本發(fā)明屬于保溫材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增韌改性酚醛泡沫保溫板及其制備方法。
背景技術(shù)：
酚醛保溫板和聚氨酯硬泡同屬有機類熱固性高效保溫材料，尤其近年建筑節(jié)能率的逐漸提高，應(yīng)用保溫材料技術(shù)性能越來越高，市場需求量越來越大。在建筑應(yīng)用保溫材料應(yīng)用中，不但要求物理技術(shù)性能高，而且必須達(dá)到防火性能。改性酚醛樹脂生產(chǎn)的泡沫和聚氨酯硬泡雖屬相對較好的保溫材料，但兩類保溫材料各有不同的優(yōu)、缺點，不具有很好綜合技術(shù)性能。聚氨酯樹脂合成的聚氨酯硬泡，具有輕質(zhì)、高強、導(dǎo)熱系數(shù)低、韌性好和施工方便等特點，但防火性能最高只能達(dá)到b1級防火性能、氧指數(shù)最高只能達(dá)到30％。
改性酚醛樹脂生產(chǎn)的酚醛保溫板，具備聚氨酯硬泡保溫材料主要基本優(yōu)點，但防火性能比聚氨酯硬泡突出，耐火燃穿透、耐高溫、低煙，氧指數(shù)高達(dá)50％，但酚醛保溫板與聚氨酯硬泡比較，酚醛保溫板最大的缺點是脆性大、酸性大。由于酚醛保溫板的脆性大，酚醛保溫板在使用時存在掉粉、彈性低、壓縮強度低，導(dǎo)熱系數(shù)不達(dá)標(biāo)等問題，固有優(yōu)異防火性能沒能得到很好利用，因此，影響該產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)的擴展，同時給運輸、施工帶來很多不便。尤其拉拔強度低，不易滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。由于酸性大，使得酚醛保溫板與金屬、水泥基材料接觸會有一定腐蝕性。
中國專利申請201610178161.9公開一種玉米芯改性膨脹珍珠巖改性酚醛樹脂復(fù)合保溫板，由下列重量份的原料制成：硅納米線1.5-1.9、聚苯胺納米纖維1.2-1.5、玉米芯3-4.5wt％氫氧化鈉溶液適量、膨脹珍珠巖55-57、改性酚醛樹脂40-42、固化劑hmta4-4.1、鋼纖維2-2.3、正硅酸乙酯10-11、85wt％氨水適量、無水乙醇適量、去離子水160-180、正己烷適量、納米聚四氟乙烯4-4.5、過氧化異丙苯0.1-0.2、丙烯酸三氟乙酯3-3.5。本發(fā)明通過使用聚苯胺納米纖維對玉米芯進(jìn)行改性，再進(jìn)行膨化，使得玉米芯纖維的韌性好，而且保溫性好，提高了保溫板的韌性和保溫性；通過使用硅納米線，提高了保溫板的耐磨性。該保溫板仍然存在酸性大，韌性差的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出一種增韌改性酚醛泡沫保溫板，該保溫板強度和氧指數(shù)高，韌性好，導(dǎo)熱系數(shù)低。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
一種增韌改性酚醛泡沫保溫板，按重量份數(shù)計算，包括以下原料：
改性酚醛樹脂55～65份、改性納米二氧化硅5～10份、增韌劑4～8份、改性表面活性劑4～8份、固化劑10～15份以及發(fā)泡劑4～8份；其中，所述改性酚醛樹脂為壬基酚型酚醛樹脂與楊梅栲膠改性酚醛樹脂，所述改性表面活性劑由甲基硅油、蓖麻油聚氧乙烯醚與氟碳表面活性劑組成。
優(yōu)選地，所述改性酚醛樹脂中的楊梅栲膠改性酚醛樹脂的含量為2～6wt％，壬基酚型酚醛樹脂的含量為94～98wt％。
