一種阻燃型酚醛泡沫板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種阻燃型酚醛泡沫板，其制備過程如下：將50~70重量份的堿性酚醛樹脂、7~30重量份的阻燃劑、5~15重量份的發(fā)泡劑、15~30重量份的水和10~30重量份的固化劑混合，得到酚醛樹脂發(fā)泡體系；將上述酚醛樹脂發(fā)泡體系一次進(jìn)行加熱發(fā)泡、固化成型和后固化處理得到酚醛泡沫板，所述加熱發(fā)泡的溫度為40℃~80℃，濕度為40%~90%，時間為2~4小時。本發(fā)明是對酚醛樹脂發(fā)泡的時候進(jìn)行的改性，在不降低其力學(xué)性能的前提下，提高阻燃性能，并且改善了其大規(guī)模生產(chǎn)的成本問題。
【專利說明】一種阻燃型酚醛泡沬板

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑節(jié)能新材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種酚醛樹脂與阻燃劑混合發(fā)泡 的技術(shù)與方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在全球金融危機(jī)影響下，我國國民經(jīng)濟(jì)能否保持持續(xù)穩(wěn)定的高速發(fā)展，能源問題 已成為一個突出的矛盾。我國有目前世界上最大的建筑市場，既有建筑面積400億平方米， 每年新增建筑量20億平方米，而目前我國新建筑中95%以上仍是高能耗建筑，建筑能耗已 經(jīng)達(dá)到全社會能耗的27%。若不采取節(jié)能措施，到2020年將有50%全國能源消耗在建筑上。 據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，我國建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能普遍較低，外墻和窗口的熱導(dǎo)率系數(shù)為同等 發(fā)達(dá)國家的:T4倍，外墻單位建筑面積耗能要高出4~5倍，我國建筑單位面積總熱量為氣候 條件接近的發(fā)達(dá)國家高出2飛倍。由此表明我國建筑節(jié)能的潛能很大，根據(jù)建設(shè)部建筑節(jié) 能的總體目標(biāo)：到2010年全國城鎮(zhèn)新建建筑實現(xiàn)節(jié)能50%，對既有建筑節(jié)能改造大城市完 成25%，中等城市完成15%，小城市完成10%。到2020年北方和沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)新建筑實 現(xiàn)節(jié)能65%。由此表明建筑節(jié)能已成為影響我國能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略決策的關(guān)鍵因素，也是 我國持久的不可動搖的國策。
[0003] 在我國近30年建筑行業(yè)和工業(yè)制造行業(yè)發(fā)展歷程中，保溫材料經(jīng)歷了傳統(tǒng)無機(jī) 材料和有機(jī)合成材料兩個階段，為我國建筑節(jié)能做出了巨大貢獻(xiàn)，可是上述墻體保溫材料 都存在缺點。無機(jī)保溫材料生產(chǎn)加工過程能耗巨大、全天候長期使用保溫效果不穩(wěn)定、施工 工藝復(fù)雜、尤其是材料使用過程及用后處理對環(huán)境和人體有害，以至于在某些場合甚至某 些國家被禁止使用；傳統(tǒng)的聚苯板、聚氨酯泡沫板具有的優(yōu)異保溫效果，在中國目前的墻體 保溫材料市場中廣泛使用，但是不具備安全的防火性能，尤其是燃燒時產(chǎn)生毒氣，其實此類 材料的使用在發(fā)達(dá)國家早已經(jīng)被限制在極小的應(yīng)用領(lǐng)域。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種酚醛樹脂與阻燃劑混合發(fā)泡的 技術(shù)與方法，該方法能不降低現(xiàn)有酚醛泡沫發(fā)泡技術(shù)制備的酚醛泡沫板的力學(xué)性能的同 時，增加阻燃性能，并節(jié)省原料，降低生產(chǎn)成本。
