[发明专利]强韧化改性脲醛树脂泡沫保温材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种强韧化改性脲醛树脂泡沫保温材料及其制备方法。本发明的脲醛树脂泡沫材料由按照以下重量百分比的原料制备而成：脲醛树脂：80％～97％；发泡剂：0.1％～3％；表面活性剂：0.5％～4％；增稠剂：0.1％～1％；固化剂：0.1％～1.5％；改性剂：0.1％～10％。其中，脲醛树脂采用三步法合成，改性剂可选择在合成脲醛树脂和制备泡沫乳状液的过程中添加。本发明采用物理发泡的方法，首先制备了一种均一、稳定的泡沫乳状液，之后在敞开的容器中使其自由发泡。本发明工艺简单，成本低，阻燃性能好，导热系数小，火灾危险系数小，可应用于建筑保温材料领域。

技术领域

本发明属于泡沫保温材料领域；具体涉及强韧化改性脲醛树脂泡沫保温材料及其制备方法。

背景技术

目前，在建筑保温材料领域，使用较多的材料可分为无机保温材料和有机保温材料。其中无机保温材料具有阻燃、耐高温、耐腐蚀等优良的特性，但其导热系数大；而有机保温材料具有质轻、导热系数小的优点，但易燃。因而，需要开发综合性能优异的新型保温材料。

脲醛树脂是一种水溶性树脂，大多作为胶黏剂应用在木材工业中，少量制造成热固型塑料制品，其成本低廉、生产简易，在防火领域中也有广阔的应用。脲醛树脂本身不燃，由其制备而成的脲醛树脂泡沫保温材料具有质轻、导热系数小和优异的阻燃性，综合了市场上广泛使用的保温材料的优点。脲醛树脂泡沫材料属于一种热固性多孔材料，其在燃烧过程中不产生融滴，且其烟释放量较其他有机保温材料少，火灾危险系数小，因而在建筑保温领域有较好的发展前景。

但是由于脲醛树脂固化后，其分子内部发生交联，转变为三维网状的结构，使得脲醛树脂泡沫强度小、脆性大，表现为掉渣现象较为严重。这种缺陷严重限制了脲醛树脂泡沫材料的应用，因此改善脲醛树脂泡沫材料的脆性迫在眉睫。近年，对新型脲醛树脂泡沫材料的制备方法以及其强韧化手段已经受到人们广泛的关注，但对脲醛树脂泡沫材料改性的报道较少，且大多是利用无机材料作为发泡骨架而脲醛树脂作为填充剂的方法进行改性。

发明内容

本发明主要解决现有脲醛树脂泡沫因脆性大、易掉渣、强度较低而限制了其作为建筑保温材料使用的技术问题，提供了强韧化改性脲醛树脂泡沫保温材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的强韧化改性脲醛树脂泡沫保温材料按重量百分比是由下述原料制成的：

脲醛树脂：80％～97％；发泡剂：0.1％～3％；表面活性剂：0.5％～4％；增稠剂：0.1％～1.0％；固化剂：0.1％～1.5％；改性剂：0.1％～10％。

所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、失水山梨醇酯中的一种或其中几种的组合(表面活性剂为组合物时，各种表面活性剂之间按任意比混合)。

增稠剂为纤维素醚和/或聚丙烯酸盐，(增稠剂为组合物时，纤维素醚与聚丙烯酸盐表面活性剂之间按任意比混合)。

所述发泡剂为沸点为(35～70)℃的烷烃；如正已烷或正戊烷。

所述改性剂为无机纤维、纳米粒子或柔性树脂；无机纤维为玻璃纤维和/或玄武岩纤维(组合时，按任意比混合)；纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛或纳米碳酸钙；或柔性树脂为聚氨酯、聚醋酸乙烯酯或聚乙烯醇缩醛树脂。

所述固化剂为磷酸盐、羧酸、柠檬酸中的一种或其中几种的组合(固化剂为组合物时，各种固化剂之间按任意比混合)。

所述脲醛树脂的制备方法如下：

步骤1、按质量百分比分别称取63.7％质量百分比浓度为37％的甲醛溶液和36.3％的尿素，另外再称取占尿素质量0％～6％的改性剂，占尿素质量1％的氨水，改性剂为聚乙烯醇、三聚氰胺、苯酚中的一种或其中几种的混合，氨水的质量百分比浓度为25％；