保温板发泡树脂及涂附磨具树脂的介绍与应用

上虞自强高分子化工材料有限公司

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一、公司简介 上虞自强高分子化工材料有限公司是专业生产酚醛树脂的企业，位于浙江省杭州湾精细化工园区 , 占地面积 30000 平方米，公司距宁波跨海大桥 25公里，绍兴跨海大桥 5公里，离中心城区 12公里，与沪杭甬、上三两条高速公路和 104 、 329 两条国道相连接 ,交通便捷。公司现有员工 80余人，其中具有大中专以上学历的各类专业人员占员工总数的 45% ，科研人员占总人数的 10% 。 上虞自强高分子化工材料有限公司致力于开发、生产、销售用于铸造、耐火材料、磨擦材料、涂附磨具材料、保温板发泡材料及其他用途的各类酚醛树脂，目前公司采用国内最先进的全自动化 DCS 操作系统进行生产，有效的保证了产品稳定性，年生产能力达到 15000 吨。公司先后与北京化工大学、浙江大学和华东理工大学等建立了良好的合作关系，并每年从上述院校引进和培养各类专业人员若干名，为企业在技术、设备、管理、研发等方面不断注入新鲜的血液，使公司的技术力量不断增强，为公司的今后不断发展打下了良好的基础。 公司特别重视环境保护，近几年来先后投入大量资金对环保进行改造。目前生产酚醛树脂所产生的废气、废水全部经过良好的处理达标后按国家规定要求排放，公司拥有专门的污水处理车间，所有废水 100% 经过我们处理后达到进网标准后排入市水处理中心。 我们的方针是：“技术领先，强化管理，致力于达到最优的质量、最廉的价格、最新的功能，最好的服务，以满足用户的需求”。目前公司正加大节能、环保型产品引进及开发力度，不断提高产品质量和科技含量，积极参与市场竞争，将更多优质的产品奉献给广大客户。

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二、酚醛发泡树脂的介绍与应用酚醛树脂本身具有可发泡性、耐高温性，借助本身良好的特性，可制作成不同的发泡树脂，大体上可以分为开孔型发泡树脂和闭孔型发泡树脂两种。 开孔型发泡树脂可以发泡成插花用的花泥，花泥也叫花泉或吸水海绵，产品吸水速度快、保水率高、透气性好，广泛应用于花店、宾馆、写字楼及家庭的鲜花保鲜。 闭孔型发泡树脂可用于生产酚醛泡沫保温板，它是一种新型难燃、防火低烟保温材料，它是由酚醛树脂加入阻燃剂、抑烟剂、发泡剂、固化剂及其它助剂制成的闭孔硬质泡沫塑料。这两类发泡树脂技术指标如下： 3018 系列为开孔型花泥树脂， 3019 系列为闭孔型保温板树脂

指标牌号

固含量%

活性 粘度pa.s25℃

游离酚 % PH 水份 %

发 泡树 脂

3018 低活性花泥树脂

-- 158~165℃ 7 ～ 8 ≤10 7 ～ 8 5 ～ 7

3018 高活性花泥树脂

-- 170~178℃ 5 ～ 6.5 ≤10 7 ～ 8 5 ～ 7

3019 保温板树脂

≥75 -- 2.3 ～ 2.5 6.5 ～ 7 7-7.5 15 ～ 19

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1 、 3019 型发泡树脂生产的保温板具有以下优点性能：它是一种性能优异的防火、隔热、隔音、轻质节能产品，其阻燃程度要远远高于目前使用的聚苯乙烯、聚氨酯等泡沫，是目前墙体保温板材料中最优的产品， 3cm 厚的酚醛泡沫板经受 1500℃ 以上的火焰喷射十多分钟后，仅表面略有炭化现象，既不会着火更不会散发浓烟和毒气。酚醛泡沫被誉为“保温之王”。酚醛泡沫塑料的生产方法有湿法和干法两种。 前者是以甲阶酚醛树脂为基础，其可发性树脂体系为液态，欧美常采用此法制造酚醛泡沫塑料。后者是以热塑性树脂为基础，其可发性树脂体系为固态，这是前苏联开发的另一条路线，目前使用较少。

本公司目前生产的是液态酚醛发泡树脂，其发泡而成的保温板具有以下特性：(1) 抗燃烧性能酚醛树脂发泡成的酚醛泡沫板抗燃烧性能主要包括两个方面，一是防止火焰扩散的能力，即绝热材料局部产生火焰，火焰将不扩散而自行熄灭；二是材料本身的绝热性能，即使在材料一侧着火燃烧，另一侧的温度不会升得较高而引起火灾扩大。与聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫相比有两个特点，一是着火时无滴落物现象，二是在着火时表面形成密实的碳层，这就阻止了泡沫的进一步燃烧。法国建筑科学与技术中心曾对酚醛泡沫塑料全面检验，证明它抗火焰性好，如从焊枪喷出的高达2000℃ 温度的火焰对准泡沫板， 2 分钟后还未记录到有明显的热感传到板背面，无高温热分解和发烟。

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(2) 保温板的物理力学性能

（ 3）抗吸水性由于 3019 树脂发泡出的酚醛泡沫板为闭孔型材料，具有良好的抗吸水性，不因水而腐蚀，同时防具有防蒸汽渗透力能力，在作为隔热（保冷）目的使用时，不会出现结露，所以，板材不会因吸水问题从主体上脱落下来。