[0005] -種阻燃型酚醛泡沫板，包括如下原料，按重量份配比：堿性酚醛樹脂50~70份； 阻燃劑疒30份；發(fā)泡劑5?15份；水15?30份；固化劑1(T30份；穩(wěn)定劑3?10份； 優(yōu)選的，所述的穩(wěn)定劑為聚乙烯醇，聚乙烯基吡咯烷酮，聚乙二醇的任意一種或幾種的 組合。
[0006] 優(yōu)選的，還包括:T20重量份的高活性改性劑，所述高活性改性劑為聚氨酯、聚氨 酯預(yù)聚體、環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧樹脂中的任意一種或幾種的組合。
[0007] 優(yōu)選的，所述阻燃劑為四溴雙酚A、八溴醚、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷中的任意一 種或幾種的組合。
[0008] 優(yōu)選的，所述發(fā)泡劑為正戊烷、異己烷、正己烷、環(huán)戊烷和石油醚中的任意一種或 幾種的組合。
[0009] 優(yōu)選的，所述固化劑由有機(jī)酸和無機(jī)酸組成，所述的有機(jī)酸為對苯磺酸、苯酚磺 酸、二甲苯磺酸和醋酸中的一種或多種，所述無機(jī)酸為硫酸、磷酸和鹽酸中任意一種或幾種 的組合。
[0010] 優(yōu)選的，所述堿性酚醛樹脂按照如下方法制備：在堿性催化劑的作用下將苯酚、甲 醛、含有氨基的有機(jī)化合物和含有磷基有機(jī)化合物進(jìn)行反應(yīng)，得到堿性酚醛樹脂。
[0011] 一種阻燃型酚醛泡沫板的制備方法，將50~70重量份的堿性酚醛樹脂、7~30重量 份的阻燃劑、5~15重量份的發(fā)泡劑、15~30重量份的水和KT30重量份的固化劑，3~10重量 份的穩(wěn)定劑份混合，得到酚醛樹脂發(fā)泡體系； 將上述酚醛樹脂發(fā)泡體系一次進(jìn)行加熱發(fā)泡、固化成型和后固化處理得到酚醛泡沫 板，所述加熱發(fā)泡的溫度為40°C?80°C，濕度為409T90%，時間為2?4小時。
[0012] 本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在原有的酚醛樹脂發(fā)泡的基礎(chǔ)上加 入了阻燃劑，提高了酚醛泡沫板的阻燃性能，將溫度控制在40°C~80°C，能大大的降低批量 生產(chǎn)時的能耗。同時，由于阻燃劑的加入，增大了原有酚醛樹脂發(fā)泡板的孔徑大小，使其密 度得到降低，但在阻燃性能方面卻比原有的酚醛樹脂泡沫板更為提高。因此，此項發(fā)明在不 降低酚醛泡沫板力學(xué)性能的前提下，提高其阻燃性能，同時還降低密度，降低成本。實驗表 明，采用本發(fā)明提供的方法制備的酚醛泡沫板，抗壓強(qiáng)度>0.15 MPa，拉伸強(qiáng)度>0.1 MPa，導(dǎo) 熱系數(shù)〈0.025 W/m*K。同時保持較好的阻燃等級為B1級(難燃級)。

【具體實施方式】
[0013] 一種阻燃型酚醛泡沫板的制備方法，包括以下步驟： 將50~70重量份的堿性酚醛樹脂、7~30重量份的阻燃劑、5~15重量份的發(fā)泡劑、15~30 重量份的水和KT30重量份的固化劑混合，在溫度為50°C ~90°C，濕度為409T90%的環(huán)境下 加熱發(fā)泡，固化成型，得到酚醛泡沫板。
[0014] 作為優(yōu)選方案，本發(fā)明首先將阻燃劑、酚醛樹脂、穩(wěn)定劑混合，然后高速攪拌均勻 后，再加入發(fā)泡劑并混合均勻，再加入水，固化劑，混合均勻后倒入模具中，發(fā)泡固化成型， 反應(yīng)溫度優(yōu)選為40°c?80°C，更優(yōu)選為50°C?70°C，最優(yōu)選為60°C?70°C。
[0015] 本發(fā)明所使用的酚醛樹脂優(yōu)選為堿性酚醛樹脂，所述的堿性酚醛樹脂為一種低 吸水率改性酚醛樹脂，制備方法為：將苯酚、甲醛、含有氨基的有機(jī)化合物和含磷有機(jī)化合 物混合，在堿性催化劑的條件下反應(yīng)，得到堿性酚醛樹脂。所述堿性酚醛樹脂用量優(yōu)選為 5(T70重量份，更優(yōu)選為6(T70重量份。
[0016] 本發(fā)明所使用的阻燃劑優(yōu)選為四溴雙酚A、八溴醚、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷中 的一種或多種。所使用阻燃劑用量優(yōu)選為疒30重量份，更優(yōu)選為疒20重量份，最優(yōu)選為 12?20重量份。
