改性三聚氰胺甲醛樹脂基eps阻燃保溫板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板及其制備方法，該改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板采用改性三聚氰胺甲醛為粘結劑，以聚苯乙烯發(fā)泡顆粒為發(fā)泡隔熱材料，在一定工藝條件下加工制備而成。本發(fā)明公開的阻燃保溫板燃燒性能達到A級，遇明火炙烤不燃燒、不塌陷、無滴落，消除了外墻外保溫的火災隱患；且具有優(yōu)異的保溫性能與力學強度；可以使用膠黏劑、固定錨栓、熱鍍鋅絲網(wǎng)等方式固定在建筑外圍護結構上起保溫隔熱作用。
【專利說明】改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種EPS阻燃保溫板，具體涉及一種改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板及其制備方法，屬于建筑材料制造【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前建筑外墻外保溫用有機保溫材料主要有模塑聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS)、擠塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)、硬質聚氨酯發(fā)泡板(PU)、酚醛泡沫板(PF)等。其中硬質聚氨酯發(fā)泡板價格一直居高不下，難以大范圍推廣；酚醛泡沫板也由于密度大、整體強度低、國內(nèi)產(chǎn)品質量參差不齊，短期內(nèi)無法成為主流產(chǎn)品；聚苯乙烯泡沫、擠塑聚苯乙烯泡沫在建筑外墻外保溫系統(tǒng)中的使用最為廣泛，但EPS與XPS為易燃材料，燃燒性能只能達到B2級。很多大樓的火災就是由于易燃的外保溫高分子材料的使用導致火焰迅速蔓延至其它樓層，導致火災無法控制，并且燃燒釋放的煙霧和有毒氣體讓處于火災中的人窒息，造成了巨大的財產(chǎn)損失和嚴重的人員傷亡。所以，對此類高效保溫材料的阻燃改性，是現(xiàn)在外墻外保溫工程的當務之急。
[0003]目前市場上有大量的砂漿包覆EPS復合板，雖然表面為難燃砂漿層，但是在高溫炙烤下內(nèi)部的EPS板會迅速熔融收縮、導致整個復合板塌陷、破裂；還有一些阻燃型EPS保溫板，其方法均為將優(yōu)選的阻燃劑與聚苯乙烯相熔融后，再制成顆粒發(fā)泡模塑成型，為達到共融的目的，其阻燃劑需精心選擇搭配，且受到較大的局限性，阻燃效果不理想，只能達到BI級。
[0004]另外，三聚氰胺甲醛樹脂為熱固性樹脂，它具有阻燃，耐水、耐熱、耐老化、耐化學腐蝕的性能；但是在三聚氰胺與甲醛的反應中，三聚氰胺三嗪環(huán)上的三個氨基中的六個氫原子都有可能被甲醛中的羥甲基取代，容易生成高交聯(lián)度的三維立體結構；并且三嗪環(huán)是一種類似苯環(huán)的雜環(huán)，具有較大的剛性，而且三嗪環(huán)之間通過一個碳原子的亞甲基相互連接，交聯(lián)密度高，分子內(nèi)部可變形能力小、剛性大，制成的材料發(fā)硬發(fā)脆，容易開裂，機械性能差，強度低；直接將三聚氰胺甲醛樹脂應用于EPS保溫板中則無法滿足板材力學性能的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板及其制備方法，所述阻燃保溫板燃燒性能達到A級，遇明火炙烤不燃燒、不塌陷、無滴落，消除了外墻外保溫的火災隱患；且具有優(yōu)異的保溫性能與力學強度?？梢允褂媚z黏劑、固定錨栓、熱鍍鋅絲網(wǎng)等方式固定在建筑外圍護結構上起保溫隔熱作用。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板，所述阻燃保溫板由以下質量份的原料制備得到:
EPS顆粒40?90份
改性三聚氰胺甲醛樹脂80?160份增粘劑1~2份
固化劑2~5份
所述增粘劑為纖維素醚；
所述改性三聚氰胺甲醛樹脂由以下質量份的原料制備得到:
甲醛水溶液400~600份
三聚氰胺200~275份
苯代三聚氰胺30~60份
長鏈聚醇類改性劑水溶液10~30份
醚化劑45~75份
堿性pH調(diào)節(jié)劑0.5~15份
酸性PH調(diào)節(jié)劑0.5^7份
所述甲醛水溶液的質量濃度為37% ；
