水溶性酚醛樹脂-金屬磷酸鹽復(fù)合發(fā)泡保溫材料的制備.pdf

1、目前，建筑能耗已經(jīng)成為我國(guó)的三大能源消耗之一。耗能高以及能源利用效率很低是我國(guó)建筑普遍存在的缺點(diǎn)和現(xiàn)象，與相似氣候條件下的國(guó)家相比，我國(guó)單位建筑能耗要高出2～3倍，建筑能耗約占社會(huì)總能耗的四分之一，為了緩解我國(guó)能源緊張的壓力，為了社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)大力推進(jìn)建筑節(jié)能。建筑節(jié)能的重點(diǎn)在于建筑外墻保溫，大力推廣外墻保溫材料的使用是減少建筑能耗的有效方法。但目前常用的外墻保溫材料均存在某些性能不足和安全弊端，因此開發(fā)新型的保溫性能良好、成本較

2、低的不燃性保溫材料迫在眉睫。
　　本文以制備一種兼具無(wú)機(jī)保溫材料優(yōu)異不燃性能和有機(jī)保溫材料良好保溫性能的復(fù)合發(fā)泡保溫材料為目的，向無(wú)機(jī)體系中加入有機(jī)高分子材料，使無(wú)機(jī)體系和增韌樹脂復(fù)合發(fā)泡制備成復(fù)合發(fā)泡保溫材料。
　　含磷化合物阻燃性能優(yōu)異，且磷酸鋁鹽具有高粘結(jié)性，因此本文選擇金屬磷酸鹽做為無(wú)機(jī)保溫材料的基體，利用磷酸、氫氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、碳酸鈣在常溫下反應(yīng)發(fā)泡固化成型的原理，制備金屬磷酸鹽無(wú)機(jī)發(fā)泡材料。通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)

3、化了發(fā)泡材料的配比并確定了制備工藝參數(shù)，體系中金屬原子與磷原子摩爾比M/P為0.7～0.9，磷酸鹽溶液發(fā)泡粘度為12～20mPa·s，發(fā)泡材料的固化制度為在80℃條件下保溫4小時(shí)。制得的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0639W/m·K，不燃性能較為優(yōu)異，符合國(guó)家A級(jí)不燃材料標(biāo)準(zhǔn)，抗壓強(qiáng)度為27.8kPa，易脆率為18.9％，力學(xué)性能較差，需要進(jìn)一步的增韌改性。
　　從改善金屬磷酸鹽無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的力學(xué)性能出發(fā)，選擇水溶性酚醛樹脂做為增

4、韌樹脂。采用兩步堿催化法合成了水溶性酚醛樹脂，甲醛苯酚摩爾比為2.5:1，體系的溫度應(yīng)控制在85℃為宜。所制得的水溶性酚醛樹脂抗壓強(qiáng)度為7.8MPa，吸水率為24.6%。針對(duì)酚醛樹脂脆性較大的情況，對(duì)其進(jìn)行了化學(xué)改性。用內(nèi)增韌的方式對(duì)酚醛樹脂進(jìn)行改性，合適的聚乙烯醇添加量為苯酚甲醛總量的4.5%。與未改性的酚醛樹脂相比，聚乙烯醇改性酚醛樹脂的抗壓強(qiáng)度增加到9.6MPa，吸水率降低到16.2%。紅外光譜分析表明聚乙烯醇改性酚醛樹脂在酚醛樹

5、脂結(jié)構(gòu)中引入了烯烴的長(zhǎng)鏈，改善了酚醛樹脂的韌性，熱重分析發(fā)現(xiàn)聚乙烯醇在改善酚醛樹脂力學(xué)性能和吸水性的同時(shí)對(duì)酚醛樹脂的耐熱性并沒有較大影響。
　　利用金屬磷酸鹽體系做為無(wú)機(jī)骨架，改性水溶性酚醛樹脂做為增強(qiáng)體，復(fù)合發(fā)泡制備了改性水溶性酚醛樹脂/金屬磷酸鹽復(fù)合發(fā)泡保溫板。分析了樹脂加入量對(duì)復(fù)合材料各項(xiàng)性能影響的關(guān)系，最終確定了合適的樹脂添加量為25%。所制得復(fù)合發(fā)泡材料的抗壓強(qiáng)度為213.7KPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.0314W/m·K，表觀