[發明專利]脲醛樹脂泡沫保溫復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310236803.2
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN103275459A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 顧繼友;王必囤;張彥華;譚海彥
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: C08L61/24
• 分類號: C08L61/24;C08J9/08;C08J9/14;C08K7/26;C08K3/34;C08K7/14;C08G12/12
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張偉

技術領域

本發明屬于泡沫保溫復合材料領域；具體涉及脲醛樹脂泡沫保溫復合材料及其制備方法。

背景技術

目前，泡沫保溫材料主要聚合物保溫材料和泡沫石棉兩大類，聚合物保溫材料主要有聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫及酚醛樹脂泡沫，聚苯乙烯泡沫因其價格低、保溫隔熱性優良、吸水性小、水蒸氣滲透性低、吸收沖擊性好等優點而被大量用于建筑保溫領域，但其阻燃性較差，加熱至60℃時就會釋放聚苯乙烯毒性氣體對環境及人類健康危害；聚氨酯泡沫是隔熱性能最好的保溫材料之一，同時還不吸水，是保溫防水雙全材料，近些年發展迅速，但聚氨酯泡沫阻燃性較差，燃燒時釋放大量的有毒氣體，而且價格較昂貴，要提高其阻燃性能，需添加大量的改性劑對其進行改性，這將大大提高其生產成本，同時降低了聚氨酯泡沫其它優良性能；酚醛樹脂泡沫不需要添加阻燃劑就具有良好的防火性能，燃燒時毒性很小，目前，東歐很多國家已經廣泛采用酚醛樹脂泡沫，在部分領域已經逐步取代聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫材料，但相對比脲醛樹脂泡沫，酚醛樹脂泡沫生產成本較高。

脲醛樹脂泡沫具有與酚醛樹脂泡沫相似的性能：阻燃性良好、燃燒毒性較低、高溫無熔滴下掉、容重輕、導熱系數低等，但脲醛樹脂泡沫生產成本較低，僅為酚醛泡沫的1/8左右，聚苯乙烯泡沫的1/4左右，聚氨酯泡沫的1/9左右。

但脲醛樹脂泡沫性脆、易掉渣、強度較低，還含有微量甲醛，因此在建筑保溫領域應用還較少。

發明內容

本發明要解決現有脲醛樹脂泡沫因性脆、易掉渣、強度較低，且含有微量甲醛無法作為建筑保溫材料使用的技術問題；而提供了脲醛樹脂泡沫保溫復合材料及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明的脲醛樹脂泡沫保溫復合材料按重量百分比由74％～97％脲醛樹脂、0.50％～4％發泡劑、1％～6％表面活性劑、0.50％～4％固化劑、0.1％～2％增韌劑和1％～15％填料制成的；制備方法具體是由下述步驟完成的：

步驟一、按重量百分比分別稱取74％～97％脲醛樹脂、0.50％～4％發泡劑、1％～6％表面活性劑、0.50％～4％固化劑、0.1％～2％增韌劑和1％～15％填料；

步驟二、先將步驟一稱取的脲醛樹脂、發泡劑、表面活性劑混合在室溫條件下攪拌5～10min(使反應體系內原料之間混合均勻)，隨后加入步驟一稱取的增韌劑保持繼續攪拌10～15min，再加入步驟一稱取的填料攪拌10～20min，然后加入步驟一稱取的固化劑加熱到30～45℃溫度下攪拌3～5min，得到發泡體；在發泡體制備過程中，溫度高于45℃，將會使脲醛樹脂固化提前固化，脲醛樹脂不能充分發泡；低于30℃將導致脲醛樹脂泡沫復合材料泡沫體邊緣與泡沫體中心泡孔大小差距較大。影響泡沫整體表觀質量。

步驟三、將發泡體倒入溫度為70～85℃的瓷磚模具中，然后將模具置于70～90烘箱中自由發泡，發泡結束后即得到脲醛樹脂泡沫保溫復合材料。

其中，所述脲醛樹脂是按下述步驟制備的：

步驟a、按甲醛與尿素摩爾比為1.01～1.45∶1的配比分別稱取甲醛與尿素；

步驟b、將甲醛配制成質量百分比濃度為37％的甲醛水溶液，用質量百分比濃度為30％的氫氧化鈉水溶液調節甲醛水溶液的pH值至8.4～8.6，再加入質量百分比濃度為25％氨水攪勻，氨水用量是尿素總質量的1.0％～1.5％，加入占尿素總質量66％的尿素，在30～45min內升溫至80℃，調節pH值在6.5～7.3，在80℃～82℃條件下保溫30min，保溫結束前測pH值，用的甲酸溶液(甲酸溶液用甲酸與水按1∶1的體積比配制的)調節pH值至4.7～5.2，然后升溫至91～95℃，保溫反應至用涂4杯測粘度為17.5～18.5s(30℃)為止；

步驟c、立即用質量百分比濃度為30％的氫氧化鈉水溶液調節pH值至5.3～5.6，同時快速降溫至78℃，加入占尿素總質量17.6％的尿素，待尿素溶解后在75℃條件下反應30min；

步驟d、然后質量百分比濃度為30％的氫氧化鈉調反應液pH值至7.0～7.5，加入占尿素總質量16.4％的尿素，再在75℃條件下反應10min，然后調節pH值至7.5～8.5，再降溫至40℃以下出料，即得到脲醛樹脂；獲得的脲醛樹脂性能如下：粘度(涂4杯測)：19～25s；固含量：49％～53％；固化時間：65～80s；游離甲醛含量：0.1％～0.35％。

所述發泡劑是沸點為40～85℃的發泡劑。