所述長鏈聚醇類改性劑水溶液中，長鏈聚醇類改性劑的質量濃度為10%，長鏈聚醇類改性劑為聚乙二醇或者聚乙烯醇；
所述醚化劑為醇。
[0007]上述技術方案中，所述增粘劑為羥乙基甲基纖維素、羥乙基纖維素或者羥丙基甲基纖維素；所述固化劑為過硫酸銨、磷酸、氯化銨、六次甲基四胺、質量濃度為30%的稀硫酸、甲酸、酒石酸中的一種或者幾種；所述長鏈聚醇類改性劑為聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙烯醇1788或者聚乙烯醇1778 ;所述醚化劑為甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇、二乙二醇、丁醇、戊醇中的一種或者幾種；所述堿性PH調(diào)節(jié)劑為、三乙醇胺、二乙醇胺或者質量濃度為30%的六亞甲基四胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的一種或者幾種；所述酸性PH調(diào)節(jié)劑為質量濃度為30%的稀硫酸、甲酸、酒石酸中的一種或者幾種。
[0008]本發(fā)明還公開了一種上述改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板的制備方法，包括如下步驟:
(1)按配比，將37%甲醛水溶液加入反應釜中，使用堿性pH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值為7~
10.5 ;然后加入三聚氰胺、苯代三聚氰胺，于60~90°C攪拌反應15~30分鐘；再加入長鏈聚醇類改性劑，繼續(xù)反應10~30分鐘；然后將溫度調(diào)節(jié)至40~70°C，加入醚化劑，并用酸性pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值為5~7，醚化反應15~50分鐘；然后用堿性pH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值為7~10.5，于60~90°C攪拌反應15~30分鐘后得到改性三聚氰胺甲醛樹脂；
(2)按配比，將增粘劑、固化劑、上述改性三聚氰胺甲醛樹脂以及EPS顆?；旌暇鶆蚝笞⑷肽＞邇?nèi)，經(jīng)熱壓成型，即可得到所述改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板。
[0009]優(yōu)選的技術方案中，步驟(2)中，先將增粘劑加入到改性三聚氰胺甲醛樹脂中，待增粘劑完全溶解后再加入固化劑，待固化劑完全溶解后再加入EPS顆粒，混合均勻后注入模具內(nèi)。
[0010]上述技術方案中，步驟(2)中，熱壓成型工藝為先在溫度為85~115°C、壓力為7~12KPa條件下固化10~15分鐘，再在溫度為50~60°C、壓力為5~8KPa條件下陳化90~160分鐘。
[0011]三聚氰胺甲醛樹脂為熱固性樹脂，具有優(yōu)異的阻燃性能，可明顯改善EPS保溫板材的阻燃性，但是其交聯(lián)密度高，分子內(nèi)部可變形能力小、剛性大，導致制成的材料發(fā)硬發(fā)脆、容易開裂、機械性能差、強度低。本發(fā)明通過采用苯代三聚氰胺部分代替三聚氰胺進行反應，部分地降低了三聚氰胺官能度，從而降低固化時的交聯(lián)度，使固化后產(chǎn)物韌性增大；本發(fā)明在合成過程中加入有一定乳化作用的柔性高分子聚乙烯醇，使其參與體系的聚合，使體系在乳化高分子的作用下處于均相狀態(tài)，并且引入具有柔性的聚乙二醇小分子鏈段，提高產(chǎn)物的韌性；本發(fā)明采用醚化劑對三聚氰胺甲醛樹脂進行醚化反應，利用醇對三聚氰胺甲醛樹脂中過量的羥基進行封閉，不但可以提高樹脂的儲存穩(wěn)定性，而且減少官能度，降低固化時的交聯(lián)度，進一步減小樹脂固化后的剛性，提高產(chǎn)品韌性。因而本發(fā)明制備的改性三聚氰胺甲醛樹脂韌性好、不易開裂、強度高，易于使用。
[0012]另外，本發(fā)明采用的固化劑在常溫下緩慢交聯(lián)但不固化，賦予顆粒拌和料有適合的粘度防止樹脂沉底但并不增加攪拌混合阻力，在高溫制板時迅速充分固化，減少固化時間，加快生產(chǎn)效率，避免后期繼續(xù)緩慢固化而引起的體積收縮、開裂現(xiàn)象。
[0013]由于上述技術方案的采用，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