優(yōu)選地，所述改性納米二氧化硅通過以下方法制備得到：將納米二氧化硅溶于乙酸乙酯中，水浴加熱至40℃～60℃，再用氨水調(diào)節(jié)ph至8～9，加入硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為18～24h，然后離心洗滌，得到改性納米二氧化硅。
優(yōu)選地，硅烷偶聯(lián)劑與納米二氧化硅的摩爾比為4～6:1。
優(yōu)選地，硅烷偶聯(lián)劑為kh550或者kh560。
優(yōu)選地，增韌劑為聚乙二醇與丙烯酸苯乙烯共聚物乳液的混合物，其中，丙烯酸苯乙烯共聚物乳液的質(zhì)量百分含量為30～40％，聚乙二醇的百分含量為60～70％。
優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑為石油醚或正戊烷，所述固化劑為磷酸、對甲苯磺酸或者鹽酸。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種增韌改性酚醛泡沫保溫板的制備方法，包括以下步驟：
1)將改性酚醛樹脂、改性納米二氧化硅、固化劑以及增韌劑在50～60℃條件下進(jìn)行混合均勻，得到混合物a；
2)將混合物a、改性表面活性劑以及發(fā)泡劑混合攪拌均勻，快速倒入預(yù)熱的模具中發(fā)泡，固化即可。
優(yōu)選地，所述改性納米二氧化硅通過以下方法制備得到：將納米二氧化硅溶于乙酸乙酯中，水浴加熱至40℃～60℃，再用氨水調(diào)節(jié)ph至8～9，加入硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為18～24h，然后離心洗滌，得到改性納米二氧化硅。
優(yōu)選地，預(yù)熱模具的預(yù)熱溫度為60～70℃。
增韌劑優(yōu)先聚乙二醇與丙烯酸苯乙烯共聚物乳液的混合物，這是因為丙烯酸苯乙烯共聚物乳液成膜后具有良好彈性，與聚乙二醇配合與改性納米二氧化硅協(xié)同增加酚醛泡沫板的韌性。
改性納米二氧化硅是通過硅烷偶聯(lián)進(jìn)行改性，其具有良好的分散性，能夠在混合物a中分散均勻，不會發(fā)生沉降現(xiàn)象，其與增韌劑協(xié)同配合能夠顯著提高酚醛泡沫的熱穩(wěn)定性與阻燃性能。
本發(fā)明的有益效果：
1、本發(fā)明中采用壬基酚型酚醛樹脂與楊梅栲膠改性酚醛樹脂替代苯酚樹脂，其中少量楊梅栲膠改性酚醛樹脂(不能超過6wt％，否則適得其反，不能發(fā)揮楊梅栲膠中的大分子單寧結(jié)構(gòu)能夠改善泡沫的脆性的作用)能夠有效降低酚醛樹脂的網(wǎng)絡(luò)致密性，改善泡沫的脆性，從而提高其韌性。
2、采用由甲基硅油、蓖麻油聚氧乙烯醚與氟碳表面活性劑組成的改性表面活性劑，可以克服由壬基酚型酚醛樹脂帶來的閉孔率差以及起泡性差的缺陷，顯著提高閉孔率，降低導(dǎo)熱系數(shù)。
3、本發(fā)明的增韌改性酚醛泡沫保溫板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.018～0.021w/m·k，壓縮強度為0.312～0328mpa，垂直于板面強度為0.185～0.206mpa，氧指數(shù)為48～53。
具體實施方式
實施例1
一種增韌改性酚醛泡沫保溫板，按重量份數(shù)計算，包括以下原料：
改性酚醛樹脂60份、改性納米二氧化硅7份、增韌劑6份、改性表面活性劑5份、磷酸12份以及石油醚6份。改性酚醛樹脂為95wt％壬基酚型酚醛樹脂與5wt％楊梅栲膠改性酚醛樹脂，改性表面活性劑由甲基硅油、蓖麻油聚氧乙烯醚與氟碳表面活性劑組成。
