[发明专利]一种提高酚醛泡沫保温材料机械强度的方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑节能保温材料领域，具体涉及一种提高酚醛泡沫保温材料机械强度的方法。

背景技术

建筑节能是指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中，满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能降低能耗。2017年2月，住建部发布《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》（建科[2017]53号），旨在建设节能低碳、绿色生态、集约高效的建筑用能体系，具体目标是：到2020年，城镇新建建筑能效水平比2015年提升20%。城镇新建建筑中绿色建筑面积比重超过50%，绿色建材应用比重超过40%。完成既有居住建筑节能改造面积5亿平方米以上，公共建筑节能改造1亿平方米，全国城镇既有居住建筑中节能建筑所占比例超过60%。城镇可再生能源替代民用建筑常规能源消耗比重超过6%。经济发达地区及重点发展区域农村建筑节能取得突破，采用节能措施比例超过10%。

建筑中使用的最为普遍的保温隔热材料有两类：无机保温材料有膨胀珍珠岩、加气混凝土、岩棉、玻璃棉；有机保温材料有聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等。上述无机保温材料产生粉尘，滋生细菌；有机保温材料燃烧产生有毒气体，耐老化性能差，阻燃性较差，这都限制了其应用。而酚醛泡沫具有体型聚合物、稳定芳烃结构，按GB8624-2012标准的防火等级划分，自身很容易达到B1级的防火等级，接近A级。它的突出特点是在超高温明火直接接触下，形成炭化骨架和CO、CO₂等气态物，气体不仅能冲稀燃烧区可燃气体及氧气浓度，且有覆盖作用，没有火焰传播和蔓延，只在酚醛泡沫表面产生炭化而无融熔滴落物，体现出极好的耐火焰穿透性能。

在发达国家酚醛泡沫材料发展迅速，已广泛应用于建筑、能源、国防等领域、美国建设行业所用的隔音保温泡沫塑料中，酚醛材料已经占40％；日本也已经成立酚醛泡沫普及协会以推广这种材料，并在建筑中大量应用。法国和北欧有关建筑部门认为，在现有的各种泡沫塑料中，只有酚醛泡沫塑料有较好的防火性。俄罗斯和东欧在公共建筑中已广泛采用酚醛泡沫材料。英国、西欧及中东规定在新建工程中优先采用酚醛泡沫保温材料。

国内生产的酚醛泡沫保温材料存在着易粉化、机械强度低、脆性、无延伸性和吸水率高等弱点，用于外墙外保温薄抹灰系统将会出现严重的饰面开裂、脱落等质量事故。因此如何提高酚醛泡沫的机械强度是行业的研究重点。薄采颖等（Bo C , Hu L, Zhou J, et al. Preparation and characteriztion of phenolic foams modified by castoroil-based polyurethane prepolymer[J]. Chemistry and Industry of Forest Products, 2015, 35(4): 8-14.）用聚氨酯预聚体改性酚醛泡沫并对复合材料的机械性能和热稳定性进行表征，结果表明聚氨酯预聚体添加量在3-7%时泡沫弯曲性能可以提高21-26%。梁兵川等（Liang B, Li X, Hu L, et al. Foaming resol resin modified with polyhydroxylated cardanol and its application to phenolic foams[J]. Industrial Crops and Products, 2016, 80:194-196.）用羟基化腰果酚改性酚醛泡沫，使其接枝上柔性长链从而达到增强增韧的目的，研究表明，改性泡沫压缩强度和弯曲强度分别提高57%和55%。但泡沫的阻燃性都有所降低。

申请人制备了一种有机酚类物质-纳米二氧化硅体系（胡立红，郭亚军，周永红等.有机酚类-纳米二氧化硅体系及其制备方法和应用.公开号：CN106632937A），因为纳米二氧化硅表面富含羟基，能够与酚环上的羟基或羟甲基发生缩合反应，生成键能更大的Si-O键，形成更稳定的交联网络结构，因此将其用来改善酚醛泡沫的机械强度，并取得了不错的改性效果。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供了一种提高酚醛泡沫保温材料机械强度的方法，在保持优异阻燃性能的前提下，酚醛泡沫的脆性和易老化性得到了明显改善，延长了酚醛泡沫的使用寿命，提高了使用周期和效率。