CN103289307A

CN103289307A - 一种高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法

Info

Publication number: CN103289307A
Application number: CN2012100470510A
Authority: CN
Inventors: 刘兵; 唐晓君; 吕晟楠; 张春衡
Original assignee: YINGKOU SOUNRUN NEW MATERIAL ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: YINGKOU SOUNRUN NEW MATERIAL ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明提供了一种高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法，将酚醛树脂防火保温板边角、废旧料，废弃橡胶粉，可发酚醛树脂，改性剂，表面活性剂，发泡剂混合，搅拌均匀后，再加入复合固化剂，搅拌后倒入模具，得酚醛树脂防火保温板；本发明采用双重改性剂的方法，减少了废弃橡胶与酚醛树脂防火保温板边角、废旧料对环境的污染，制备酚醛树脂防火保温板对能源的消耗，还提高了酚醛保温板的强度和韧性，降低了酚醛保温板的脆性，减少了工业成本，有利于提高经济效益，同时满足建筑物外墙施工(外墙保温***)的需要。

Description

一种高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法。

背景技术

目前所使用的建筑保温材料，如挤塑板、聚苯板等由于易燃、毒烟大、吸水性能差等缺点，存在安全隐患。酚醛泡沫由于具有原料易得、价格低廉、产品性能优良、难燃、自熄、低烟雾、防水透气性好等特点，能够更好的应用于外墙保温***，因此日益受到国内外建筑保温材料行业的重视。但现有技术酚醛泡沫的一个缺点是脆、抗拉强度不高，同时酚醛泡沫作为高分子材料中的一种，对能源的消耗，环境的污染也是十分严重，尤其随着酚醛泡沫保温板的生产越来越规模化，产业化。相应在生产过程中出现了大量的边角及废旧料，据统计，20年后仅仅中国就将出现几百万立以酚醛树脂防火保温板形式存在的建筑垃圾。怎样合理的回收再利用这些边角及废旧料的同时达到节能环保的目的，是一个意义深远又重大的课题。另外，随着我国汽车行业的飞速发展，废弃橡胶的再次利用也成为目前节能环保项目中热议的课题。技术领先的环境工程公司Malcolm Pimie公司对PolyDyne橡胶粉末所作的温室气体寿命循环分析指出，每10磅(1磅＝0.454kg)回收利用的橡胶粉末应用于合成聚合物中，就相当于可防止10磅二氧化碳排入大气。同时，相当于减少1 gal(1 gal＝3.785L)原油消耗。而我国已成为世界轮胎第一大生产国，废弃轮胎的产量也居世界第一，年废弃量超过3亿条。所以利用酚醛泡沫保温板边角、废旧料与废弃橡胶两大产业高分子废料，变废为宝，减少二少污染，制备一种节能环保型改性酚醛树脂防火保温板成为新时代节能环保最有意义的一大项目。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足和局限性，提供一种高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法，该方法以酚醛树脂防火保温板边角料或者废旧料为填料，废弃橡胶粉与乙二醇双重改性剂的方法，减少了废弃橡胶与酚醛树脂防火保温板边角、废旧料对环境的污染，制备酚醛树脂防火保温板对能源的消耗，还提高了酚醛保温板的强度和韧性，降低了酚醛保温板的脆性，减少了工业成本，有利于提高经济效益，同时满足建筑物外墙施工(外墙保温***)的需要。

本发明提供了一种高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法，将酚醛树脂防火保温板边角、废旧料，废弃橡胶粉，可发性酚醛树脂，改性剂，表面活性剂，发泡剂混合，搅拌均匀后，再加入复合固化剂，搅拌后倒入模具，得酚醛树脂防火保温板。

本发明提供的高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法，所述的酚醛树脂防火保温板边角、废旧料，废弃橡胶粉，可发酚醛树脂，改性剂，表面活性剂，发泡剂，复合固化剂这7种物质加入量的质量份数分别为：酚醛树脂防火保温板边角、废旧料10-30份，废弃橡胶粉10-20份，可发酚醛树脂100份，改性剂6-15份，表面活性剂3-8份，发泡剂3-8份，复合固化剂14-22份。

本发明中的可发酚醛树脂制备方法如下：通过将苯酚/甲醛按1mol∶1.8mol加入装有搅拌器，温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中，开动搅拌器并用水浴加热。待反应液为40℃时，用20％的NaOH水溶液调节pH值到8之间，继续加热到60℃并保持一小时，再升温并控制在80℃～90℃之间反应120min后停止加热，用冷水浴使混合物迅速降温到70℃下，用酸调节pH值到6.8～7.2，减压脱水即得到可发泡性酚醛树脂。

