新型阻燃热固性树脂基泡沫塑料的发展及应用


  摘 要:本文对新型阻燃热固性树脂基泡沫塑料了系统全面的研究和分析,主要对传统保温泡沫材料进行性能的改进和对新型保温材料的研究。本文对泡沫材料进行了细致的分析研究,并对其制作方法进行了简要描述,从中了解泡沫材料在做保温材料中的优点和缺点,从而指出泡沫材料的改进方向。
  关键词:阻燃;泡沫保温材料;热固树脂
  随着制造业的快速发展,建筑外墙保温材料种类繁多,其中泡沫材料以其更好的隔热保温和防火性能得到了更为广泛的使用。近年来,由于外墙保温材料引起的火灾频繁发生,所以建筑施工市场对外墙保温材料的防火性能的要求更为严格。本文对一些市场上常见的保温材料进行了简要概述,并对一些材料的改性研究方法进行了具体描述。
  1 新型阻燃泡沫材料的研究
  1.1 酚呋喃树脂材料
  酚呋喃树脂材料质量较轻且具有较强的防火、保温和防噪音效果。该材料在燃烧时不会出现明火,在离开火源时会迅速停止燃烧,且在燃烧过程中所产生的烟雾非常小。改性前的酚呋喃树脂材料的燃烧等级一般为B1级,在通过阻燃改性处理后的燃烧等级可上升到A级不燃。酚呋喃树脂材料也存在一些缺点和不足,该材料的脆性较大且容易被粉化,所以在工程的施工过程中给施工人员带来了很大的施工困难。如今,相关研究者已对这些缺点进行了进一步的研究改进。
  1.2 UFF材料
  UFF材料的隔热性和阻燃性较好,且与其他材料相比价格较低。该材料在燃烧时不会产生有毒气体和熔滴物,在受到明火燃烧时材料表面会产生组织材料继续燃烧的炭化层。
  1.3 MFF材料
  MFF材料同样在防火和保温方面具有较高的性能,并且具有较好的防湿防潮和安全卫生的性能,该材料易于二次加工给施工人员的施工较少了很多不便的影响。MFF材料在燃烧时烟雾量很少,燃烧时的烟雾密度和有害气体的排放都在国家标准以下,所有具有很好的防火性能。MFF材料适用于需要防噪声的施工环境中。
  1.4 单宁基泡沫材料
  植物单宁通过与异氰酸酯和酚醛等材料進行配合来制作单宁基PUF和PUF。市场上许多环保泡沫材料的制作都应用到了单宁。
  1.5 木质素基泡沫材料
  木质素可以有效的对树脂中游离的甲醛进行吸附,木质素的含碳量非常高,经过改性的PF其力学性能、耐高温性和防火性能都有很好的提升。木质素作为很好的增强剂经常被用到发泡材料的制备中,木质素的特殊性能可以很好的提高泡沫材料的密度和一些机械性能。因为其很好的性能使得对造纸业和一些工业废弃物的环境污染问题得到了一定的改善。
  2 热固性树脂基泡沫材料的制备和改性
  泡沫材料是由对树脂中加入一些发泡剂、固化剂和活性剂等化学剂进行发泡,在一定的必要条件下对其进行固化形成泡沫材料。
  泡沫材料的改性可在树脂的制备过程中对其通过化学的方法进行改性处理,还可再其发泡期间对其加入某种可对其进行改性的材料来对泡沫材料进行改性。由于各种不同的树脂的功能需求等方面的不同,所以制作方法也会存在一些较小的差异。
  2.1 酚呋喃树脂的制作和改性
  在可发性酚醛树脂中,按一定顺序向其中加入具有活化发泡和固化作用的化学用剂,并在一定环境条件下形成酚呋喃树脂。
  可以在酚呋喃树脂的制作过程中向其中加入改性的木粉等材料来增强酚呋喃树脂材料的阻燃性。可在树脂发泡期间向其中加入异氰酸酯玻璃纤维等添加剂来提高酚呋喃树脂材料的韧性,或者在树脂的合成期间向其中加入糠醛和聚乙二醇等添加剂能达到同样的提升韧性的效果。
  2.2 UFF的制作和改性
  UFF的制作是在预聚物中添加具有发泡增强活性和固化作用的添加剂,并通过化学反应和机械搅拌来形成的固态多孔物体。
  在UFF的制作过程中加入适量的甘油,可达到改善树脂脆性的目的,通过改性树脂的发泡,可以提升泡沫的保温性能和防火性能等。除此以外还可通过加入木质素磺酸钠来降低木质素资源的浪费。
  2.3 木质素基和单宁基泡沫材料的制备和改性
  通过在发泡过程中对其进行合成和改性来制作出具有较高使用价值的木质素基和单宁基泡沫材料。生物质基泡沫材料有着价格低廉、可降解性高和循环使用的优良性能。现在利用生物质酚类物质替换苯酚制作生物质甲阶酚醛树脂材料,制作生物质基酚呋喃树脂材料。在发泡期间加入生物质材料可降低制作成本和提升各方面性能。
  木质素的结构与苯酚的结构非常接近,所以木质素多被用于酚醛树脂的合成研究。有关研究人员将木材通过硫酸进行催化,然后通过苯酚进行液化来制作酚呋喃树脂材料,该制作方法可以得到具有较高力学性能的泡沫材料。
  3 总结
  最近几年,关于楼房建筑的火灾事故的报道越来越多,由此对保温材料的防火性能要求也就越来越高。所以新型的具有高防火性能的保温材料的研发成为了相关研究者需要解决的首要难题。
  阻燃热固性树脂泡沫材料以其较强的防火性能得到了建筑施工保温材料的广泛使用。随着阻燃热固性树脂泡沫材料的不断推广使用,此材料的制作工艺在不断地进行更新完善,使材料具有更高的性能和更加低廉的成本。随着阻燃热固性树脂泡沫材料制作工艺的不断完善和制作成本不断降低,其在市场中有着良好的发展前景。