本發明專利技術公開了一種可用于制備無機纖維保溫材料的高FST特性改性酚醛樹脂膠黏劑及制備方法，高FST特性改性酚醛樹脂膠黏劑包含A、B和C三個組分，其中A組分為酚醛樹脂膠黏劑，B組分為多聚磷酸鹽FST改性劑，C組分為多元醇交聯劑，按它們的干物質含量的質量配比計算，A：B：C=100：1~20：0.5~5。相比于傳統酚醛樹脂膠黏劑，用本發明專利技術的改性膠黏劑制備纖維保溫材料，所得的制品在具有優越的FST特性和隔熱性能的同時，還具有更好的力學性能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種可用于制備無機纖維保溫材料的高FST特性(阻燃、低煙、低毒特性)改性酚醛膠黏劑及制備方法，涉及高分子化工領域。相比于傳統酚醛樹脂膠黏劑，用本專利技術的改性酚醛樹脂膠黏劑制備纖維保溫材料，所得的制品在具有優越的FST特性和隔熱性能的同時，還具有更好的力學性能。
技術介紹
無機纖維保溫材料主要由巖棉、礦渣棉、玻璃棉、陶瓷纖維以及玄武巖纖維等無機纖維和膠黏劑為主要原材料構成，可制成板、筒、氈、管殼等形狀的制品，廣泛用于住宅建筑和熱工設備管道的保溫隔熱，具有質量輕、隔熱隔音、防火阻燃等優勢，其制備工藝一般是在纖維材料表面噴撒適量膠黏劑，經擠壓、初次干燥、加熱壓制固化干燥處理即可制成相應的制品。目前國內大量使用的纖維保溫材料中以巖棉最具代表性，其使用的無機纖維主要為巖棉，使用的膠黏劑主要為水溶性酚醛樹脂。隨著時代的發展和人民生活水平的提高，對纖維保溫材料的性能也提出了越來越高的要求。特別在住宅建筑領域中，除了具備良好的隔熱性能，高FST特性的產品已經成為纖維保溫材料的發展趨勢，其要求是制品遇火時不容易燃燒，即使高溫著火后燃燒過程中產生的煙霧小，煙霧毒性小。如中國公安部發布的公消65號，《中華人民共和國公安部關于進一步明確民用建筑外纖維保溫材料消防監督管理有關要求的通知》，其中就要求民用建筑外纖維保溫材料的燃燒性能宜為A級不燃級別。雖然保溫材料中的無機纖維均為防火級別為A級不燃級別的無機材料，具有很好的FST特性，但其使用的膠黏劑目前一般為有機物，其FST特性相比無機礦物纖維就差得多，目前主流使用的酚醛樹脂膠黏劑的防火級別最多只能達到B1難燃級別，因此在保證保溫材料其它性能如隔熱性能基本不變的前提下，提聞纖維保溫材料的FST性能的關鍵的在于提聞I父黏劑的FST特性，而有機I父黏劑的FST特性越好，其纖維 保溫材料的FST特性也越佳，通過改性提高膠黏劑的FST特性是提高纖維保溫材料FST特性的主要方法。此外，在目前建筑使用的外墻保溫板中，除了 FST特性和隔熱性能，對保溫材料的力學性能也提出了很高的要求，在標準GB/T-25975-2010《建筑外墻外保溫用巖棉制品》要求的TR80級巖棉纖維保溫材料的在垂直于板面方向的抗拉強度> 80KPa，否則抗拉強度過低需要錨栓和玻璃布固定，這將降低施工效率，增大了巖棉作為外墻保溫使用的成本。該項性能指標的提出，對現有纖維保溫材料常用的酚醛膠黏劑提出了更高的要求，據了解，目前國內生產的大量巖棉保溫材料中，有大量的產品正因為力學性能差的原因而不適宜用于外墻保溫中。而解決這個問題的基本思路是需要提高膠黏劑的粘結性能，這是因為在保證保溫材料其它性能如FST特性不變的前提下，保溫材料的力學性能很大程度上取決膠黏劑粘結纖維的粘結效果，提高纖維保溫材料力學性能的可行途徑是盡可能通過提高酚醛樹脂膠黏劑的粘結效率來提高其粘結性能。哈爾濱理工大學專利CN201010255197.5申請公開了一種水溶性酚醛樹脂及制備方法，其制備工藝為:一、將酚加熱使其融化，再升溫至50°C -80°C,向反應體系中加入催化劑，保溫0.5-2h ;二、使反應體系以0.TC /min-rC /min的速率勻速升溫，升溫幅度為5°C-15°C，同時向反應體系中連續、緩慢、勻速的加入甲醛溶液，當升溫結束時，使甲醛溶液加入完成；三、在該溫度下保溫10分鐘，再繼續升溫，升溫幅度為20°C -30°C ;然后降溫，降溫幅度為5°C -20°C，在該溫度下保溫2小時；四、再降溫至低于40°C，即得到低分子量水溶性酚醛樹脂。按照該專利所述制備得到的低分子量水溶性樹脂的游離甲醛含量低，水稀釋倍數可達普通樹脂的5-8倍，儲存4個月后無分層析出現象，可應用于耐熱材料和絕緣材料等領域。然而，由于該酚醛樹脂膠黏劑未就FST特性和粘結性能進行改性，使用該酚醛樹脂膠黏劑所制備的纖維保溫材料的不能符合目前建筑住宅的使用指標要求。因此，開發一種高FST特性改性酚醛樹脂膠黏劑，使得所制備的纖維保溫材料具有更高的FST特性的并兼具高力學性能和良好隔熱性能是目前該行業迫切需要發展的目標。
