[发明专利]一种基于酚醛空心微球的保温防火材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保温材料及其制备方法，具体涉及一种基于酚 醛空心微球的保温防火材料及其制备方法。

背景技术

20世纪70年代，随着世界性能源危机的爆发，外墙保温材料开 始广泛应用于公共与民用建筑节能领域。当今常用的墙体保温材料 主要分为无机和有机两类，其中，无机材料如矿岩棉、玻璃棉、泡沫 玻璃、微孔硅酸钙、憎水珍珠岩等，防火性能虽好，但导热系数较 大，保温效果不理想，难以满足节能标准要求；有机材料如EPS、 XPS和PU板等，质量轻，保温、隔热效果虽好，但防火安全性差， 易老化、易燃烧，给建筑带来很大的安全隐患。近些年来，随着建 筑火灾重大事故的频频发生，给人们带来了巨大的经济损失和人员 伤亡，国家对建筑节能以及防火的重视与日俱增。然而纵观市场，外 墙外保温系统中约80％的主体保温材料为有机可燃材料，仍无法做到 节能与防火兼备，难以做到两全。随着国家政策逐步的颁布和实 施，保温和防火兼具的产品将是未来外墙保温市场不可逆转的发展 趋势。

当前，市场上尚无一种较为理想的外墙保温材料，可同时满足 导热系数低、防火性能好、低成本、长寿命的要求。相对而言，酚 醛微孔材料是一种综合性能较为优良的新型环保保温材料，具有热 导率低、防火性能优异的特性。与聚氨酯、聚苯乙烯、橡塑泡沫等 有机泡沫塑料相比，酚醛泡沫质轻、吸水率小、导热系数低，耐高 温、难燃、耐火焰穿透、遇火即炭化且无滴落、火焰蔓延速率小、 产烟毒性在准安全三级以上，安全、环境友好。随着酚醛泡沫行业 以及建筑节能领域的不断进步发展，酚醛泡沫本身优异的性质决定 了其将在建筑节能领域将会有非常广阔的发展前景，酚醛保温板在 外墙保温系统的应用将必定会越来越广。然而目前现有的酚醛泡沫 保温材料是以A阶酚醛树脂和阻燃剂、抑烟剂、固化剂、发泡剂及 其它助剂等多种物质制成的闭孔型硬质泡沫塑料，由于其本身的结构 和工艺特征，酚醛泡沫塑料生产过程中存在以下问题：(1)体系粘 度大、物料转移困难；(2)使用低沸点烷烃及卤代烃作为发泡剂， 对环境危害较大；(3)一次发泡成型，成型过程受温度、配比、时 间等多因素影响，工艺控制复杂，泡孔难以分布均匀，闭孔率较 低，影响导热性能；(4)泡沫体韧性、强度低，掉渣率高；(5)树 脂发方量小，泡沫成本明显比聚苯乙烯泡沫成本高，上述问题已成 为酚醛泡沫保温板材推广应用的瓶颈。

针对酚醛保温板材存在的工艺和性能缺陷，现有技术大部分采 用添加流动性改性剂、优化发泡剂、优化固化剂、对酚醛树脂进行 增韧改性、添加增强增韧填料、在酚醛保温板材表面增加护面剂等 技术措施来克服以上问题。然而这些技术手段只是在一定程度上改 进了酚醛微孔泡沫的工艺和性能，并没有从根本上解决问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有成型工艺简单、泡 沫强度大、韧性好、导热系数低，泡孔均匀、残留酸性小甚至呈中 性、绿色环保、防火等级高的基于酚醛空心微球结构的保温防火材料 及其制备方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种基于酚醛空心 微球的保温防火材料，由以下重量比的原料组成，液态热固性酚醛 树脂为45-60wt％，酚醛空心微球为5-20wt％，轻质填料为5-20wt％， 阻燃剂为5-15wt％，所有组分质量百分比之和为100wt％，其中，所述 酚醛空心微球为直径0.1-500um、堆积密度为50-200kg/m³球形闭孔 酚醛空心微球。

进一步，所述液态热固性酚醛树脂为纯的热固性酚醛树脂或热塑 性树脂、橡胶、植物油增韧改性的热固性酚醛树脂。

进一步，所述热塑性树脂为聚醚、聚酰胺、聚氨酯、聚乙烯醇、 聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯中的一种或多种的混合物。

进一步，所述橡胶为丁腈橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡 胶、氯丁橡胶中的一种或多种的混合物。

进一步，所述植物油为腰果壳油或/和桐油。

进一步，所述酚醛空心微球为直径50-500um、堆积密度为 50-100kg/m³球形闭孔酚醛空心微球。

进一步，所述轻质填料为膨胀珍珠岩、膨胀膨润土、气相二氧化 硅、膨胀蛭石、陶粒中的一种或多种的混合物。