本发明提供的高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法，所述的酚醛树脂原料中混入酚醛树脂防火保温板边角、废旧料。所述废弃橡胶粉来源废弃轮胎，其粒径范围为44-105μm。所述改性剂为乙二醇。所述表面活性剂为硅油H230。所述发泡剂为正戊烷。所述复合固化剂为二甲苯磺酸、硫酸、硼酸的组合，其中溶剂为水、乙醇组合。

本发明中的所有组分均可在国内市场购得或购得后制得。

本发明中废弃橡胶粉改性酚醛树脂的机理：①橡胶增韧酚醛树脂属物理掺混改性，但由于弹性体通常带有活性的端基(如羧基、羟基等)和双键，能与甲阶酚醛树脂中的羟甲基发生不同程度的接枝或嵌段共聚反应。这种接枝或嵌段共聚反应在酚醛刚性分子结构中引入了柔韧性链段，从根本上改变了可发酚醛树脂的刚性分子结构，从而提高了酚醛泡沫(制品)的韧性，降低了脆性。②在树脂固化及发泡过程中橡胶类弹性体段一般能从基体中析出，在物理上形成海岛两相结构。从而提高制品的抗压强度和抗弯曲强度。

本发明的终极名称在本技术领域称为“酚醛泡沫”。

本发明的各组分在本发明中的作用分别是：可发酚醛树脂能在一定温度下发生交联反应，形成酚醛泡沫所需要的交联结构；表面活性剂在发泡体系中起着可发酚醛树脂与发泡剂混合均匀的作用，并使泡孔规整，均匀，减少破裂；发泡剂能使酚醛泡沫产生微孔结构；固化剂不但是可发酚醛树脂交联的引发剂，而且还能因引发反应的放热而促进发泡剂发泡。

本发明的制备方法为均匀搅拌。

本发明由于采用上述技术方案，不但减少了废弃橡胶与酚醛树脂防火保温板边角、废旧料对环境污染，制备酚醛树脂防火保温板对能源的消耗，还提高了酚醛保温板的强度和韧性，降低了它的脆性，减少了工业成本，有利于提高经济效，益同时满足建筑物外墙施工(外墙保温***)的需要。

具体实施方式

以下实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。

实施例1

按质量称酚醛树脂边角、废旧料10份，废弃橡胶粉10份，100份可发性酚醛树脂，6份乙二醇(改性剂)，3份H230(表面活性剂)，3份正戊烷(发泡剂)混合，搅拌均匀后，再加入14份二甲苯磺酸∶硫酸∶硼酸按质量比6∶2∶2混合液(固化剂)，其中溶剂为5∶1的水∶乙醇，搅拌后倒入模具，得酚醛树脂防火保温板。具体性能见表1。

实施例2

按质量称酚醛树脂边角、废旧料20份，废弃橡胶粉15份，100份可发性酚醛树脂，8份乙二醇(改性剂)，4份H230(表面活性剂)，4份正戊烷(发泡剂)混合，搅拌均匀后，再加入16份二甲苯磺酸∶硫酸∶硼酸按质量比6∶2∶2混合液(固化剂)，其中溶剂为5∶1的水∶乙醇，搅拌后倒入模具，得酚醛树脂防火保温板。具体性能见表1。

实施例3

按质量称酚醛树脂边角、废旧料20份，废弃橡胶粉20份，100份可发性酚醛树脂，10份乙二醇(改性剂)，6份H230(表面活性剂)，6份正戊烷(发泡剂)混合，搅拌均匀后，再加入16份二甲苯磺酸∶硫酸∶硼酸按质量比6∶2∶2混合液(固化剂)，其中溶剂为5∶1的水∶乙醇，搅拌后倒入模具，得酚醛树脂防火保温板。具体性能见表1。

实施例4

按质量称酚醛树脂边角、废旧料30份，废弃橡胶粉20份，100份可发性酚醛树脂，15份乙二醇(改性剂)，8份H230(表面活性剂)，8份正戊烷(发泡剂)混合，搅拌均匀后，再加入22份二甲苯磺酸∶硫酸∶硼酸按质量比6∶2∶2混合液(固化剂)，其中溶剂为5∶1的水∶乙醇，搅拌后倒入模具，得酚醛树脂防火保温板。具体性能见表1。

比较例1未添加乙二醇(改性剂)

