第1章 绪论
机械物理性能会发生变化,我们称为老化或风化现象,严重时甚至可使发泡体性能丧失,泡沫塑料的这种耐候性决定了其使用寿命,通常采用人工照射的办法来比较各种塑料的耐候性。当用聚苯乙烯作同样试验时,照射200小时后明显产生脆化和风化现象,强度也消失。而聚乙烯的强度仍保持85%。但若用酚醛泡沫塑料来作试验,则一切都不会发生变化,抗老性能最好。
(3)耐腐蚀性能
酚醛、聚乙烯、聚笨乙烯、聚氨酯泡沫塑料的耐化学品及溶剂性能的比较:泡沫塑料在设备和管道保温施工和使用中,有时要和某些溶液和溶剂及化学品接触,故需要一定的抗化学溶剂等性能,聚笨乙烯泡沫塑料抗化学性较大,但当采用溶剂性胶带与其结合时能使其融化并破坏接缝结构影响保温效果。
(4)吸音性能
塑料具有较好的吸音性能、不变形、防火、防潮性能也好,故又是一种优良的隔音绝缘材料。从表四可以看出,酚醛泡沫板材的吸音系数在中高频区仅次于玻璃棉,接近岩棉板,而优于其它泡沫塑料板材。但由于它具有质轻、防潮、不弯曲变形,而价格又适中,是一种很有前途的吸声材料。
(5)力学性能
酚醛泡沫塑料的机械力学性能与其密度有关,密度愈高则发泡体的强度愈大。 (6)综合性能比较
酚醛泡沫塑料同几种常用泡沫塑料及其它建筑用保温材料的综合性能比较综上所述,酚醛泡沫保温材料具有导热系数低,容重轻、绝热能力大,使用温度高、防火性、耐化学性、抗老化好、燃烧时发烟少、无毒,其吸水率小于无机保温材料玻璃棉、岩棉,机械强度大于其它有机质泡沫塑料,且加工性好,施工方便,在空调保温中具有无可争议的综合优势,是一种较为理想的新兴保温材料,开发酚醛泡沫材料市场潜力巨大。
1.1.4发展状况
用于聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫都易燃,不耐高温,在一些工业发达国家中正受到消防部门的限制使用,对防火要求严格的场所,政府部门已有明文规定只能用酚醛泡沫及其夹芯板。因而,酚醛泡沫保温材料是更适合于有苛刻要求的环境条件下使用的高性能材料,有着良好的发展前景。
目前,酚醛泡沫建材作为封闭与控制火势的建筑外墙优秀保温材料,已在国外广泛投入使用。法国马赛、里昂等城市建造的许多大型公寓,已将酚醛泡沫板安装在外墙上,再涂上保护层以阻止大火燃烧蔓延。日本政府更是出台法规,将
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吉林建筑工程学院材料科学与工程学院学士学位论文
酚醛泡沫作为公共建筑的标准耐燃物,换言之,耐燃烧性能低于酚醛泡沫的,不允许在公共建筑上使用。而在我国,虽然采用酚醛泡沫生产的保温空调风管系统已经在“水立方”、北京地铁等高档公共建筑施工中得到运用,但因为尚未出台采用酚醛泡沫作为建筑外墙保温材料的规范,目前酚醛泡沫在我国民用建筑外墙施工中还鲜有运用。
由此可见,把酚醛泡沫列为建筑外墙保温推荐材料,作为外墙保温材料的升级换代产品,是从根本上解决外墙保温防火的方法。然而,要想大范围推广酚醛泡沫在建筑节能领域的应用还有许多工作要做。首先,需要政策规范的建立。针对当前建筑外墙保温材料存在的重大安全隐患,专家建议,国家应尽快制订酚醛泡沫作为外墙保温推荐材料规范,并开展使用试点和技术攻关,逐步推进公共和民用建筑“节能与安全双效”。作为一种安全、绿色新型建筑材料,酚醛泡沫优点得到越来越多业内人士认可,但尚未被国家列入建筑外墙保温推荐材料范围,使得酚醛建材在建筑设计环节“惨遭淘汰”。所以国家应尽快将酚醛泡沫列为外墙保温推荐材料,制订相应生产技术标准和规范,并选择在高层建筑和大型公共建筑施工中进行试点,然后逐步推广到民用建筑及交通运输。
相信随着外墙保温防火标准的出台,相关企业对酚醛泡沫的推广,酚醛泡沫以其优异的保温防火性能以及绿色环保的优点终会发起一场保温新材料的革命,为我国的外墙保温事业作出巨大的贡献。
