酚醛樹脂與聚苯乙烯混合發(fā)泡制備高阻燃保溫板的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種酚醛樹脂與聚苯乙烯混合發(fā)泡制備高阻燃保溫板的方法。該制備方法中根據(jù)各組分特征設(shè)計(jì)連續(xù)生產(chǎn)線，通過加料系統(tǒng)精確控制加料與溫度；混合料液通過混合機(jī)設(shè)備內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)與剪切作用充分混合與分散；然后混合料液通過傳送帶送入烘箱，在烘箱內(nèi)發(fā)泡并通過壓輥進(jìn)行層壓形成板材傳送出烘箱，最后通過自然冷卻固化成型得到所述高阻燃保溫板。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為：方法簡單、易于操作、生產(chǎn)效率高，符合材料浪費(fèi)較少、工藝環(huán)境友好的趨勢和要求；解決了現(xiàn)有技術(shù)的工藝方法中酚醛樹脂與可發(fā)性聚苯乙烯混合料在靜置時(shí)易產(chǎn)生上下結(jié)構(gòu)不均勻、工藝條件控制不精確的技術(shù)問題。
【專利說明】酚醛樹脂與聚苯乙烯混合發(fā)泡制備高阻燃保溫板的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高阻燃保溫板的生產(chǎn)工藝，具體涉及一種酚醛樹脂與可發(fā)性聚苯乙烯混合發(fā)泡制備高阻燃保溫板的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)保溫材料生產(chǎn)中都采用模具發(fā)泡，這種方法采用人工混料，然后將混合料倒入單獨(dú)模具中，在發(fā)泡前混合料有一段靜置過程，所以這種發(fā)泡方法存在自動(dòng)化程度不高，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一等問題。而且在酚醛樹脂與可發(fā)性聚苯乙烯混合靜置的過程中，易產(chǎn)生上下結(jié)構(gòu)不均勻，工藝條件控制不精確，模具發(fā)泡后發(fā)泡體還需要進(jìn)行另外的切害I]，材料浪費(fèi)較大。現(xiàn)有的復(fù)合酚醛樹脂泡沫材料都是將復(fù)合物如可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)等進(jìn)行發(fā)泡后再填充進(jìn)酚醛中，或者加入后通過外加熱方式將酚醛復(fù)合物進(jìn)行發(fā)泡。對(duì)于將酚醛樹脂與可發(fā)性聚苯乙烯混合發(fā)泡制備復(fù)合泡沫材料的工藝方法卻未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種酚醛樹脂與可發(fā)性聚苯乙烯混合發(fā)泡制備高阻燃保溫板的工藝方法。主要解決現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)合酚醛樹脂泡沫材料的生產(chǎn)工藝中，酚醛樹脂與可發(fā)性聚苯乙烯混合料在模具中靜置時(shí)，易產(chǎn)生上下結(jié)構(gòu)不均勻、工藝條件控制不精確、生產(chǎn)效率低的問題。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下: [0005]一種酚醛樹脂與聚苯乙烯混合發(fā)泡制備高阻燃保溫板的方法，該方法包括如下步驟:步驟1，將組分一、組分二、助劑和少量水按比例混合、預(yù)熱，并通過失重秤一加入到混合機(jī)中；然后將阻燃劑由失重秤二加入混合機(jī)中，再將組分三由失重秤三加入混合機(jī)中；最后將固化劑和催化劑混合后由失重秤四加入到混合機(jī)中；步驟2，上述各組分以先后順序加入混合機(jī)中進(jìn)行混合后，通過混合機(jī)的出料口將混合料液導(dǎo)入到有左右擋板的傳送帶上；步驟3，所述混合料液通過傳送帶傳送至烘箱，通過烘箱內(nèi)的加熱裝置使傳送帶表面上升到所需溫度；步驟4，所述混合料液開始發(fā)泡后，通過所述烘箱內(nèi)設(shè)置的壓輥進(jìn)行層壓形成板材并傳送出烘箱，再通過自然冷卻固化成型得到所述高阻燃保溫板。所述組份一為酚醛樹脂或改性酚醛樹脂，所述改性酚醛樹脂包括聚酰胺改性酚醛樹脂、雙氰胺改性酚醛樹月旨、環(huán)氧改性酚醛樹脂、聚乙烯醇縮醛改性酚醛樹脂、有機(jī)硅改性酚醛樹脂、硼改性酚醛樹脂中的一種或幾種。所述組份二為呋喃樹脂，包括糠醇酚醛樹脂、糠醇尿醛樹脂、糠醇樹脂、糠醛丙酮樹脂中的一種或幾種，其作用為提供反應(yīng)所需的活性并稀釋料液。所述組份三為可發(fā)性聚苯乙烯。