技術實現思路
為克服上述技術難題，本專利技術在經過大量篩選試驗后發現，向酚醛樹脂膠黏劑中添加適量的FST改性劑多聚磷酸鹽和多元醇交聯劑可分別有效提高膠黏劑的FST特性和粘結性能，所制備得到的改性酚醛膠黏劑用于制備無機纖維保溫材料，可大幅度提高其FST特性和力學性能，而其它性能基本保持不變。具體而言，使用上述改性酚醛膠黏劑配合合適的無機纖維(玄武巖纖維針刺氈)經過壓制固化可以制備得到高FST特性(達到A級阻燃級別)、力學性能高(抗拉強度>80KPa)和良好隔熱性能的無機保溫材料。本專利技術的改性酚醛樹脂膠黏劑包含A、B和C三個組分，其中，A組分為酚醛樹脂膠黏劑，B組分為多聚磷酸鹽FST改性劑，C組分為多元醇交聯劑，按它們的干物質含量的質量配比計算，A:B:C=100:Γ20:0.5 5，優選為 A:B:C=100:3 15:1 4，更優選為 A:B:C=100:6 10:1.5^3.5。本專利技術所述的改性所需要的A`組分酚醛樹脂膠黏劑，其制備工藝主要是使用酚類單體和醛類單體在酸性或者堿性催化劑存在條件下下經過加熱縮合而得，本專利技術所述的酚類單體選自苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚中的一種或多種，優選苯酚單體。本專利技術所述的醛類單體是選自甲醛、乙醛、多聚甲醛中的一種或多種，優選甲醛單體。本專利技術所述的催化劑優選堿性催化劑，堿性催化劑包括但不限于氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化壩、氫氧化鎂中的一種或多種，優選氫氧化鋇。為了得到其它方面的某些性能，酚醛樹脂也可以加入其它單體如三聚氰胺、尿素進行改性，因此，本專利技術所選用的酚醛樹脂膠黏劑的合成單體不僅僅限制于酚類單體和醛類單體，也可包含其它第三方共縮聚組分如三聚氰胺、尿素等。更具體而言，本專利技術的酚醛樹脂膠黏劑可以是熱塑性酚醛樹脂膠黏劑，也可以是熱固性酚醛樹脂膠黏劑，可以是水溶性酚醛樹脂膠黏劑，也可以是醇溶性或者油溶性酚醛樹脂膠黏劑，本專利技術的酚醛樹脂膠黏劑優選熱固性水溶性酚醛樹脂膠黏劑。再具體而言，本專利技術所述的熱固性水溶性酚醛樹脂膠黏劑優選具有優越水溶性的產品，其一般是以水溶液形式存在，其固含量(干物質含量)優選為20-80%，并且可以用去離子水稀釋至固含量為2%以下能穩定存在而不發生沉淀、分層或者渾濁現象。本專利技術的B組分FST改性劑，是一種多聚磷酸鹽，多聚磷酸鹽是一種氮磷系無機聚合物，它具有較高的含磷及含氮量高、熱穩定性好、毒性小等優點，向酚醛樹脂膠黏劑加入適量的多聚磷酸鹽，可以在基本不降低其它性能的前提下，有效提高膠黏劑的FST特性，更重要的是，該膠黏劑可以和水溶性酚醛樹脂膠黏劑完全相容，長時間存儲而不生成分層沉淀，也不改變酚醛樹脂膠黏劑的固化工藝性能，此外，試驗結果還發現，本專利技術使用多聚磷酸銨作為FST改性劑時不僅僅能提高膠黏劑的FST特性，還能在一定程度上提高膠黏劑的粘結效果。本專利技術所述的B組分中所選用的多聚磷酸鹽，選自多聚磷酸銨、多聚磷酸鈉和多聚磷酸鉀中的一種或多種，優選多聚磷酸銨。本專利技術的多聚磷酸鹽優選可溶于水的多聚磷酸鹽，本專利技術中所述的“可溶于水”的概念，是指該化合物25°C下在水中的溶解度大于lg。多聚磷酸鹽本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種可用于制備無機纖維保溫材料的高FST特性改性酚醛樹脂膠黏劑，其特征在于其包含A、B和C三個組分，其中A組分為酚醛樹脂膠黏劑，B組分為多聚磷酸鹽FST改性劑，C組分為多元醇交聯劑，按它們的干物質含量的質量配比計算，A：B：C=100：1~20：0.5~5。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李炳泉，吳智深，胡顯奇，劉建勛，朱中國，
申請(專利權)人：江蘇綠材谷新材料科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：
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