[0017] 發(fā)泡劑是制取酚醛泡沫的重要組分，是使酚醛泡沫產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，本發(fā)明 選用物理發(fā)泡劑在，物理發(fā)泡劑在參與發(fā)泡過程中，本身沒有發(fā)生化學(xué)變化，只是通過物理 狀態(tài)的改變，產(chǎn)生大量氣體。本發(fā)明所使用的發(fā)泡劑優(yōu)選為低沸點烷烴，更優(yōu)選為正戊烷、 異戊烷、正己烷、環(huán)戊烷、石油醚中的一種或多種。所述發(fā)泡劑用量優(yōu)選為5~15重量份，更 優(yōu)選的為1(T15重量份。
[0018] 酚醛泡沫板在發(fā)泡固化過程中需要吸收熱量，固化周期較長，通常加入酸作為固 化劑，固化劑作用是促進(jìn)放熱反應(yīng)，加速發(fā)泡固化。無機(jī)酸價格低，但由于純度高，固化速度 過快，因此本發(fā)明選擇的固化劑為PH=2的無機(jī)酸。無機(jī)酸優(yōu)選為硫酸、磷酸和鹽酸，更優(yōu)選 為硫酸。
[0019] 為了使反應(yīng)順利進(jìn)行，本發(fā)明還加入了穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷 酮、聚乙二醇其一種或復(fù)配。
[0020] 酚醛樹脂發(fā)泡體系中還可加入3~20重量份的高活性改性劑，所述高活性改性劑 優(yōu)選為5~15重量份，更優(yōu)選為5~10重量份。高活性改性劑可以與酚醛樹脂中的羥基發(fā)生 交聯(lián)反應(yīng)，增加酚醛樹脂內(nèi)部的應(yīng)力，增加其強(qiáng)度。所述高活性改性劑優(yōu)選為氨酯、聚氨酯 預(yù)聚體、環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧樹脂中的一種或多種，更優(yōu)選的為聚氨酯預(yù)聚體。
[0021] 本發(fā)明將酚醛樹脂、阻燃劑、穩(wěn)定劑、高活性改性劑混合，然后高速攪拌均勻后，再 加入發(fā)泡劑并混合均勻，再加入固化劑，然后將混合物混合均勻后倒入模具中，固化成型的 條件為反應(yīng)溫度控制為40°C?80°C 為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下結(jié)合實施案例對本發(fā)明提供的酚醛泡沫板進(jìn)行詳細(xì)描 述。
[0022] 實施例1 : 按重量份數(shù)計算，每一克為一份，稱量各組成原料： 可發(fā)泡堿性酚醛樹脂70份，不添加阻燃劑，正戊烷12份，水20份，PH=2的硫酸20份， 聚乙二醇3份，聚氨酯預(yù)聚物5份。
[0023] 將攪拌得到的原料混合物倒在模具中，在溫度70°C，濕度50%的恒溫箱里進(jìn)行發(fā) 泡固化持續(xù)時間為2小時。得到酚醛泡沫板之后，再在室溫下進(jìn)行晾干，得到所需要的純酚 醒泡沫板。
[0024] 實施例2 : 按重量份數(shù)計算，每一克為一份，稱量各組成原料： 可發(fā)泡堿性酚醛樹脂63份，四溴雙酚A 7份，正戊烷12份，水20份，PH=2的硫酸20 份，聚乙二醇3份，聚氨酯預(yù)聚物5份。
[0025] 將攪拌得到的原料混合物倒在模具中，在溫度70°C，濕度50%的恒溫箱里進(jìn)行發(fā) 泡固化持續(xù)時間為2小時。得到酚醛泡沫板之后，再在室溫下進(jìn)行晾干，得到所需要的用阻 燃劑改性的酚醛泡沫板。
[0026] 實施例3 : 按重量份數(shù)計算，每一克為一份，稱量各組成原料： 可發(fā)泡堿性酚醛樹脂56份，四溴雙酚A 14份，正戊烷12份，水20份，PH=2的硫酸20 份，聚乙二醇3份，聚氨酯預(yù)聚物5份。
[0027] 將攪拌得到的原料混合物倒在模具中，在溫度70°C，濕度50%的恒溫箱里進(jìn)行發(fā) 泡固化持續(xù)時間為2小時。得到酚醛泡沫板之后，再在室溫下進(jìn)行晾干，得到所需要的用阻 燃劑改性的酚醛泡沫板。