1.本發(fā)明首次將柔性高分子聚乙烯醇、具有柔性的聚乙二醇小分子鏈段應用到三聚氰胺甲醛樹脂的合成中，降低了體系的剛性、增加了體系的韌性，從而得到了力學性能優(yōu)異的改性三聚氰胺甲醛樹脂；
2.通過采用本發(fā)明的改性三聚氰胺甲醛樹脂為粘接劑、以聚苯乙烯發(fā)泡顆粒為發(fā)泡隔熱材料制備的EPS保溫板在具有優(yōu)良保溫性能的同時，也具有優(yōu)異的阻燃性能，其燃燒等級達到A級，并且受外來火焰炙烤不收縮、無塌陷、無滴落物；
3.本發(fā)明的改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板壓縮強度高、抗拉強度高、吸水率低、軟化系數(shù)高，并且制備方法簡單易行，成本較低，適于推廣應用。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步描述:
實施例一:
一種改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板，其制備方法如下:
(O改性三聚氰胺甲醛樹脂的制備
將550份37%甲醛水溶液加入反應釜，攪拌，用4.5份30%的氫氧化鈉水溶液調(diào)pH值至9.3，加入250份三聚氰胺、50份苯代三聚氰胺，開始升溫，在30分鐘內(nèi)升溫至80°C，在80±2°C保溫20分鐘。加入20份聚乙二醇600水溶液，繼續(xù)保溫20分鐘。降溫至55°C，加入60份甲醇，用3.4份30%稀硫酸調(diào)節(jié)pH值至6，保溫30分鐘。用6份30%的氫氧化鈉水溶液調(diào)PH值至10，升溫至85攝氏度，保溫30分鐘，降溫，出料，備用；
(2)改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板的制備
將I份羥乙基甲基纖維素緩慢加入到120份改性三聚氰胺甲醛樹脂中，分散均勻，使其完全溶解，然后加入0.6份過硫酸銨、1.3份85%的磷酸、0.1份氯化銨，使其完全溶解，再加入70份EPS顆粒，充分拌合，注入模具中。在105°C、9KPa條件下固化10分鐘，然后在50°C、6KPa條件下陳化90分鐘。拆模，即得改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板。
[0015]實施例二:
一種改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板，其制備方法如下: (1)改性三聚氰胺甲醛樹脂的制備
將420份37%甲醛水溶液加入反應釜，攪拌，用5份30%的三乙醇胺調(diào)pH值至7.8，加入200份三聚氰胺、60份苯代三聚氰胺，開始升溫，在30分鐘內(nèi)升溫至75°C，在75±2°C保溫20分鐘。加入30份10%聚乙烯醇1788水溶液，繼續(xù)保溫30分鐘。降溫至60°C，加入50份正丁醇，用6份甲酸調(diào)節(jié)pH值至6，保溫30分鐘。用7份30%的三乙醇胺調(diào)pH值至10，升溫至85攝氏度，保溫30分鐘，降溫，出料，備用；
(2)改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板的制備
將1.2份羥丙基甲基纖維素緩慢加入到80份改性三聚氰胺甲醛樹脂中，分散均勻，使其完全溶解，然后加入2份30%的稀硫酸、0.7份氯化銨、0.5份六次甲基四胺，使其完全溶解，再加入80份EPS顆粒，充分拌合，注入模具中。在95 °C、8KPa條件下固化10分鐘，然后在60°C、8KPa條件下陳化120分鐘。拆模，即得改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板。
[0016]實施例三:
一種改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板，其制備方法如下:
(O改性三聚氰胺甲醛樹脂的制備
將600份37%甲醛水溶液加入反應釜，攪拌，用2.5份30%的六亞甲基四胺和3份二乙醇胺調(diào)PH值至10，加入275份三聚氰胺、55份苯代三聚氰胺，開始升溫，在30分鐘內(nèi)升溫至83°C，在83±2°C保溫30分鐘。加入25份聚乙二醇800水溶液，繼續(xù)保溫25分鐘。降溫至50°C，加入70份戊醇，用4.5份的30%稀硫酸調(diào)節(jié)pH值至5.8，保溫25分鐘。用6份30%氫氧化鈉調(diào)pH值至10，升溫至85°C，保溫30分鐘，降溫，出料，備用；