我国加入WT0后,国家重点发展绿色建材,对生产绿色新型建材的企业实行纳税政策优惠鼓励企业按环保方向发展。本项目产品新型隔热保温材料一酚醛泡沫与国家重点发展绿色建材密切相关,产品性能全面达到建筑行业的隔热保温使用要求,可促进传统产业的技术改造和技术创新。大型建筑、飞机场、地铁、高层建筑以及2008年的奥运会馆等所用的隔热保温材料都会因为安全性而首选酚醛泡沫。随着节能建筑的深入实施,北京申奥成功,这些工程的实施都大量需要隔热、隔音材料产品。
1.2酚醛树脂概述
1.2.1酚醛树脂定义
酚醛树脂也叫电木,又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物,市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色,有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚与甲醛缩聚而得。
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第1章 绪论
1.2.2酚醛树脂性能的决定因素
甲阶酚醛树脂是生产隔热用酚醛泡沫的主要原料,树脂在常温下为红棕色液体,在发泡过程中不仅容易充模,而且有利于与其它组分充分混合。根据制品性能和生产工艺要求,酚醛树脂主要对粘度和水分进行控制。
树脂粘度高低影响泡体质量,粘度太高,发泡时各组分不易混合均匀,且由于流动性差,导致充模困难,粘度过低时发泡剂易于逃逸,并出现较大的气泡,不利于形成
均匀细微的泡孔结构。通常情况下,树脂粘度以2000-4000InPa·s(25℃)为好。 树脂中水的含量既影响树脂粘度,又影响泡沫体中的泡体结构。当树脂中水含量高时,发泡及熟化过程中由于水蒸发而引起泡孔破裂,导致开孔率提高和导热系数增大。反之,降低水含量虽能改善制品的绝热性能但由于树脂粘度增高,导致发泡操作困难。经研究发现,树脂含水量在6一8%范围内较为合适。
1.3酚醛泡沫的外加剂
1.3.1外加剂的种类及作用
1.固化剂
甲阶酚醛树脂发泡固化需吸收热量,固化周期较长,通常加人酸作固化剂,固化剂的作用是激励放热反应,加速发泡固化。常用的固化剂有无机酸如:盐酸、硝酸、硫酸等,有机酸有草酸、醋酸、对甲基苯磺酸等。无机酸价格低,但固化速度太快,还有腐蚀性。
2.发泡剂
发泡剂是制取酚醛泡沫的重要组分,是使塑料产生微孔结构的物质,按发泡机理可分为物理发泡剂和化学发泡剂两大类。本文选用物理发泡剂。物理发泡剂在参与发泡过程中,本身没有发生化学变化,只是通过物理状态的改变,产生大量的气体使混合物发泡。
3.表面活性剂
表面活性剂的作用主要有两个,首先是在固化反应中减少物料的表面张力和增加液膜的强度,保持泡体的稳定性;第二个作用是使发泡剂在树脂中的分布更加均匀。常用的表面活性剂有脂肪醇聚氧乙烯醚类、含碳化物、含聚氧乙烯醚的有机硅化合物。活性剂。
4.改性剂
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为了减少泡沫的脆性,需要加人适量的改性剂。常用的有邻苯二甲酸二辛醋、磷酸三甲苯醋、聚乙二醇等。
1.4酚醛泡生产工艺
首先合成热固性(res01)甲基酚醛树脂,在甲醛过量、碱性条件下,通过控制适当的工艺,制得有一定活性、适合发泡的可发性树脂,当加热或在酸性催化剂条件下,分子中的活性基为羟甲基和苯环上羟基邻位上的氢原子之间的失水反应激烈,最终交联生成坚硬不熔不溶的产物,称为“固化”。在甲基酚醛树脂中加入物理发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂、改性剂等,通过机械混合,快速升温,气体膨胀发泡形成泡沫塑料。
1.5酚醛泡沫在建筑上的应用
应用
由于酚醛泡沫具有许多优异的性能,而且价格又低于其它有机泡沫体,因此在许多领域得到了广泛的应用。
建筑业:酚醛泡沫绝热防火性能优异、价廉、安全、轻质,在建筑业中的应用前景十分诱人。可用于墙体保温、不采暖地下室上部地板保温、隔热天花板、各类房屋吊顶及隔板等。由于酚醛泡沫的导热系数低,应用于外墙内保温工程时,
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