[发明专利]一种可用于制备无机纤维保温材料的高FST特性改性酚醛树脂胶黏剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于制备无机纤维保温材料的高FST特性（阻燃、低烟、低毒特性）改性酚醛胶黏剂及制备方法，涉及高分子化工领域。相比于传统酚醛树脂胶黏剂，用本发明的改性酚醛树脂胶黏剂制备纤维保温材料，所得的制品在具有优越的FST特性和隔热性能的同时，还具有更好的力学性能。

背景技术

无机纤维保温材料主要由岩棉、矿渣棉、玻璃棉、陶瓷纤维以及玄武岩纤维等无机纤维和胶黏剂为主要原材料构成，可制成板、筒、毡、管壳等形状的制品，广泛用于住宅建筑和热工设备管道的保温隔热，具有质量轻、隔热隔音、防火阻燃等优势，其制备工艺一般是在纤维材料表面喷撒适量胶黏剂，经挤压、初次干燥、加热压制固化干燥处理即可制成相应的制品。目前国内大量使用的纤维保温材料中以岩棉最具代表性，其使用的无机纤维主要为岩棉，使用的胶黏剂主要为水溶性酚醛树脂。

随着时代的发展和人民生活水平的提高，对纤维保温材料的性能也提出了越来越高的要求。特别在住宅建筑领域中，除了具备良好的隔热性能，高FST特性的产品已经成为纤维保温材料的发展趋势，其要求是制品遇火时不容易燃烧，即使高温着火后燃烧过程中产生的烟雾小，烟雾毒性小。如中国公安部发布的公消[2011]65号，《中华人民共和国公安部关于进一步明确民用建筑外纤维保温材料消防监督管理有关要求的通知》，其中就要求民用建筑外纤维保温材料的燃烧性能宜为A级不燃级别。虽然保温材料中的无机纤维均为防火级别为A级不燃级别的无机材料，具有很好的FST特性，但其使用的胶黏剂目前一般为有机物，其FST特性相比无机矿物纤维就差得多，目前主流使用的酚醛树脂胶黏剂的防火级别最多只能达到B₁难燃级别，因此在保证保温材料其它性能如隔热性能基本不变的前提下，提高纤维保温材料的FST性能的关键的在于提高胶黏剂的FST特性，而有机胶黏剂的FST特性越好，其纤维保温材料的FST特性也越佳，通过改性提高胶黏剂的FST特性是提高纤维保温材料FST特性的主要方法。

此外，在目前建筑使用的外墙保温板中，除了FST特性和隔热性能，对保温材料的力学性能也提出了很高的要求，在标准GB/T-25975-2010《建筑外墙外保温用岩棉制品》要求的TR80级岩棉纤维保温材料的在垂直于板面方向的抗拉强度≥80KPa，否则抗拉强度过低需要锚栓和玻璃布固定，这将降低施工效率，增大了岩棉作为外墙保温使用的成本。该项性能指标的提出，对现有纤维保温材料常用的酚醛胶黏剂提出了更高的要求，据了解，目前国内生产的大量岩棉保温材料中，有大量的产品正因为力学性能差的原因而不适宜用于外墙保温中。而解决这个问题的基本思路是需要提高胶黏剂的粘结性能，这是因为在保证保温材料其它性能如FST特性不变的前提下，保温材料的力学性能很大程度上取决胶黏剂粘结纤维的粘结效果，提高纤维保温材料力学性能的可行途径是尽可能通过提高酚醛树脂胶黏剂的粘结效率来提高其粘结性能。

哈尔滨理工大学专利CN201010255197.5申请公开了一种水溶性酚醛树脂及制备方法，其制备工艺为：一、将酚加热使其融化，再升温至50℃-80℃，向反应体系中加入催化剂，保温0.5-2h；二、使反应体系以0.1℃/min-1℃/min的速率匀速升温，升温幅度为5℃-15℃，同时向反应体系中连续、缓慢、匀速的加入甲醛溶液，当升温结束时，使甲醛溶液加入完成；三、在该温度下保温10分钟，再继续升温，升温幅度为20℃-30℃；然后降温，降温幅度为5℃-20℃，在该温度下保温2小时；四、再降温至低于40℃，即得到低分子量水溶性酚醛树脂。按照该专利所述制备得到的低分子量水溶性树脂的游离甲醛含量低，水稀释倍数可达普通树脂的5-8倍，储存4个月后无分层析出现象，可应用于耐热材料和绝缘材料等领域。然而，由于该酚醛树脂胶黏剂未就FST特性和粘结性能进行改性，使用该酚醛树脂胶黏剂所制备的纤维保温材料的不能符合目前建筑住宅的使用指标要求。

因此，开发一种高FST特性改性酚醛树脂胶黏剂，使得所制备的纤维保温材料具有更高的FST特性的并兼具高力学性能和良好隔热性能是目前该行业迫切需要发展的目标。

发明内容