一種a級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及新型外墻外保溫阻燃復合材料技術領域，特別是涉及一種酚醛樹脂阻燃復合材料。
【背景技術】
[0002]目前，我國使用的建筑外墻外保溫材料，沒有任何一種材料能夠達到公安部要求的A級防火標準，最高防火等級只能達到B1級。而根據我國公安部消防局對外墻外保溫材料防火等級的要求規(guī)定:所有外墻外保溫材料的防火等級必須達到A2或以上級別標準。近年來，很多建筑結構的外墻外保溫材料以一種新型的酚醛樹脂保溫板來替代硬質聚氨酯保溫板。這些保溫板雖然通過了多方改性，但其防火等級仍然只能達到B1級，且粉化嚴重，這些問題亟待解決。

【發(fā)明內容】

[0003]為了解決上述現有技術的不足，本發(fā)明提供了滿足公安部消防局A級防火標準的一種高阻燃型增韌熱固性甲階酚醛樹脂。所要解決的問題是通過縮聚、交聯和聚合反應及共混的方法，對甲階酚醛樹脂原料進行阻燃和交聯改性，以提高熱固性甲階酚醛樹脂原料的阻燃性和韌性；同時通過對可發(fā)熱固性甲階酚醛樹脂原料的阻燃和交聯改性，使發(fā)泡保溫板的粉化性能得到明顯改善，抗火性能達到了 A2級標準。
[0004]本發(fā)明解決技術問題，采用如下技術方案:
[0005]本發(fā)明A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂，其特點在于:所述的A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂由以下摩爾份數的原料組成:苯酚100份，甲醛150份?200份，氫氧化鈉1份?1.5份，氫氧化鋇1份?3份，復合交聯劑3份?10份，納米復合阻燃劑15份?30份，氨水0.6?1.5份。
[0006]優(yōu)選的，所述的復合交聯劑是由三聚氰胺和乙二胺按摩爾比2:1混合構成。
[0007]所述的納米復合阻燃劑中各原料按重量百分比的組成為:八溴聯苯醚40%?50%、納米氧化鋁10%?15%、納米氫氧化鎂10%?15%、納米膨脹石墨10%?20%，三聚氰胺氨基磺酸鹽10%?15 %。
[0008]所述A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂的制備方法是:將各原料依次經加熱催化縮聚、交聯、聚合及中和反應、冷卻并脫水后，制得A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂。具體包括以下步驟:
[0009](1)將苯酚加熱熔融后加入甲醛并攪拌均勻，然后加入催化劑氫氧化鈉并加熱，經催化縮聚反應，生成熱固性初級甲階酚醛樹脂；
[0010](2)在所述熱固性初級甲階酚醛樹脂中加入復合交聯劑，再加入催化劑氫氧化鋇，經交聯反應，生成增韌熱固性初級甲階酚醛樹脂；
[0011](3)在所述增韌熱固性初級甲階酚醛樹脂中加入納米復合阻燃劑，在加熱下經聚合和共混，生成增韌阻燃熱固性初級甲階酚醛樹脂；
[0012](4)用氨水對所述增韌阻燃熱固性初級甲階酚醛樹脂進行中和，調節(jié)PH值至7.0?7.5，然后脫水至粘度為11000?16000厘泊，制得A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂。
[0013]與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果體現在:
[0014]本發(fā)明以苯酚和甲醛為原料，通過添加納米復合阻燃劑和交聯劑，對生成的初級甲階酚醛樹脂進行改性，改性后的熱固性甲階酚醛樹脂較以相同的工藝生產的酚醛樹脂保溫板材料的粉化性能得到明顯改善，抗火性能達到了相關標準的A2級。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0016]實施例1:
[0017]本實施例A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂由以下摩爾份數的原料組成:苯酚100份，甲醛150份，氫氧化鈉1份，氫氧化鋇1份，復合交聯劑3份，納米復合阻燃劑15份，氨水0.6份。
[0018]其中:復合交聯劑是由三聚氰胺和乙二胺按摩爾比2:1混合構成。納米復合阻燃劑中各原料按重量百分比的組成為:八溴聯苯醚40%、納米氧化鋁10%、納米氫氧化鎂15%、納米膨脹石墨20%，三聚氰胺氨基磺酸鹽15%。
[0019]本實施例A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂的制備方法，包括以下步驟:
[0020](1)將苯酚加熱至50°C熔融，加入甲醛并攪拌均勻，然后加入催化劑氫氧化鈉并加熱至70°C，催化縮聚反應1.5h左右，在反應過程中控制反應溫度在95?98°C，固含量達到83%，獲得熱固性初級甲階酚醛樹脂；
[0021](2)在熱固性初級甲階酚醛樹脂中加入復合交聯劑，再加入催化劑氫氧化鋇，在85°C?90°C下交聯反應lh，生成增韌熱固性初級甲階酚醛樹脂；
[0022](3)在增韌熱固性初級甲階酚醛樹脂中加入納米復合阻燃劑，在70°C下聚合和共混lh，生成增韌阻燃熱固性初級甲階酚醛樹脂；
[0023](4)降溫至50°C時，用氨水對增韌阻燃熱固性初級甲階酚醛樹脂進行中和，調節(jié)pH值至7.0?7.5，然后脫水至粘度為11000厘泊，即制得A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂。
[0024]經測試，以本實施例所得樹脂生產的發(fā)泡保溫板的粉化率為15.6%，燃燒氧指數達到72.3%，3?10毫米成品板材垂直燃燒性能達到UL-94標準V0級，綜合防火性能達到國家標準GB8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能》的A2級。
[0025]實施例2
[0026]本實施例A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂由以下摩爾份數的原料組成:苯酚100份，甲醛200份，氫氧化鈉1.5份，氫氧化鋇3份，復合交聯劑10份，納米復合阻燃劑30份，氨水1.5份。
[0027]其中復合交聯劑是由三聚氰胺和乙二胺按摩爾比2:1混合構成。納米復合阻燃劑中各原料按重量百分比的組成為:八溴聯苯醚50%、納米氧化鋁15%、納米氫氧化鎂10%、納米膨脹石墨10%，三聚氰胺氨基磺酸鹽15%。
[0028]本實施例A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂的制備方法，包括以下步驟:
[0029](1)將苯酚加熱至50°C熔融，加入甲醛并攪拌均勻，然后加入催化劑氫氧化鈉并加熱至70°C，催化縮聚反應1.5h，在反應過程中控制反應溫度在95?98°C，固含量達到85%，獲得熱固性初級甲階酚醛樹脂；
[0030](2)在熱固性初級甲階酚醛樹脂中加入復合交聯劑，再加入催化劑氫氧化鋇，在85°C?90°C下交聯反應1.2h，生成增韌熱固性初級甲階酚醛樹脂；
[0031](3)在增韌熱固性初級甲階酚醛樹脂中加入納米復合阻燃劑，在70°C下聚合和共混lh，生成增韌阻燃熱固性初級甲階酚醛樹脂；
[0032](4)降溫至50°C時，用氨水對增韌阻燃熱固性初級甲階酚醛樹脂進行中和，調節(jié)pH值至7.0?7.5，然后脫水至粘度為16000厘泊，即制得A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂。
[0033]經測試，以本實施例所得樹脂生產的發(fā)泡保溫板的的粉化率為15.1%，燃燒氧指數達到73.6 %，3?10毫米成品板材垂直燃燒性能達到UL-94標準VOS，綜合防火性能達到國家標準GB8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能》的A2級。
[0034]實施例3
[0035]本實施例A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂由以下摩爾份數的原料組成:苯酚100份，甲醛170份，氫氧化鈉1份，氫氧化鋇2份，復合交聯劑6份，納米復合阻燃劑21份，氨水1.1份。
[0036]其中:復合交聯劑是由三聚氰胺和乙二胺按摩爾比2:1混合構成。納米復合阻燃劑中各原料按重量百分比組成為:八溴聯苯醚50%、納米氧化鋁15%、納米氫氧化鎂15%、納米膨脹石墨10%，三聚氰胺氨基磺酸鹽10%。
[0037]本實施例A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂的制備方法，包括以下步驟:
[0038](1)將苯酚加熱至50°C熔融，加入甲醛并攪拌均勻，然后加入催化劑氫氧化鈉并加熱至70°C，催化縮聚反應1.5h左右，在反應過程中控制反應溫度在95?98°C，固含量達到85%，獲得熱固性初級甲階酚醛樹脂；
[0039](2)在熱固性初級甲階酚醛樹脂中加入復合交聯劑，再加入催化劑氫氧化鋇，在85°C?90°C下交聯反應1.5h，生成增韌熱固性初級甲階酚醛樹脂；
