本发明专利技术公开了一种可用于制备无机纤维保温材料的高FST特性改性酚醛树脂胶黏剂及制备方法，高FST特性改性酚醛树脂胶黏剂包含A、B和C三个组分，其中A组分为酚醛树脂胶黏剂，B组分为多聚磷酸盐FST改性剂，C组分为多元醇交联剂，按它们的干物质含量的质量配比计算，A：B：C=100：1~20：0.5~5。相比于传统酚醛树脂胶黏剂，用本发明专利技术的改性胶黏剂制备纤维保温材料，所得的制品在具有优越的FST特性和隔热性能的同时，还具有更好的力学性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可用于制备无机纤维保温材料的高FST特性(阻燃、低烟、低毒特性)改性酚醛胶黏剂及制备方法，涉及高分子化工领域。相比于传统酚醛树脂胶黏剂，用本专利技术的改性酚醛树脂胶黏剂制备纤维保温材料，所得的制品在具有优越的FST特性和隔热性能的同时，还具有更好的力学性能。
技术介绍
无机纤维保温材料主要由岩棉、矿渣棉、玻璃棉、陶瓷纤维以及玄武岩纤维等无机纤维和胶黏剂为主要原材料构成，可制成板、筒、毡、管壳等形状的制品，广泛用于住宅建筑和热工设备管道的保温隔热，具有质量轻、隔热隔音、防火阻燃等优势，其制备工艺一般是在纤维材料表面喷撒适量胶黏剂，经挤压、初次干燥、加热压制固化干燥处理即可制成相应的制品。目前国内大量使用的纤维保温材料中以岩棉最具代表性，其使用的无机纤维主要为岩棉，使用的胶黏剂主要为水溶性酚醛树脂。随着时代的发展和人民生活水平的提高，对纤维保温材料的性能也提出了越来越高的要求。特别在住宅建筑领域中，除了具备良好的隔热性能，高FST特性的产品已经成为纤维保温材料的发展趋势，其要求是制品遇火时不容易燃烧，即使高温着火后燃烧过程中产生的烟雾小，烟雾毒性小。如中国公安部发布的公消65号，《中华人民共和国公安部关于进一步明确民用建筑外纤维保温材料消防监督管理有关要求的通知》，其中就要求民用建筑外纤维保温材料的燃烧性能宜为A级不燃级别。虽然保温材料中的无机纤维均为防火级别为A级不燃级别的无机材料，具有很好的FST特性，但其使用的胶黏剂目前一般为有机物，其FST特性相比无机矿物纤维就差得多，目前主流使用的酚醛树脂胶黏剂的防火级别最多只能达到B1难燃级别，因此在保证保温材料其它性能如隔热性能基本不变的前提下，提闻纤维保温材料的FST性能的关键的在于提闻I父黏剂的FST特性，而有机I父黏剂的FST特性越好，其纤维 保温材料的FST特性也越佳，通过改性提高胶黏剂的FST特性是提高纤维保温材料FST特性的主要方法。此外，在目前建筑使用的外墙保温板中，除了 FST特性和隔热性能，对保温材料的力学性能也提出了很高的要求，在标准GB/T-25975-2010《建筑外墙外保温用岩棉制品》要求的TR80级岩棉纤维保温材料的在垂直于板面方向的抗拉强度> 80KPa，否则抗拉强度过低需要锚栓和玻璃布固定，这将降低施工效率，增大了岩棉作为外墙保温使用的成本。该项性能指标的提出，对现有纤维保温材料常用的酚醛胶黏剂提出了更高的要求，据了解，目前国内生产的大量岩棉保温材料中，有大量的产品正因为力学性能差的原因而不适宜用于外墙保温中。而解决这个问题的基本思路是需要提高胶黏剂的粘结性能，这是因为在保证保温材料其它性能如FST特性不变的前提下，保温材料的力学性能很大程度上取决胶黏剂粘结纤维的粘结效果，提高纤维保温材料力学性能的可行途径是尽可能通过提高酚醛树脂胶黏剂的粘结效率来提高其粘结性能。哈尔滨理工大学专利CN201010255197.5申请公开了一种水溶性酚醛树脂及制备方法，其制备工艺为:一、将酚加热使其融化，再升温至50°C -80°C,向反应体系中加入催化剂，保温0.5-2h ;二、使反应体系以0.TC /min-rC /min的速率匀速升温，升温幅度为5°C-15°C，同时向反应体系中连续、缓慢、勻速的加入甲醛溶液，当升温结束时，使甲醛溶液加入完成；三、在该温度下保温10分钟，再继续升温，升温幅度为20°C -30°C ;然后降温，降温幅度为5°C -20°C，在该温度下保温2小时；四、再降温至低于40°C，即得到低分子量水溶性酚醛树脂。按照该专利所述制备得到的低分子量水溶性树脂的游离甲醛含量低，水稀释倍数可达普通树脂的5-8倍，储存4个月后无分层析出现象，可应用于耐热材料和绝缘材料等领域。然而，由于该酚醛树脂胶黏剂未就FST特性和粘结性能进行改性，使用该酚醛树脂胶黏剂所制备的纤维保温材料的不能符合目前建筑住宅的使用指标要求。因此，开发一种高FST特性改性酚醛树脂胶黏剂，使得所制备的纤维保温材料具有更高的FST特性的并兼具高力学性能和良好隔热性能是目前该行业迫切需要发展的目标。