[0028] 實施例4 : 按重量份數(shù)計算，每一克為一份，稱量各組成原料： 可發(fā)泡堿性酚醛樹脂49份，四溴雙酚A 21份，正戊烷12份，水20份，PH=2的硫酸20 份，聚乙二醇3份，聚氨酯預(yù)聚物5份。
[0029] 將攪拌得到的原料混合物倒在模具中，在溫度70°C，濕度50%的恒溫箱里進(jìn)行發(fā) 泡固化持續(xù)時間為2小時。得到酚醛泡沫板之后，再在室溫下進(jìn)行晾干，得到所需要的用阻 燃劑改性的酚醛泡沫板。
[0030] 實施例5 : 按重量份數(shù)計算，每一克為一份，稱量各組成原料： 可發(fā)泡堿性酚醛樹脂42份，四溴雙酚A 28份，正戊烷12份，水20份，PH=2的硫酸20 份，聚乙二醇3份，聚氨酯預(yù)聚物5份。
[0031] 將攪拌得到的原料混合物倒在模具中，在溫度70°C，濕度50%的恒溫箱里進(jìn)行發(fā) 泡固化持續(xù)時間為2小時。得到酚醛泡沫板之后，再在室溫下進(jìn)行晾干，得到所需要的用阻 燃劑改性的酚醛泡沫板。
[0032] 對所屬酚醛泡沫板進(jìn)行測試，結(jié)果參見表1，表1為本發(fā)明實施例提供的酚醛泡沫 板的測試結(jié)果。
[0033] 表1本發(fā)明實施例提供的酚醛泡沫板的測試結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種阻燃型酚醛泡沫板，其特征在于，包括如下原料，按重量份配比：堿性酚醛樹脂 50?70份；阻燃劑疒30份；發(fā)泡劑5?15份；水15?30份；固化劑1(T30份；穩(wěn)定劑3?10份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃型酚醛泡沫板，其特征在于：所述的穩(wěn)定劑為聚乙 烯醇，聚乙烯基吡咯烷酮，聚乙二醇的任意一種或幾種的組合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃型酚醛泡沫板，其特征在于：還包括3~20重量份的 高活性改性劑，所述高活性改性劑為聚氨酯、聚氨酯預(yù)聚體、環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧樹脂中的 任意一種或幾種的組合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃型酚醛泡沫板，其特征在于：所述阻燃劑為四溴雙 酚A、八溴醚、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷中的任意一種或幾種的組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的的一種阻燃型酚醛泡沫板，其特征在于：所述發(fā)泡劑為正戊 烷、異己烷、正己烷、環(huán)戊烷和石油醚中的任意一種或幾種的組合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃型酚醛泡沫板，其特征在于：所述固化劑由有機(jī)酸 和無機(jī)酸組成，所述的有機(jī)酸為對苯磺酸、苯酚磺酸、二甲苯磺酸和醋酸中的一種或多種， 所述無機(jī)酸為硫酸、磷酸和鹽酸中任意一種或幾種的組合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的一種阻燃型酚醛泡沫板，其特征在于：所述堿性酚醛樹脂按照如下方法制備：在堿性催化劑的作用下將苯酚、甲醛、含有氨基的有 機(jī)化合物和含有磷基有機(jī)化合物進(jìn)行反應(yīng)，得到堿性酚醛樹脂。
8. -種如權(quán)利要求1所述的阻燃型酚醛泡沫板的制備方法，其特征在于：按權(quán)利要求 1所述各組分的重量份數(shù)將堿性酚醛樹脂、阻燃劑、發(fā)泡劑、水、固化劑、穩(wěn)定劑混合，得到酚 醛樹脂發(fā)泡體系； 將上述酚醛樹脂發(fā)泡體系一次進(jìn)行加熱發(fā)泡、固化成型和后固化處理得到酚醛泡沫 板，所述加熱發(fā)泡的溫度為40°C?80°C，濕度為409T90%，時間為2?4小時。
【文檔編號】C08K5/136GK104327452SQ201410654772
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】陳楓, 盧煥青, 錢云翔 申請人:錦州市好為爾保溫材料有限公司