[00140372]玻化微珠/酚醛树脂复合保温材料及生产技术研究

(1)任务来源 本项目属河南省工程技术研究中心专项项目,项目编号：112102313104 （2）应用领域和技术原理 应用领域：建筑节能。 技术原理： 以玻化微珠为保温隔热基料,添加适量的憎水、固化、润滑和增韧剂等助剂,助剂,与改性酚醛树脂（PF）混合,热压成型,即得玻化微珠/酚醛树脂复合保温材料。 （3）性能指标 密度：332.4 kg/m3;导热系数：0.047 W/（m·K）;抗折强度：1.436 MPa;抗压强度：1.652 MPa;弹性模量：2.496 MPa;抗冲击强度：147.26 kJ/m2;吸水率为2.03%。 （4）与国内外同类技术比较 现有保温材料主要有无机保温材料和有机保温材料。无机保温材料主要有珍珠岩、蛭石、硅酸钙、发泡水泥、矿棉、玻璃棉等。与有机保温材料相比,无机保温材料的导热系数偏大,保温热效果稍差,但防火阻燃,变形系数小,抗老化,性能稳定,使用寿命长。有机保温材料则主要有发泡聚苯板、挤塑聚苯板、喷涂聚氨酯、酚醛树脂泡沫板等。有机保温材料的导热系数小,保温效果良好,但是,它们都容易燃烧、不适合用于对火灾危害要求比较严格的地方,一旦发生火灾,会加快火焰的蔓延,而且有大量的有毒气体排出。另外,有机保温材料不耐老化、变形系数大、稳定性差、安全性差。 酚醛树脂具有良好的阻燃性和低烟雾性,在火中不燃烧,不熔化,也不会有滴落物,而且有很少的毒性气体排出,是国际上公认的建筑行业中最有发展前途的一种新型保温隔热材料。玻化微珠具有轻质、多孔、隔热、不燃、无毒、吸音、抗腐蚀等特性,是一种性能优良的无机保温材料,已在建筑节能领域广泛使用。本项目技术将改性酚醛树脂与玻化微珠复合,制备出一种有机/无机复合保温隔热材料,使之兼有有机保温材料的导热系数低和无机保温材料的强度高、难燃烧的优点。 （5）成果的创造性、先进性 ①研究开发出玻化微珠/酚醛树脂复合保温材料产品及其制备方法,该产品兼有无机保温材料的高强度和有机保温材料的低导热系数。 ②复合保温材料以酚醛树脂和膨胀珍珠岩为主要原料,树脂为20～70 Wt％,膨胀珍珠岩为30～80 Wt％,助剂为5～10 Wt%。酚醛树脂为硼改性热塑性固体酚醛树脂;珍珠岩为堆积密度80～150 kg/m3的玻化微珠散料;助剂为憎水剂、固化剂、润滑剂和增韧剂。 ③复合材料采用热压成型,研究确定了物料配比、压缩比、热压温度、保压时间、固化剂（草酸、HMTA）掺量、憎水和增韧处理等对复合保温材料力学和物理性能的影响。实验得到的最佳工艺参数为：压缩比,2.0;酚醛树脂用量,40%;热压成型温度,240℃;保压时间,1.5 h;固化剂（HMTA）用量,4%;增韧剂（纤维）掺量,2%;憎水剂（BS1042）掺量,0.6%。在较优条件下复合保温材料的表观密度为332.4 kg/m3,导热系数为0.047 W/（m·K）,抗折强度为1.436 MPa,抗压强度为1.652 MPa,弹性模量为2.496 MPa,抗冲击强度为147.26 kJ/m2,吸水率为2.03%。 ④通过对复合保温材料结构设计和调控,使其性能可根据使用需要在一定范围内调整。 （6）作用意义（直接经济效益和社会意义）。 直接经济效益： 参照市场同类产品分析：建成年产50万m2玻化微珠/酚醛树脂复合保温板工业化生产线,需要厂房面积1000m3标准厂房,固定资产投资400万元,流动资金100万元。成品平均售价20元/ m2,年销售收入：1000万元;毛利润：530.5万元;综合税收：307.7万元;净利润：222.8万元;投资回收期：2.24年。 另外,该产品应用于建筑领域还会产生较大的节能效益。 社会意义： 该项目立足信阳地方优势资源和节能国策,对建设节约型社会,促进珍珠岩行业技术进步、提高矿产资源利用率和提高地方资源产品附加值,推动地方经济发展等有重要的社会意义。 （7）推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见。 推广应用的范围：建筑围护结构的隔热保温。 推广应用条件：本项目已完成实验室研究。 推广应用前景：建筑节能是国家强制实施的政策,现有建筑保温材料中的无机保温材料导热系数偏大,保温效果稍差,但强度高,防火阻燃和抗老化性能较好,使用寿命长,变形系数小,性能稳定;有机保温材料导热系数较低,保温效果较好,但强度低,且大都容易燃烧,一旦发生火灾,有机保温材料会加快火焰的蔓延,并有大量的有毒气体排出。因此,既有有机保温材料的低导热系数,又有无机保温材料高强度和防火阻燃性能的复合保温材料推广应用前景广阔。 存在的问题和改进意见：玻化微珠/酚醛树脂复合保温材料密度、导热系数和成本有待进一步降低。