醛硬質(zhì)泡沫保溫防火板是一種熱固性保溫材料，其固化形成獨立的封閉的微孔發(fā)泡體，泡孔直徑為50?80微米，吸水率彡2?3%小于《導(dǎo)則》中7%的要求，且不因吸水而降低保溫效果及其它不良變化。
[0022]燃燒性能明顯提高，在不使復(fù)合的情況下，可達到GB8624-1997中的A級材料的要求。圖2、圖3為兩個批次樣品檢測結(jié)果，受檢樣品規(guī)格為1000*190*40mm。
[0023]燃燒剩余長度最小值646mm,大于檢測標(biāo)準(zhǔn)200mm。
[0024]燃燒剩余長度平均值669mm,大于檢測標(biāo)準(zhǔn)350mm。
[0025]平均煙氣溫度123攝氏度，小于檢測標(biāo)準(zhǔn)125攝氏度。
[0026]煙密度等級1，小于檢測標(biāo)準(zhǔn)15。
[0027]熱值2.1mj/Kg，小于檢測標(biāo)準(zhǔn)4.2mJ/Kg。
[0028]同時，本發(fā)明的材料還具有以下優(yōu)點:
獨特的隔音和吸聲性能:改良后的酚醛硬質(zhì)泡沫保溫防火板自身具備獨立的和封閉的微孔發(fā)泡體，具有獨特的隔聲和吸聲效果，用其制作的裝飾一體板作為室內(nèi)的隔墻，隔聲評價量(Rwtc)低于住宅室內(nèi)噪聲波45dB，即保溫又隔聲防火。
[0029]耐候性能:改良后的酚醛硬質(zhì)泡沫保溫防火板在-160至180攝氏度范圍內(nèi)不變形、不老化、不變質(zhì)(允許間隙溫度達到250攝氏度)。
[0030]優(yōu)異的抗化學(xué)品腐蝕性:改良后的酚醛硬質(zhì)泡沫保溫防火板對各種酸、堿類化學(xué)品溶劑有很強的抵抗能力。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的酚醛硬質(zhì)泡沫保溫防火材料，既可取替EPS、XPS板用于建筑節(jié)能工程的外墻外保溫薄抹灰體系，滿足超高層建筑保溫體系的防火要求，也可以制作成保溫裝飾一體板，還可以用于構(gòu)筑EPS、XPS、PU外墻外保溫薄抹灰體系的防火隔離帶。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明一個批次次樣品關(guān)于表觀密度、導(dǎo)熱系數(shù)、壓縮強度等相關(guān)指標(biāo)的檢測結(jié)果。
[0033]圖2和圖3是本發(fā)明兩個批次次樣品關(guān)于燃燒剩余值、平均煙氣溫度、煙密度等級、熱值、燃燒性能等相關(guān)指標(biāo)的檢測結(jié)果，圖中受檢樣品規(guī)格為1000*190*40mm。

【具體實施方式】
[0034]實施例1:取可發(fā)性酚醛樹脂95重量份倒入攪拌器中，再將麥芽糊10重量份、珍珠巖13重量份、脲醛樹脂5重量份、硅油5重量份、甲階段酚醛樹脂5.5重量份、固化劑10重量份加入到攪拌罐中攪拌10?20分鐘，攪拌均勻后，置入模具中在50°C的烘干房中，烘干3小時，冷卻、脫模，即得到本發(fā)明的保溫防火材料。
[0035]本實施例及其后實施例中的甲階段酚醛樹脂均通過以下過程得到:將苯酚和多聚甲醛按4:1?4:3的重量配比經(jīng)過第一段，溫度控制在75°C?80°C之間分批投料，時間控制在2小時之內(nèi)。第二段溫度控制在82°C?83°C基本恒溫，時間控制在3小時之內(nèi)。第三段溫度升至94?96°C，時間控制在半小時內(nèi)，然后將溫度迅速冷卻至70°C以下，生成高分子聚凝混合反應(yīng)物即為甲階段酚醛樹脂。
[0036]甲階段酚醛樹脂聚凝合成物中含有一元、二元、三元羥甲基苯酚，合成過程中應(yīng)控制其活性。即一元、二元、三元羥甲基苯酚的含量，對于酚醛發(fā)泡樹脂活性低較好，也就是二元、三元羥甲基苯酚的含量相對較多為好，無定量要求。