技术实现思路
为克服上述技术难题，本专利技术在经过大量筛选试验后发现，向酚醛树脂胶黏剂中添加适量的FST改性剂多聚磷酸盐和多元醇交联剂可分别有效提高胶黏剂的FST特性和粘结性能，所制备得到的改性酚醛胶黏剂用于制备无机纤维保温材料，可大幅度提高其FST特性和力学性能，而其它性能基本保持不变。具体而言，使用上述改性酚醛胶黏剂配合合适的无机纤维(玄武岩纤维针刺毡)经过压制固化可以制备得到高FST特性(达到A级阻燃级别)、力学性能高(抗拉强度>80KPa)和良好隔热性能的无机保温材料。本专利技术的改性酚醛树脂胶黏剂包含A、B和C三个组分，其中，A组分为酚醛树脂胶黏剂，B组分为多聚磷酸盐FST改性剂，C组分为多元醇交联剂，按它们的干物质含量的质量配比计算，A:B:C=100:Γ20:0.5 5，优选为 A:B:C=100:3 15:1 4，更优选为 A:B:C=100:6 10:1.5^3.5。本专利技术所述的改性所需要的A`组分酚醛树脂胶黏剂，其制备工艺主要是使用酚类单体和醛类单体在酸性或者碱性催化剂存在条件下下经过加热缩合而得，本专利技术所述的酚类单体选自苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚中的一种或多种，优选苯酚单体。本专利技术所述的醛类单体是选自甲醛、乙醛、多聚甲醛中的一种或多种，优选甲醛单体。本专利技术所述的催化剂优选碱性催化剂，碱性催化剂包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化坝、氢氧化镁中的一种或多种，优选氢氧化钡。为了得到其它方面的某些性能，酚醛树脂也可以加入其它单体如三聚氰胺、尿素进行改性，因此，本专利技术所选用的酚醛树脂胶黏剂的合成单体不仅仅限制于酚类单体和醛类单体，也可包含其它第三方共缩聚组分如三聚氰胺、尿素等。更具体而言，本专利技术的酚醛树脂胶黏剂可以是热塑性酚醛树脂胶黏剂，也可以是热固性酚醛树脂胶黏剂，可以是水溶性酚醛树脂胶黏剂，也可以是醇溶性或者油溶性酚醛树脂胶黏剂，本专利技术的酚醛树脂胶黏剂优选热固性水溶性酚醛树脂胶黏剂。再具体而言，本专利技术所述的热固性水溶性酚醛树脂胶黏剂优选具有优越水溶性的产品，其一般是以水溶液形式存在，其固含量(干物质含量)优选为20-80%，并且可以用去离子水稀释至固含量为2%以下能稳定存在而不发生沉淀、分层或者浑浊现象。本专利技术的B组分FST改性剂，是一种多聚磷酸盐，多聚磷酸盐是一种氮磷系无机聚合物，它具有较高的含磷及含氮量高、热稳定性好、毒性小等优点，向酚醛树脂胶黏剂加入适量的多聚磷酸盐，可以在基本不降低其它性能的前提下，有效提高胶黏剂的FST特性，更重要的是，该胶黏剂可以和水溶性酚醛树脂胶黏剂完全相容，长时间存储而不生成分层沉淀，也不改变酚醛树脂胶黏剂的固化工艺性能，此外，试验结果还发现，本专利技术使用多聚磷酸铵作为FST改性剂时不仅仅能提高胶黏剂的FST特性，还能在一定程度上提高胶黏剂的粘结效果。本专利技术所述的B组分中所选用的多聚磷酸盐，选自多聚磷酸铵、多聚磷酸钠和多聚磷酸钾中的一种或多种，优选多聚磷酸铵。本专利技术的多聚磷酸盐优选可溶于水的多聚磷酸盐，本专利技术中所述的“可溶于水”的概念，是指该化合物25°C下在水中的溶解度大于lg。多聚磷酸盐本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可用于制备无机纤维保温材料的高FST特性改性酚醛树脂胶黏剂，其特征在于其包含A、B和C三个组分，其中A组分为酚醛树脂胶黏剂，B组分为多聚磷酸盐FST改性剂，C组分为多元醇交联剂，按它们的干物质含量的质量配比计算，A：B：C=100：1~20：0.5~5。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李炳泉，吴智深，胡显奇，刘建勋，朱中国，
申请(专利权)人：江苏绿材谷新材料科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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