[0040](3)在增韌熱固性初級甲階酚醛樹脂中加入納米復合阻燃劑，在70°C下聚合和共混lh，生成增韌阻燃熱固性初級甲階酚醛樹脂；
[0041](4)降溫至50°C時，用氨水對增韌阻燃熱固性初級甲階酚醛樹脂進行中和，調節(jié)pH值至7.0?7.5，然后脫水至粘度為13600厘泊，即制得A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂。
[0042]經測試，以本實施例所得樹脂生產的發(fā)泡保溫板的的粉化率為15.3%，垂直燃燒氧指數達到75.1%，3?10毫米成品板材垂直燃燒性能達到UL-94標準V0級，綜合防火性能達到國家標準GB8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能》的A2級。
【主權項】
1.一種A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂，其特征在于:所述的A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂由以下摩爾份數的原料組成:苯酚100份，甲醛150份?200份，氫氧化鈉1份?1.5份，氫氧化鋇1份?3份，復合交聯劑3份?10份，納米復合阻燃劑15份?30份，氨水0.6?1.5份。2.根據權利要求1所述的A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂，其特征在于:所述的復合交聯劑是由三聚氰胺和乙二胺按摩爾比2:1混合構成。3.根據權利要求1所述的A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂，其特征在于:所述的納米復合阻燃劑中各原料按重量百分比的組成為:八溴聯苯醚40%?50%、納米氧化鋁10%?15%,納米氫氧化鎂10 %?15 %、納米膨脹石墨10 %?20 %，三聚氰胺氨基磺酸鹽10 %?15%。4.一種權利要求1?3中任意一項所述A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂的制備方法，其特征在于:將各原料依次經加熱催化縮聚、交聯、聚合及中和反應、冷卻并脫水后，制得A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂。5.根據權利要求4所述的A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將苯酚加熱熔融后加入甲醛并攪拌均勻，然后加入催化劑氫氧化鈉并加熱，經催化縮聚反應，生成熱固性初級甲階酚醛樹脂； (2)在所述熱固性初級甲階酚醛樹脂中加入復合交聯劑，再加入催化劑氫氧化鋇，經交聯反應，生成增韌熱固性初級甲階酚醛樹脂； (3)在所述增韌熱固性初級甲階酚醛樹脂中加入納米復合阻燃劑，在加熱下經聚合和共混，生成增韌阻燃熱固性初級甲階酚醛樹脂； (4)用氨水對所述增韌阻燃熱固性初級甲階酚醛樹脂進行中和，調節(jié)pH值至7.0?7.5，然后脫水至粘度為11000?16000厘泊，制得A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種A級防火增韌熱固性甲階酚醛樹脂及其制備方法，其特征在于：原料包括苯酚、甲醛、氫氧化鈉、氫氧化鋇、復合交聯劑、納米復合阻燃劑和氨水；其制備方法是首先在堿性催化劑作用下，苯酚和甲醛加熱發(fā)生縮聚反應，得到初級甲階酚醛樹脂；再加入復合交聯劑和納米復合阻燃劑，經交聯反應和阻燃處理，提高了甲階酚醛樹脂的阻燃性和交聯度，最后經中和、脫水后，制得產品。本發(fā)明所得產品的燃燒氧指數達到72％以上，發(fā)泡保溫板的粉化率在16％以下，3～10毫米板材垂直燃燒性能達到歐洲UL-94標準V0級，綜合防火性能達到國家標準GB8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能》的A2級。
【IPC分類】C08K5/17, C08G8/10, C08K7/24, C08K13/04, C08K3/22, C08J3/24, C08K5/3492, C08L61/10, C08K5/42, C08K5/06
【公開號】CN105462162
【申請?zhí)枴緾N201610079294
【發(fā)明人】夏云春
【申請人】安徽建筑大學
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2016年2月2日