[0006]優(yōu)選地，所述混合料液中各組分的配比為:組分一 100份，組份二 10~30份，助劑I~5份，水4~8份，阻燃劑20~50份，組分三10~100份，固化劑20~30份，催化劑I~5份。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述組份二為15~25份，所述組分三為50~80份。[0008]優(yōu)選地，所述組分一、組分二、助劑和少量水在失重秤一中的預(yù)熱溫度為30~60°C，所述失重秤一的放料速度為I~3kg/min，所述混合料液在混合機(jī)中的停留時(shí)間為25~50s,所述傳送帶的傳送速度為0.8~1.5m/min,所述烘箱內(nèi)的加熱裝置使傳送帶表面溫度上升到55~65°C。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟2中在混合料液導(dǎo)入傳送帶之前，在傳送帶的表面鋪上薄膜；所述步驟4中在壓輥對(duì)混合料液進(jìn)行層壓前，在混合料液的上表面鋪上薄膜。
[0010]優(yōu)選地，所述混合機(jī)的出料口到壓輥的距離為I~2米。
[0011]優(yōu)選地，所述固化劑為硫酸、鹽酸、磷酸、硼酸、對(duì)甲苯磺酸、苯酚磺酸中的一種或幾種；其作用是引發(fā)組分的縮合反應(yīng)并提供反應(yīng)所放出的熱量。所述催化劑為過氧化氫、氨水、氫氧化鋇、氫氧化鈣、氫氧化鎂、碳 酸鈉、叔胺中的一種或幾種；其作用是參與縮合反應(yīng)并持續(xù)提供反應(yīng)熱。所述阻燃劑為無機(jī)阻燃劑和有機(jī)阻燃劑中的一種或幾種；有機(jī)阻燃劑是以溴系、磷氮系、氮系和紅磷及化合物為代表的阻燃劑；無機(jī)阻燃劑主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁，硅系等阻燃劑。所述助劑為乳化劑；包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉及其它特種表面活性劑中的一種或幾種，其作用是增加各組分的分散程度并減少漿料與設(shè)備間的摩擦。
[0012]本發(fā)明還提供一種制備高阻燃保溫板的設(shè)備，該設(shè)備包括如下結(jié)構(gòu):
[0013]加料系統(tǒng)，包括用于將組分一、組分二、助劑和少量水的混合液加入到混合機(jī)中的失重秤一，用于將阻燃劑加入到混合機(jī)中的失重秤二，用于將組分三加入到混合機(jī)中的失重秤三，用于將固化劑和催化劑混合液加入到混合機(jī)中的失重秤四；所述組份一為酚醛樹脂或改型酚醛樹脂，所述組份二為呋喃樹脂，所述組份三為可發(fā)性聚苯乙烯；
[0014]預(yù)熱裝置，設(shè)置在所述加料系統(tǒng)的失重秤一中，用于對(duì)所述組分一、組分二、助劑和水的混合液進(jìn)行加熱保溫；
[0015]混合機(jī)，包括進(jìn)料口和出料口，所述進(jìn)料口與前述加料系統(tǒng)相連，用于接收來源于加料系統(tǒng)的各組分，充分混合后，各組分的混合料液通過所述出料口排出；
[0016]傳送帶，設(shè)置在所述混合機(jī)出料口的下方，用于接收前述混合機(jī)的出料口排出的混合料液，將混合料液傳送至烘箱，進(jìn)行加熱層壓后傳送出烘箱；
[0017]烘箱，用于對(duì)傳送帶上的混合料液進(jìn)行加熱，所述傳送帶在傳送混合料液的過程中通過所述烘箱；
[0018]加熱裝置，設(shè)置在所述烘箱內(nèi)，用于對(duì)所述傳送帶上的混合料液進(jìn)行加熱；
[0019]壓輥裝置，設(shè)置在所述烘箱內(nèi)，當(dāng)傳送帶上的混合料液開始發(fā)泡后，用于對(duì)混合料液進(jìn)行層壓形成板材。
[0020]優(yōu)選地，所述制備高阻燃保溫板的設(shè)備還包括如下裝置:
[0021]薄膜放卷裝置，分別設(shè)置在前述傳送帶以及壓輥裝置的相應(yīng)位置，分別用于在混合料液導(dǎo)入傳送帶之前在傳送帶的表面鋪上薄膜，在壓輥對(duì)混合料液進(jìn)行層壓前在混合料液的上表面鋪上薄膜；
[0022]薄膜牽引拉伸裝置，設(shè)置在前述薄膜放卷裝置的相應(yīng)位置，用于使鋪在傳送帶表面和混合料液上表面的薄膜處于平整的拉緊狀態(tài)。
[0023]優(yōu)選地，所述加熱裝置為紅外燈管。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:[0025](I)本發(fā)明提供的工藝方法中直接通過固化劑作用使酚醛樹脂和可發(fā)性聚苯乙烯同時(shí)發(fā)泡，不需要另加熱或提前發(fā)泡，使工藝過程更加簡單。
[0026](2)本發(fā)明中根據(jù)各組分特征設(shè)計(jì)連續(xù)生產(chǎn)線，通過加料系統(tǒng)精確控制加料與溫度，通過混合機(jī)設(shè)備內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)與剪切作用使混合料液充分混合與分散；從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中酚醛樹脂與可發(fā)性聚苯乙烯混合料在靜置時(shí)易產(chǎn)生上下結(jié)構(gòu)不均勻、工藝條件控制不精確的技術(shù)問題。所生產(chǎn)的產(chǎn)品厚度均勻一致，板材表面可產(chǎn)生自結(jié)皮，提高了板材強(qiáng)度，得到的板材產(chǎn)品性能穩(wěn)定。
[0027](3)本發(fā)明提供的工藝方法簡單、易于操作、生產(chǎn)效率高，符合材料浪費(fèi)較少、工藝環(huán)境友好的趨勢和要求。
[0028]說明書附圖
[0029]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中酚醛樹脂與可發(fā)性聚苯乙烯混合發(fā)泡制備高阻燃保溫板的生產(chǎn)工藝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下通過具體實(shí)施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明中所用的原料均市售可得。 [0031]參見圖1，該圖為本發(fā)明實(shí)施例中酚醛樹脂與可發(fā)性聚苯乙烯混合發(fā)泡制備高阻燃保溫板的生產(chǎn)工藝示意圖。
[0032]如圖1所示，制備高阻燃保溫板的生產(chǎn)工藝包括有:加料系統(tǒng)1、預(yù)熱裝置2、混合機(jī)3、出料口 4、傳送帶5、薄膜放卷裝置6、薄膜牽引拉伸裝置7、烘箱8、紅外燈管9、壓輥10。
[0033]所述加料系統(tǒng)I包含有失重秤一、失重秤二、失重秤三和失重秤四。重秤一、失重秤二、失重秤三、失重秤四分別對(duì)應(yīng)混合機(jī)3的四個(gè)加料口，四個(gè)失重秤均通過專門的電腦控制進(jìn)行精確的加料，將各組分料以先后順序加入到混合機(jī)中進(jìn)行混合。加料系統(tǒng)I進(jìn)行加料的過程為:先將組分一、組分二、助劑和少量水按比例進(jìn)行混合、預(yù)熱，并通過失重秤一加入到混合機(jī)中；為了保證組分一、組分二、助劑和少量水混合料的預(yù)熱溫度，在失重秤一中設(shè)置了預(yù)熱裝置2，用于對(duì)失重秤一中的混合料進(jìn)行加熱保溫。然后將阻燃劑通過失重秤二加入混合機(jī)中。再將組分三(即可發(fā)性聚苯乙烯顆粒)通過失重秤三加入混合機(jī)中。最后將固化劑和催化劑進(jìn)行混合后由失重秤四加入到混合機(jī)中。
[0034]加料系統(tǒng)I將各組分加入到混合機(jī)3后，提供適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)空間和反應(yīng)組分在混合機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間，以保證各組分的混合均勻性。然后通過混合機(jī)3中設(shè)置的一個(gè)由窄變寬的出料口 4，將混合料液導(dǎo)入到有左右擋板的傳送帶5上，并通過料液本身的流動(dòng)性使混合料液在傳送帶的整個(gè)寬度上全部覆蓋。傳送帶5為雙履帶式傳送帶，加工寬度為1.2米，加工厚度即板材厚度為35毫米。