按质量称酚醛树脂边角、废旧料10份，废弃橡胶粉10份，100份可发性酚醛树脂，3份H230(表面活性剂)，3份正戊烷(发泡剂)混合，搅拌均匀后，再加入14份二甲苯磺酸∶硫酸∶硼酸按质量比6∶2∶2混合液(固化剂)，其中溶剂为5∶1的水∶乙醇，搅拌后倒入模具，得酚醛树脂防火保温板。具体性能见表1。

比较例2改变了固化剂的种类

按质量称酚醛树脂边角、废旧料20份，废弃橡胶粉15份，100份可发性酚醛树脂，8份乙二醇(改性剂)，4份H230(表面活性剂)，4份正戊烷(发泡剂)混合，搅拌均匀后，再加入16份二甲苯磺酸(固化剂)，其中溶剂为5∶1的水∶乙醇，搅拌后倒入模具，得酚醛树脂防火保温板。具体性能见表1。

比较例3改变了表面活性剂的种类

按质量称酚醛树脂边角、废旧料20份，废弃橡胶粉20份，100份可发性酚醛树脂，10份乙二醇(改性剂)，6份H202(表面活性剂)，6份正戊烷(发泡剂)混合，搅拌均匀后，再加入16份二甲苯磺酸∶硫酸∶硼酸按质量比6∶2∶2混合液(固化剂)，其中溶剂为5∶1的水∶乙醇，搅拌后倒入模具，得酚醛树脂防火保温板。具体性能见表1。

比较例4未添加改性剂废弃橡胶粉

按质量称酚醛树脂边角、废旧料30份，100份可发性酚醛树脂，15份乙二醇(改性剂)，8份H230(表面活性剂)，8份正戊烷(发泡剂)混合，搅拌均匀后，再加入22份二甲苯磺酸∶硫酸∶硼酸按质量比6∶2∶2混合液(固化剂)，其中溶剂为5∶1的水∶乙醇，搅拌后倒入模具，得酚醛树脂防火保温板。具体性能见表1。

表1为实施例与比较例的性能比较

实施例1、实施例2、实施例3与实施例4的各项性能均达国家标准(见表2)，且与行业中普通酚醛树脂防火保温板相比较，性能优异。

比较例1中，未添加乙二醇(改性剂)，结果表明，各性能均有下降，有些已不达标准，且外观有翘曲，有皱折。比较例2中，改变了固化剂的种类，各性能均有下降，且外观不平整，不清洁，有破洞，有开裂。比较例3，改变了表面活性剂的种类，各性能均有下降，且外观有皱折，有破洞，有开裂。比较例4，未添加改性剂废弃橡胶粉，各性能均有下降，有些不达标准，尤其是压缩强度与弯曲强度下降比较大，且外观不平整，有翘曲，有皱折，有破洞。

表2各性能的标准指标

Claims

1.一种高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法，其特征在于：将酚醛树脂防火保温板边角、废旧料，废弃橡胶粉，可发酚醛树脂，改性剂，表面活性剂，发泡剂混合，搅拌均匀后，再加入复合固化剂，搅拌后倒入模具，得酚醛树脂防火保温板。

2.按照权利要求1所述高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法，其特征在于：所述的酚醛树脂防火保温板边角、废旧料，废弃橡胶粉，可发酚醛树脂，改性剂，表面活性剂，发泡剂，复合固化剂这7种物质加入量的质量份数分别为：酚醛树脂防火保温板边角、废旧料10-30份，废弃橡胶粉10-20份，可发酚醛树脂100份，改性剂6-15份，表面活性剂3-8份，发泡剂3-8份，复合固化剂14-22份。

3.按照权利要求1所述高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法，其特征在于：所述的可发酚醛树脂制备方法如下：通过将苯酚/甲醛按1mol∶1.8mol加入装有搅拌器，温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中，开动搅拌器并用水浴加热，待反应液为40℃时，用20％的NaOH水溶液调节pH值到8之间，继续加热到60℃并保持一小时，再升温并控制在80℃～90℃之间反应120min后停止加热，用冷水浴使混合物迅速降温到70℃下，用酸调节pH值到6.8～7.2，减压脱水即得到可发酚醛树脂。

4.按照权利要求1所述高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法，其特征在于：所述废弃橡胶粉来源废弃轮胎，其粒径范围为44-105μm。

5.按照权利要求1所述高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法，其特征在于：所述改性剂为乙二醇。

6.按照权利要求1所述高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为硅油H230。

7.按照权利要求1所述高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法，其特征在于：所述发泡剂为正戊烷。

8.按照权利要求1所述高节能型改性环保酚醛防火保温板的制备方法，其特征在于：所述复合固化剂为二甲苯磺酸、硫酸、硼酸的组合，其中溶剂为水、乙醇组合。