[發(fā)明專利]一種工業(yè)廢料增強(qiáng)增韌酚醛泡沫保溫板及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710091884.X
• 申請(qǐng)日: 2017-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN106867191B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周春華;劉建國(guó);李曉會(huì)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L61/06
• 分類號(hào): C08L61/06;C08L71/02;C08K11/00;C08K9/06;C08J9/14;B29C43/58;B29L7/00
• 代理公司: 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37240
• 代理人: 李茜

本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢料增強(qiáng)增韌酚醛泡沫保溫板及其制備方法。所用的工業(yè)廢料是鐵赤泥，它是在生產(chǎn)氧化鋁過程中產(chǎn)生的污染性廢渣且產(chǎn)量很大。為了增大鐵赤泥在酚醛樹脂中的分散和用量，用球磨機(jī)將鐵赤泥磨成粒徑為1~1.5μm的極細(xì)顆粒，并用偶聯(lián)劑對(duì)其表面功能化。在酚醛樹脂固化過程中功能化鐵赤泥與酚醛樹脂形成化學(xué)鍵，提高了兩者間的結(jié)合力，增強(qiáng)了酚醛泡沫的綜合性能。本發(fā)明得到的酚醛泡沫保溫板不僅強(qiáng)度和阻燃性能大大提高，滿足建筑外墻保溫材料的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，而且消耗了大量工業(yè)廢料鐵赤泥，減少環(huán)境污染，降低生產(chǎn)成本，具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑外墻保溫材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)廢料增強(qiáng)增韌酚醛泡沫保溫板及其制備方法。

背景技術(shù)

目前建筑外墻的保溫材料常用EPS、XPS聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、玻璃棉和礦物棉等保溫板材，聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫易燃，無機(jī)巖棉保溫效果差、易吸潮腐爛，這些缺點(diǎn)極大地制約了它們作為建筑外墻保溫材料的應(yīng)用。因此尋找一種新型的、性能優(yōu)異的建筑外墻保溫材料迫在眉睫。

酚醛泡沫作為新一代的保溫材料，具有自重輕、發(fā)煙率低、加工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在土木建筑、石油化工以及航空航天等領(lǐng)域。但是酚醛樹脂中含有大量的剛性苯環(huán)結(jié)構(gòu)，特別是苯環(huán)上的酚羥基和亞甲基容易氧化，導(dǎo)致酚醛泡沫韌性和機(jī)械性能差，質(zhì)脆且易掉渣。再加上酚醛泡沫作為建筑外墻保溫材料的阻燃性能和絕熱性能均不達(dá)標(biāo)，極大地制約著其在現(xiàn)實(shí)工程中的應(yīng)用。因此，人們一直在積極尋找酚醛泡沫改性的方法。如專利申請(qǐng)?zhí)枮?01410341475.7、201010599952.1等專利中介紹的有關(guān)改性酚醛泡沫產(chǎn)品，雖然產(chǎn)品在強(qiáng)度和阻燃性能方面有所提高，但仍達(dá)不到建筑外墻保溫材料的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，且生產(chǎn)成本較高。

近年來，工業(yè)廢棄物鐵赤泥改性酚醛泡沫的研究已得到越來越多的關(guān)注。鐵赤泥是生產(chǎn)氧化鋁過程中產(chǎn)生的廢棄物，每生產(chǎn)1噸氧化鋁大約會(huì)產(chǎn)生0.8~1.8噸鐵赤泥。世界上每年產(chǎn)生的鐵赤泥廢棄物數(shù)目龐大，堆積成山，我國(guó)每年產(chǎn)生大約600萬噸鐵赤泥，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生非常嚴(yán)重的污染。鐵赤泥的主要組份比較復(fù)雜，含有方鈉石、硅酸二鈣、鈣鈦礦石和赤鐵礦等，如果將其作為填料加入到酚醛泡沫中，會(huì)使酚醛泡沫的機(jī)械性能、阻燃性能和絕熱性能得到明顯地提高。

由于鐵赤泥的成分比較復(fù)雜且為無機(jī)組分，為了增大鐵赤泥在酚醛樹脂中的分散和用量，用球磨機(jī)將鐵赤泥研磨成粒徑為1~1.5 μm的極細(xì)顆粒，并用偶聯(lián)劑對(duì)其表面功能化。在酚醛樹脂固化過程中功能化鐵赤泥與酚醛樹脂形成化學(xué)鍵，提高了兩者間的結(jié)合力，增強(qiáng)了酚醛泡沫的強(qiáng)度和阻燃性。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高現(xiàn)有酚醛泡沫保溫板的機(jī)械性能、阻燃性能和絕熱性能，本發(fā)明提供了一種工業(yè)廢料增強(qiáng)增韌酚醛泡沫保溫板的制備方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

鐵赤泥預(yù)處理：將干燥后的鐵赤泥用球磨機(jī)研磨成粒徑為1~1.5 μm的極細(xì)顆粒。

鐵赤泥的表面功能化：將適量鐵赤泥和95%的乙醇水溶液加到四口燒瓶中混合均勻，超聲振蕩120 min，然后加入適量硅烷偶聯(lián)劑后超聲振蕩60 min，最后放在75℃水浴恒溫6 h，取出，抽濾，洗滌，80℃干燥，研磨后過10000目網(wǎng)篩，得到表面功能化的鐵赤泥。

混合物A的制備：常溫下，將酚醛樹脂、功能化鐵赤泥、表面活性劑和發(fā)泡劑混合均勻，得到混合物A。

預(yù)浸料B的制備：將固化劑加入到混合物A中攪拌均勻后倒入一定形狀的模具中，將模具放入烘箱，在50~60℃的環(huán)境下進(jìn)行酚醛樹脂的預(yù)固化，得到預(yù)浸料B。

工業(yè)廢料增強(qiáng)增韌酚醛泡沫保溫板的制備：將所得預(yù)浸料B放入模壓機(jī)上，在0.3MPa壓力下，70~80℃溫度環(huán)境下保持5 min，即可完成整個(gè)發(fā)泡流程，制得工業(yè)廢料增強(qiáng)增韌酚醛泡沫保溫板。

一種工業(yè)廢料增強(qiáng)增韌酚醛泡沫保溫板，按重量份數(shù)計(jì)算，包括以下原料。