[0035]由于混合料液本身的粘性，需要在混合料液導(dǎo)入傳送帶5之前，在傳送帶的表面鋪上一層塑料薄膜，并在壓輥10對(duì)混合料液進(jìn)行層壓前，在混合料液的上表面鋪上一層薄膜。因此，在傳送帶5和壓輥10的相應(yīng)位置分別設(shè)置有薄膜放卷裝置6，用于在混合料液導(dǎo)入傳送帶5之前，在傳送帶5的表面鋪上一層薄膜，在壓輥10對(duì)混合料液進(jìn)行層壓前，在混合料液的上表面鋪上薄膜。另外，為了使薄膜保持平整，在薄膜放卷裝置6的相應(yīng)位置設(shè)置薄膜牽引拉伸裝置7，用于使鋪在傳送帶表面和混合料液的上表面的薄膜處于平整的拉緊狀態(tài)。這樣混合料液經(jīng)過層壓后，成品上下表面分別粘附一層薄膜，既可避免料液在傳送帶和壓輥上的粘附，也可使成品板材更為美觀，表面不易破損。
[0036]在對(duì)混合料液進(jìn)行層壓的過程中，雖然混合料液本身可以自己發(fā)泡但是由于散開面積較大使得熱量損失也大，因此在層壓階段設(shè)有烘箱8。烘箱8用于對(duì)混合料液進(jìn)行保溫并進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜嵋员ＷC混合料液發(fā)泡的起發(fā)時(shí)間和泡沫體積大小。烘箱8的內(nèi)部設(shè)置有紅外燈管9，用于對(duì)混合料液進(jìn)行照射并配合加熱風(fēng)機(jī)使傳送帶表面溫度迅速上升且內(nèi)部環(huán)境溫度保持適中，達(dá)到更好的發(fā)泡效果。另外，烘箱8的內(nèi)部還設(shè)置了溫度傳感器和壓力傳感器，用來測量溫度和壓力。所述壓輥10也設(shè)置在烘箱8內(nèi)，當(dāng)混合料液隨著傳送帶5到達(dá)壓輥10之前開始發(fā)泡，然后壓輥10將泡沫壓平并最終固化形成平整的板材。
[0037]此生產(chǎn)工藝中的參數(shù)和最佳組合為:組分一、組分二、助劑和少量水的混合液的預(yù)熱溫度為30~60°C，在失重秤一中的預(yù)熱溫度為30~60°C，混合液的放料速度(即失重秤一的放料速度)為I~3kg/min,混合料液在混合機(jī)中的停留時(shí)間為25~50s,傳送帶的傳送速度為0.8~1.5m/min，烘箱內(nèi)的加熱裝置使傳送帶表面溫度上升到55~65°C。從出料口到壓輥的距離控制在I~2米。
[0038]放料速度由失重秤一決定，其它失重秤根據(jù)配方重量比換算放料，其換算方法如下:
[0039]設(shè)定失重秤一中的混合料的放料速度為X，失重秤一中混合料在配方中所占重量份為y，其他失重秤的放料速度按此失重秤中原料在配方中的重量比進(jìn)行放料，假設(shè)此失重秤中的原料在配方中所占重量份為Z份，則該失重秤的放料速度為:zx/y。例如，失重秤一放料速度為2kg/min，失重秤一中混合料在配方中所占重量份為117，失重秤四中的原料在配方中所占重量份為17，則失重秤四的放料速度為:17 X 2/117 = 0.29kg/min。
[0040]具體實(shí)施例如下:
[0041]表1，三種實(shí)施例中各組分按重量份數(shù)的配比
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種酚醛樹脂與聚苯乙烯混合發(fā)泡制備高阻燃保溫板的方法，其特征在于該方法包括如下步驟: 步驟1，將組分一、組分二、助劑和水按比例混合、預(yù)熱，并通過失重秤一加入到混合機(jī)中；然后將阻燃劑由失重秤二加入混合機(jī)中，再將組分三由失重秤三加入混合機(jī)中；最后將固化劑和催化劑混合后由失重秤四加入到混合機(jī)中；所述組份一為酚醛樹脂或改性酚醛樹脂，所述組份二為呋喃樹脂，所述組份三為可發(fā)性聚苯乙烯； 步驟2，上述各組分以先后順序加入混合機(jī)中進(jìn)行混合后，通過混合機(jī)的出料口將混合料液導(dǎo)入到有左右擋板的傳送帶上； 步驟3，所述混合料液通過傳送帶傳送至烘箱，通過烘箱內(nèi)的加熱裝置使傳送帶表面上升到所需溫度； 步驟4，所述混合料液開始發(fā)泡后，通過所述烘箱內(nèi)設(shè)置的壓輥進(jìn)行層壓形成板材并傳送出烘箱，再通過自然冷卻固化成型得到所述高阻燃保溫板。