(2)改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板的制備
將1.4份羥乙基纖維素緩慢加入到160份改性三聚氰胺甲醛樹脂中，分散均勻，使其完全溶解，然后加入2.4份30%的稀硫酸、0.7份氯化銨、0.8份六次甲基四胺，使其完全溶解，再加入50份EPS顆粒，充分拌合，注入模具中。在115°C、IlKPa條件下固化15分鐘，然后在55°C、5KPa條件下陳化160分鐘。拆模，即得改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板。
[0017]實施例四:
一種改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板，其制備方法如下:
(O改性三聚氰胺甲醛樹脂的制備
將470份37%甲醛水溶液加入反應釜，攪拌，用2.5份30%的六亞甲基四胺和3份二乙醇胺調(diào)pH值至9.5，加入265份三聚氰胺、60份苯代三聚氰胺，開始升溫，在30分鐘內(nèi)升溫至83°C，在83±2°C保溫30分鐘。加入30份聚乙二醇800水溶液，繼續(xù)保溫25分鐘。降溫至50°C，加入70份戊醇，用4.5份30%稀硫酸調(diào)節(jié)pH值至5.8，保溫25分鐘。用6份的30%氫氧化鈉調(diào)pH值至10，升溫至85°C，保溫30分鐘，降溫，出料，備用；
(2)改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板的制備
將1.6份羥乙基纖維素緩慢加入到160份改性三聚氰胺甲醛樹脂中，分散均勻，使其完全溶解，然后加入2.4份30%的稀硫酸、0.7份氯化銨、0.8份六次甲基四胺，使其完全溶解，再加入60份EPS顆粒，充分拌合，注入模具中。在105°C、IIKPa條件下固化15分鐘，然后在60°C、5KPa條件下陳化160分鐘。拆模，即得改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板。
[0018]實施例五:
一種改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板，其制備方法如下: (1)改性三聚氰胺甲醛樹脂的制備
將490份37%甲醛水溶液加入反應釜，攪拌，用2.5份30%的六亞甲基四胺和3份二乙醇胺調(diào)PH值至10，加入275份三聚氰胺、55份苯代三聚氰胺，開始升溫，在30分鐘內(nèi)升溫至83°C，在83±2°C保溫30分鐘。加入25份聚乙二醇800水溶液，繼續(xù)保溫25分鐘。降溫至50°C，加入50份正丁醇，用4.5份30%稀硫酸調(diào)節(jié)pH值至5.8，保溫25分鐘。用6份30%氫氧化鈉調(diào)pH值至10，升溫至85°C，保溫30分鐘，降溫，出料，備用；
(2)改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板的制備
將1.5份羥乙基纖維素緩慢加入到160份改性三聚氰胺甲醛樹脂中，分散均勻，使其完全溶解，然后加入2.4份30%的稀硫酸、0.7份氯化銨、0.8份六次甲基四胺，使其完全溶解，再加入90份EPS顆粒，充分拌合，注入模具中。在110°C、llKPa條件下固化15分鐘，然后在55°C、5KPa條件下陳化120分鐘。拆模，即得改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板。
[0019]性能測試
本發(fā)明參照JG 149-2003《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》和JG 158-2004《膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)》等標準，制定了相關指標；并對上述改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板進行測試，結果如表I所示。由表I可以看出，本發(fā)明制備的改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板性能符合指標要求。