[0037]本實施例有固化劑為:按重量取濃度40?60%的對甲苯黃酸溶液備4?6份，磷酸5?7份，與40?60%的硫酸溶液20?30份混合得到。
[0038]優(yōu)選通過如下過程配制:取對甲苯黃酸固體用水溶解40?60%溶液備用，取濃度大于60%的硫酸溶液稀釋至40?60%備用；取上述對甲苯黃酸溶液備4?6份與磷酸5?7份混合，制成混合液，再將稀釋至40?60%的硫酸溶液20?30份與上述的混合液混合，即制成固化劑。
[0039]實施例2:取可發(fā)性酚醛樹脂100重量份倒入攪拌器中，再將麥芽糊12重量份、珍珠巖15重量份、脲醛樹脂4重量份、硅油6重量份、甲階段酚醛樹脂7重量份、固化劑10重量份分別加入攪拌10分鐘，攪拌均勻后，置入模具中在30°C的烘干房中，烘干3小時，冷卻、脫模，即得到本發(fā)明的保溫防火材料。
[0040]實施例3:取可發(fā)性酚醛樹脂105重量份倒入攪拌器中，再將麥芽糊12重量份、珍珠巖13重量份、脲醛樹脂4重量份、乳化劑4重量份、發(fā)泡劑6重量份、固化劑8重量份分別加入攪拌15分鐘，攪拌均勻后，置入模具中在60°C的烘干房中，烘干3小時，冷卻、脫模，即得到本發(fā)明的保溫防火材料。
[0041]實施例4:取可發(fā)性酚醛樹脂105重量份倒入攪拌器中，再將麥芽糊9重量份、珍珠巖13重量份、脲醛樹脂4重量份、乳化劑6重量份、發(fā)泡劑5.5重量份、固化劑8重量份分別加入攪拌20分鐘，攪拌均勻后，置入模具中在40°C的烘干房中，烘干3小時，冷卻、脫模，即得到本發(fā)明的保溫防火材料。
[0042]實施例5:取可發(fā)性酚醛樹脂998重量份倒入攪拌器中，再將麥芽糊11重量份、珍珠巖16重量份、脲醛樹脂5重量份、乳化劑6重量份、發(fā)泡劑6重量份、固化劑9重量份分別加入攪拌18分鐘，攪拌均勻后，置入模具中在55°C的烘干房中，烘干2小時，冷卻、脫模，即得到本發(fā)明的保溫防火材料。
[0043]實施例6:取可發(fā)性酚醛樹脂102重量份倒入攪拌器中，再將麥芽糊12重量份、珍珠巖14重量份、脲醛樹脂6重量份、乳化劑4重量份、發(fā)泡劑5.5重量份、固化劑8重量份分別加入攪拌15分鐘，攪拌均勻后，置入模具中在60°C的烘干房中，烘干3小時，冷卻、脫模，即得到本發(fā)明的保溫防火材料。
[0044]實施例7:取可發(fā)性酚醛樹脂105重量份倒入攪拌器中，再將麥芽糊10重量份、珍珠巖15重量份、脲醛樹脂5重量份、乳化劑5重量份、發(fā)泡劑7重量份、固化劑10重量份分別加入攪拌20分鐘，攪拌均勻后，置入模具中50°C的烘干房中，烘干2小時，冷卻、脫模，即得到本發(fā)明的保溫防火材料。
[0045]實施例8:取可發(fā)性酚醛樹脂104重量份倒入攪拌器中，再將麥芽糊11重量份、珍珠巖16重量份、脲醛樹脂4重量份、乳化劑4重量份、發(fā)泡劑5.5重量份、固化劑8重量份分別加入攪拌20分鐘，攪拌均勻后，置入模具中在60°C的烘干房中，烘干3小時，冷卻、脫模，即得到本發(fā)明的保溫防火材料。
[0046]實施例9:取可發(fā)性酚醛樹脂103重量份倒入攪拌器中，再將麥芽糊10重量份、珍珠巖15重量份、脲醛樹脂5重量份、乳化劑5重量份、發(fā)泡劑5.5重量份、固化劑10重量份分別加入攪拌20分鐘，攪拌均勻后，置入模具中在45°C的烘干房中，烘干3小時，冷卻、脫模，即得到本發(fā)明的保溫防火材料。
[0047]實施例10:取可發(fā)性酚醛樹脂100重量份倒入攪拌器中，再將麥芽糊10重量份、珍珠巖15重量份、脲醛樹脂5重量份、乳化劑5重量份、發(fā)泡劑6重量份、固化劑9重量份分別加入攪拌20分鐘，攪拌均勻后，置入模具中在60°C的烘干房中，烘干3小時，冷卻、脫模，即得到本發(fā)明的保溫防火材料。