改性納米二氧化硅通過以下方法制備得到：將納米二氧化硅溶于乙酸乙酯中，水浴加熱至50℃，再用氨水調(diào)節(jié)ph至8.5，加入kh560進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為20h，然后離心洗滌，得到改性納米二氧化硅。kh560與納米二氧化硅的摩爾比為5:1。
增韌劑為聚乙二醇與丙烯酸苯乙烯共聚物乳液的混合物，其中，丙烯酸苯乙烯共聚物乳液的質(zhì)量百分含量為30％，聚乙二醇的百分含量為70％。
制備方法：
1)將改性酚醛樹脂、改性納米二氧化硅、磷酸以及增韌劑在56℃條件下進(jìn)行混合均勻，得到混合物a；
2)將混合物a、改性表面活性劑以及石油醚混合攪拌均勻，快速倒入預(yù)熱溫度為65℃的模具中發(fā)泡，固化即可。
實施例2
一種增韌改性酚醛泡沫保溫板，按重量份數(shù)計算，包括以下原料：
改性酚醛樹脂55份、改性納米二氧化硅5份、增韌劑4份、改性表面活性劑6份、對甲苯磺酸10份以及正戊烷4份。改性酚醛樹脂為98wt％壬基酚型酚醛樹脂與2wt％楊梅栲膠改性酚醛樹脂，改性表面活性劑由甲基硅油、蓖麻油聚氧乙烯醚與氟碳表面活性劑組成。
改性納米二氧化硅通過以下方法制備得到：將納米二氧化硅溶于乙酸乙酯中，水浴加熱至40℃，再用氨水調(diào)節(jié)ph至8，加入kh550進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為18h，然后離心洗滌，得到改性納米二氧化硅。kh550與納米二氧化硅的摩爾比為6:1。
增韌劑為聚乙二醇與丙烯酸苯乙烯共聚物乳液的混合物，其中，丙烯酸苯乙烯共聚物乳液的質(zhì)量百分含量為40％，聚乙二醇的百分含量為60％。
制備方法：
1)將改性酚醛樹脂、改性納米二氧化硅、正戊烷以及增韌劑在60℃條件下進(jìn)行混合均勻，得到混合物a；
2)將混合物a、改性表面活性劑以及正戊烷混合攪拌均勻，快速倒入預(yù)熱溫度為60℃的模具中發(fā)泡，固化即可。
實施例3
一種增韌改性酚醛泡沫保溫板，按重量份數(shù)計算，包括以下原料：
改性酚醛樹脂65份、改性納米二氧化硅10份、增韌劑8份、改性表面活性劑3份、鹽酸15份以及正戊烷8份。改性酚醛樹脂為96wt％壬基酚型酚醛樹脂與4wt％楊梅栲膠改性酚醛樹脂，改性表面活性劑由甲基硅油、蓖麻油聚氧乙烯醚與氟碳表面活性劑組成。
改性納米二氧化硅通過以下方法制備得到：將納米二氧化硅溶于乙酸乙酯中，水浴加熱至60℃，再用氨水調(diào)節(jié)ph至9，加入kh560進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為24h，然后離心洗滌，得到改性納米二氧化硅。kh560與納米二氧化硅的摩爾比為4:1。
增韌劑為聚乙二醇與丙烯酸苯乙烯共聚物乳液的混合物，其中，丙烯酸苯乙烯共聚物乳液的質(zhì)量百分含量為35％，聚乙二醇的百分含量為65％。
制備方法：
1)將改性酚醛樹脂、改性納米二氧化硅、固化劑以及增韌劑在50℃條件下進(jìn)行混合均勻，得到混合物a；
2)將混合物a、改性表面活性劑以及正戊烷混合攪拌均勻，快速倒入預(yù)熱溫度為70℃的模具中發(fā)泡，固化即可。
試驗例
將實施例1-3制備得到的保溫板進(jìn)行性能檢測，結(jié)果見表1。
表1實施例1-3保溫板性能檢測結(jié)果
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。