[0020]表I改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板的性能表征
【權利要求】
1.一種改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板，其特征在于，所述阻燃保溫板由以下質量份的原料制備得到: EPS顆粒40~90份 改性三聚氰胺甲醛樹脂80~160份增粘劑I~2份固化劑2~5份 所述增粘劑為纖維素醚； 所述改性三聚氰胺甲醛樹脂由以下質量份的原料制備得到: 甲醛水溶液400~600份 三聚氰胺200~275份 苯代三聚氰胺 30~60份 長鏈聚醇類改性劑水溶液 10~30份 醚化劑45~75份 堿性pH調(diào)節(jié)劑0.5~15份 酸性PH調(diào)節(jié)劑0.5~7份 所述甲醛水溶液的質量·濃度為37% ;所述長鏈聚醇類改性劑水溶液中，長鏈聚醇類改性劑的質量濃度為10%，長鏈聚醇類改性劑為聚乙二醇或者聚乙烯醇； 所述醚化劑為醇。
2.根據(jù)權利要求1所述的改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板，其特征在于:所述增粘劑為羥乙基甲基纖維素、羥乙基纖維素或者羥丙基甲基纖維素；所述固化劑為過硫酸銨、磷酸、氯化銨、六次甲基四胺、質量濃度為30%的稀硫酸、甲酸、酒石酸中的一種或者幾種。
3.根據(jù)權利要求1所述的改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板，其特征在于:所述長鏈聚醇類改性劑為聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙烯醇1788或者聚乙烯醇1778。
4.根據(jù)權利要求1所述的改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板，其特征在于:所述醚化劑為甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇、二乙二醇、丁醇、戊醇中的一種或者幾種；所述堿性PH調(diào)節(jié)劑為、三乙醇胺、二乙醇胺或者質量濃度為30%的六亞甲基四胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的一種或者幾種；所述酸性PH調(diào)節(jié)劑為質量濃度為30%的稀硫酸、甲酸、酒石酸中的一種或者幾種。
5.一種如權利要求1~4所述的任意一種改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)按配比，將甲醛水溶液加入反應釜中，使用堿性PH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值為7~10.5 ;然后加入三聚氰胺、苯代三聚氰胺，于60~90°C攪拌反應15~30分鐘；再加入長鏈聚醇類改性劑，繼續(xù)反應10~30分鐘；然后將溫度調(diào)節(jié)至40~70V，加入醚化劑，并用酸性pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值為5~7，醚化反應15~50分鐘后得到改性三聚氰胺甲醛樹脂； (2)按配比，將增粘劑、固化劑、上述改性三聚氰胺甲醛樹脂以及EPS顆粒混合均勻后注入模具內(nèi)，經(jīng)熱壓成型，即可得到所述改性三聚氰胺甲醛樹脂基EPS阻燃保溫板。
6.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，先將增粘劑加入到改性三聚氰胺甲醛樹脂中，待增粘劑完全溶解后再加入固化劑，待固化劑完全溶解后再加入EPS顆粒，混合均勻后注入模具內(nèi)。
7.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，熱壓成型工藝為先在溫度為85~115°C、壓力為7~12KPa條件下固化10~15分鐘，再在溫度為50~60°C、壓力為5~8KPa條件下陳化90~160分`鐘。
【文檔編號】E04B1/80GK103711211SQ201310633936
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權日:2013年12月2日
【發(fā)明者】陳曉龍, 李聚剛, 楊彰堂, 趙長才 申請人:蘇州市建筑科學研究院有限公司