摘要:采用雙酚A環(huán)氧樹脂,以鋁粉和NaOH溶液為發(fā)泡劑,添加空心微珠等材料制得環(huán)氧保溫材料。結果表明,該材料具有保溫性好、防火、無毒、吸水率低等優(yōu)點,并兼有吸聲和阻尼效果。通過材料性能分析,提出了較佳配方及工藝參數(shù)。該材料在建筑、交通、工業(yè)及國防等領域有廣闊的應用前景。 關鍵詞:保溫材料 環(huán)氧泡沫 空心微珠 1 前 言環(huán)氧樹脂具有粘結性好、強度高、無毒、常溫固化、可發(fā)泡以及穩(wěn)定性好等特點。以其為基料,添加空心微珠,并用鋁粉發(fā)泡,可制成環(huán)氯泡沫保溫材料。這種保溫材料具有保溫性好、吸水性小、無毒、耐熱性及防火性好等優(yōu)點,并兼有吸聲及阻尼效果。該材料的研究和應用,彌補了我國有機保溫材料防火性差、有毒性以及適用范圍窄等不足。它在建筑、交通、工業(yè)及國防等領域具有廣闊的應用前景。2 實 驗2.1 原料(1)雙酚A環(huán)氧樹脂(2)固化劑。采用2種固化劑:聚酰胺固化劑(固化劑-1)及脂肪酸改性多元胺固化劑(固化劑-2)進行實驗。(3)發(fā)泡材料。一般國產(chǎn)有機發(fā)泡劑的毒性較大,不能采用;而鋁粉在堿性條件下反應,生成的氫氣及A1(OH)3膠體,均無毒,A1(OH)3還有很好的阻燃性,對提高保溫材料的阻燃性有益。故采用鋁粉和NaOH溶液為發(fā)泡材料。(4)空心微珠。提高保溫材料孔隙率是改善保溫材料性能的有效措施之一。提高孔隙率可以采用以下2種方法:一是發(fā)泡,二是選用空心填料。單純依靠發(fā)泡來提高孔隙率會造成材料的強度及硬度降低,力學性能下降。因此,在發(fā)泡的同時,有必要引入合適的空心微珠作填料,在不影響力學性能的基礎上,改善保溫性能。常用的空心微珠有:空心玻璃微珠、活性碳、粉煤灰漂珠和酚醛微珠等。實驗時我們對前3種空心微珠進行了研究。空心微珠指標:①空心玻璃微珠:粒徑10~180µm,堆積密度120kg/m3;②活性炭:粒徑1.0~2.5mm,堆積密度250 kg/m3;③粉煤灰漂珠:0.1~1mm,堆積密度260 Kg/m3。(5)其它材料。采用95%乙醇(工業(yè)純)為稀釋劑,阻燃劑為海洋化工研究院生產(chǎn)的無毒性阻燃劑。2.2 配方實驗配方如表1所示。2.3 工藝及成型將環(huán)氧樹脂用乙醇稀釋,加入鋁粉、空心微珠及固化劑,攪拌均勻;然后滴人適量NaOH溶液,迅速攪拌均勻,將形成的混合料注入模具中;混合料在60~110min以內(nèi)逐漸發(fā)泡、膨脹并硬化成型,脫模后即為所需保溫材料。工藝參數(shù):成型溫度和濕度:10~30℃,相對濕度70%~95%;攪拌:轉速300次/min,時間10min;澆注成型,固化時間60~110min。2.4 實驗方法(1)表觀密度(ρo):采用靜水天平置換法,儀器:分析天平(感量0.01g)。(2)孔隙率(P):采用李氏比重瓶法測出密度(ρ),孔隙率P = (1-ρo/ρ)×100%。(3)導熱系數(shù):采用DRP-1雙平板導熱儀測試,40℃。(4)強度:在萬能材料試驗機上測定材料的抗壓和抗折強度。(5)吸水率(W):W=(Gl—G)/G×100%,Gl、G分別表可試件在吸水飽和及絕對干燥條件上下的質量。(6)阻燃性:采用氧指數(shù)儀測定材料的氧指數(shù)。(7)吸聲性能及阻尼性能:委托中科院聲學所檢測吸聲系數(shù)及阻尼損耗因子。(待續(xù))
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