【權(quán)利要求】
1.一種酚醛泡沫保溫防火材料，其特征在于通過以下過程生產(chǎn)得到: 取可發(fā)性酚醛樹脂95?105重量份置入攪拌器中，再將麥芽糊9?12重量份、珍珠巖13?17重量份、脲醛樹脂4?6重量份、乳化劑4?6重量份、發(fā)泡劑5.5?7重量份、固化劑8?10重量份分別加入攪拌10?20分鐘，攪拌均勻后，置入模具中在30?60°C的烘干房中，烘干I?3小時，冷卻、脫模，即可； 所述的乳化劑為硅油， 所述的發(fā)泡劑為甲階段酚醛樹脂； 所述的固化劑為:按重量取濃度40?60%的對甲苯黃酸溶液備4?6份，磷酸5?7份，與40?60%的硫酸溶液20?30份混合得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酚醛泡沫保溫防火材料，其特征在于:所述的甲階段酚醛樹脂通過以下過程得到:將苯酚和多聚甲醛按4:1?4:3的重量配比經(jīng)過第一段，溫度控制在75°C?80°C之間分批投料，時間控制在2小時之內(nèi)；第二段溫度控制在82°C?83°C之間，時間控制在3小時之內(nèi)；第三段溫度升至94?96°C，時間控制在半小時內(nèi)，然后將溫度迅速冷卻至70°C以下，生成高分子聚凝混合反應(yīng)物即為甲階段酚醛樹脂。
3.一種酚醛泡沫保溫防火材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:包含以下工藝過程: 取可發(fā)性酚醛樹脂95?105重量份倒入攪拌器中，再將麥芽糊9?12重量份、珍珠巖13?17重量份、脲醛樹脂4?6重量份、乳化劑4?6重量份、發(fā)泡劑5.5?7重量份、固化劑8?10重量份分別加入攪拌10?20分鐘，攪拌均勻后，置入模具中在30?60°C的烘干房中，烘干I?3小時，冷卻、脫模，即可； 所述的乳化劑為硅油， 所述的發(fā)泡劑為甲階段酚醛樹脂； 所述固化劑為:按重量取濃度40?60%的對甲苯黃酸溶液備4?6份，磷酸5?7份，與40?60%的硫酸溶液20?30份混合得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的酚醛泡沫保溫防火材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的甲階段酚醛樹脂通過以下過程得到:將苯酚和多聚甲醛按4:1?4:3的重量配比經(jīng)過第一段，溫度控制在75V?80°C之間分批投料，時間控制在2小時之內(nèi)；第二段溫度控制在82V?83°C之間，時間控制在3小時之內(nèi)；第三段溫度升至94?96°C，時間控制在半小時內(nèi)，然后將溫度迅速冷卻至70°C以下，生成高分子聚凝混合反應(yīng)物即為甲階段酚醛樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的酚醛泡沫保溫防火材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的固化劑的配制過程如下: 取對甲苯黃酸固體用水溶解40?60%溶液備用，取濃度大于60%的硫酸溶液稀釋至40?60%備用； 取上述對甲苯黃酸溶液備4?6份與磷酸5?7份混合，制成混合液，再將稀釋至40?60%的硫酸溶液20?30份與上述的混合液混合，即制成固化劑。
【文檔編號】C08L3/02GK104327448SQ201410510871
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】彭定忠 申請人:彭定忠