水溶性酚醛樹脂-金屬磷酸鹽復合發(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建筑普遍存在的缺點和現(xiàn)象，與相似氣候條件下的國家相比，我國單位建筑能耗要高出2～3倍，建筑能耗約占社會總能耗的四分之一，為了緩解我國能源緊張的壓力，為了社會的可持續(xù)發(fā)展，應大力推進建筑節(jié)能。建筑節(jié)能的重點在于建筑外墻保溫，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機保溫材料優(yōu)異不燃性能和有機保溫材料良好保溫性能的復合發(fā)泡保溫材料為目的，向無機體系中加入有機高分子材料，使無機體系和增韌樹脂復合發(fā)泡制備成復合發(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機保溫材料的基體，利用磷酸、氫氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、碳酸鈣在常溫下反應發(fā)泡固化成型的原理，制備金屬磷酸鹽無機發(fā)泡材料。通過正交試驗優(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。制得的無機發(fā)泡材料的導熱系數(shù)為0.0639W/m·K，不燃性能較為優(yōu)異，符合國家A級不燃材料標準，抗壓強度為27.8kPa，易脆率為18.9％，力學性能較差，需要進一步的增韌改性。
　　從改善金屬磷酸鹽無機發(fā)泡材料的力學性能出發(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，體系的溫度應控制在85℃為宜。所制得的水溶性酚醛樹脂抗壓強度為7.8MPa，吸水率為24.6%。針對酚醛樹脂脆性較大的情況，對其進行了化學改性。用內(nèi)增韌的方式對酚醛樹脂進行改性，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性能和吸水性的同時對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機骨架，改性水溶性酚醛樹脂做為增強體，復合發(fā)泡制備了改性水溶性酚醛樹脂/金屬磷酸鹽復合發(fā)泡保溫板。分析了樹脂加入量對復合材料各項性能影響的關(guān)系，最終確定了合適的樹脂添加量為25%。所制得復合發(fā)泡材料的抗壓強度為213.7KPa，導熱系數(shù)為0.0314W/m·K，表觀