2.如權(quán)利要求1所述的制備高阻燃保溫板的方法，其特征在于:所述混合料液中各組分的配比為:組分一 100份，組份二 10~30份，助劑I~5份，水4~8份，阻燃劑20~50份，組分三10~100份，固化劑20~30份，催化劑I~5份。
3.如權(quán)利要求2所述 的制備高阻燃保溫板的方法，其特征在于:所述組份二為15~25份，所述組分三為50~80份。
4.如權(quán)利要求1所述的制備高阻燃保溫板的方法，其特征在于:所述組分一、組分二、助劑和水在失重秤一中的預(yù)熱溫度為30~60°C，所述失重秤一的放料速度為I~3kg/min,所述混合料液在混合機(jī)中的停留時(shí)間為25~50s,所述傳送帶的傳送速度為0.8~1.5m/min，所述烘箱內(nèi)的加熱裝置使傳送帶表面溫度上升到55~65°C。
5.如權(quán)利要求1所述的制備高阻燃保溫板的方法，其特征在于:所述步驟2中在混合料液導(dǎo)入傳送帶之前，在傳送帶的表面鋪上薄膜；所述步驟4中在壓輥對(duì)混合料液進(jìn)行層壓前，在混合料液的上表面鋪上薄膜。
6.如權(quán)利要求1所述的制備高阻燃保溫板的方法，其特征在于:所述混合機(jī)的出料口到壓輥的距離為I~2米。
7.如權(quán)利要求1所述的制備高阻燃保溫板的方法，其特征在于:所述固化劑為硫酸、鹽酸、磷酸、硼酸、對(duì)甲苯磺酸、苯酚磺酸中的一種或幾種；所述催化劑為過氧化氫、氨水、氫氧化鋇、氫氧化鈣、氫氧化鎂、碳酸鈉、叔胺中的一種或幾種；所述阻燃劑為無機(jī)阻燃劑和有機(jī)阻燃劑中的一種或幾種；所述助劑為乳化劑。
8.一種制備高阻燃保溫板的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括如下結(jié)構(gòu): 加料系統(tǒng)，包括用于將組分一、組分二、助劑和水的混合液加入到混合機(jī)中的失重秤一，用于將阻燃劑加入到混合機(jī)中的失重秤二，用于將組分三加入到混合機(jī)中的失重秤三，用于將固化劑和催化劑混合液加入到混合機(jī)中的失重秤四；所述組份一為酚醛樹脂或改型酚醛樹脂，所述組份二為呋喃樹脂，所述組份三為可發(fā)性聚苯乙烯； 預(yù)熱裝置，設(shè)置在所述加料系統(tǒng)的失重秤一中，用于對(duì)所述組分一、組分二、助劑和水的混合液進(jìn)行加熱保溫； 混合機(jī)，包括進(jìn)料口和出料口，所述進(jìn)料口與前述加料系統(tǒng)相連，用于接收來源于加料系統(tǒng)的各組分，充分混合后，各組分的混合料液通過所述出料口排出；傳送帶，設(shè)置在所述混合機(jī)出料口的下方，用于接收前述混合機(jī)的出料口排出的混合料液，將混合料液傳送至烘箱，進(jìn)行加熱層壓后傳送出烘箱； 烘箱，用于對(duì)傳送帶上的混合料液進(jìn)行加熱，所述傳送帶在傳送混合料液的過程中通過所述烘箱； 加熱裝置，設(shè)置在所述烘箱內(nèi)，用于對(duì)所述傳送帶上的混合料液進(jìn)行加熱； 壓輥裝置，設(shè)置在所述烘箱內(nèi)，當(dāng)傳送帶上的混合料液開始發(fā)泡后，用于對(duì)混合料液進(jìn)行層壓形成板材。
9.如權(quán)利要求8所述的制備高阻燃保溫板的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備還包括如下裝置: 薄膜放卷裝置，分別設(shè)置在前述傳送帶以及壓輥裝置的相應(yīng)位置，分別用于在混合料液導(dǎo)入傳送帶之前在傳送帶的表面鋪上薄膜，在壓輥對(duì)混合料液進(jìn)行層壓前在混合料液的上表面鋪上薄膜； 薄膜牽引拉伸裝置，設(shè)置在前述薄膜放卷裝置的相應(yīng)位置，用于使鋪在傳送帶表面和混合料液上表面的薄膜處于平整的拉緊狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求8所述的制備高阻燃保溫板的設(shè)備，其特征在于:所述加熱裝置為紅外燈管。
【文檔編號(hào)】B29C44/22GK103965499SQ201410206681
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】穆肖斌, 卑軍, 李峰 申請(qǐng)人:上海高分子功能材料研究所