(4) 化学稳定性有机材料在设备和管道保温施工和使用中，有时要和某些溶剂和化学品接触，故需要一定的抗化学溶剂等性能。酚醛泡沫抗化学性、溶剂性优于其他有机泡沫，在施工中能与任何水溶性胶类、溶剂型胶类并用，应用范围广。

项目 密度 kg/m³

厚度 mm

导热系数 W(mk)

阻热等级 弯曲强度MPa

工作温度℃

系数 45-75 10-100 0.022-0.029 B1 1.05 负 60-150

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（ 5）热稳定性酚醛泡沫在一宽的温度范围内具有良好的热稳定性，其在出现收缩或开裂之前的连续使用温度范围为 140-175℃ ，并有经受不连续使用的辐照温度可高达 180℃ 的报道。酚醛泡沫发泡组分中掺入惰性填料可明显提高热稳定性，如加入 10% 的玻璃纤维的酚醛泡沫可经受 800℃ 高温 1 小时不出现收缩或开裂。酚醛泡沫在低温下使用不受限制。这些性能是其他有机泡沫所不能及的。

对于人类所赖以生存的各式各类建筑物而言，安全问题始终是列于首位的。酚醛泡沫是一种性能优越的防火、隔热、隔音、轻质节能产品，酚醛泡沫塑料所兼备的这些特性，使它成为最理想的新型有机保温材料，非常适合作为建筑材料用于外墙保温、屋面保温和防火门内层之中。我们若能采用酚醛泡沫作外墙外保温材料，可同时满足绝热和防火的要求。

2、各种保温材料性能对比：（ 1）聚氨酯的缺陷：遇火易燃烧，易产生毒气，危害人类健康；（ 2）聚苯乙烯的缺陷：遇火易燃烧，用久会收缩，保温性能差；（ 3）岩棉、玻璃棉的缺陷：危害环境，滋生细菌，吸水率高，绝热效果差，强度差，使用寿命短； (4) 酚醛的优点：不燃，燃烧后无毒气无浓烟，导热系数低保温效果好，隔音，耐候性好，使用寿命可长。

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产品名称 性能比较 使用寿命 强度 MPa 使用温度℃ 对人体危害酚醛泡沫 燃烧等级 A级，在

400 度以上只灼烧或阴燃，无火焰，发烟量很小，导热系数低

25年 0.15-0.50（抗压）

－ 196~150 生产、安装中无有害物

质

聚乙烯 燃烧等级 A级，导热系数高，保温效果差

10年 0.45（抗弯）

－ 80~65 易燃，释放有毒物质

聚氨酯 燃烧等级 B2级属于易燃材料，热分解产物主要有氰化氢、一氧化碳，燃烧的毒性

大，导热系数低

10年 0.15（抗压）

－ 20~120 易燃，燃烧中释放有毒

物质

聚苯乙烯 燃烧等级 B2级，受火后收缩、熔化，燃烧的滴落物具有引燃

性，导热系数一般

10年 0.15（抗压）

－ 40~60 易燃，燃烧中释放有毒

物质

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1 、以上为挤压型聚苯乙烯燃烧 6 秒前后对比图

2、以上为膨胀型聚苯乙烯板燃烧 6 秒前后对比图

3 、以上为聚氨酯板燃烧 6 秒前后对比图 4、以上为酚醛树脂板燃烧 10 分钟前后对比图

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通过以上各种技术指标、特殊性能以及现场实验的对比证实，用酚醛树脂发泡制成的酚醛保温板具有各种明显的优势，这一产品也将不断的取代保温板行业其他材质产品，成为最有竞争力的，真正的安全环保绿色新型建材。与之同时，作为发泡原料的酚醛树脂也将随这一产品的不断推广使用，而越来越受到各个生产厂家的青睐。

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三、涂附模具树脂的介绍与应用酚醛树脂在涂附磨具行业的使用中占有一定的地位，而水溶性酚醛树脂在各种树脂中占有绝对的地位，尤其是在高档涂附磨具的制造中占有 80％以上的用量，这是由于它具有一系列独有的特性： ①原材料价格便宜，生产制造工艺简单而成熟，具有很高的性价比； ②刚性大，耐热性高，这是酚醛树脂由大量苯环组成，且交联成体型网络结构； ③极性大，粘结力强，酚醛树脂固化后坚硬耐磨、机械强度高，与磨料和基材有超强的粘结力，甚至与金属都具有较好的粘结性能； ④耐水、耐油、耐化学介质、耐霉菌、耐老化，制成的磨具可以在多种介质和气候下工作； ⑤与多种填料和胶乳混溶性良好，与磨料和基材的浸润性好； ⑥热固性树脂，不需添加固化剂和促进剂，操作简单，具有很好的可操作性。

酚醛树脂在涂附磨具上可用于基材处理 ( 如：原布浸渍、刮浆 ) 、预涂层处理、底、复胶等工序，每种树脂都有其特殊的性能和要求。以下是本公司目前成功开发的几种涂附磨具树脂，见下表：

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指标牌号

固含量%

粘度mpa.s25℃

聚合速度130℃

水溶比 25℃

PH 应用性

HPS-2 70~74 500~750 150~270 40~200 8.3~9.3 高强度、快干型底胶、复胶

HPS-3 73~80 1500~2500 150~270 40~200 7.6~8.4 高强度、快干型底胶、复胶

HPS-5 74~78 900~1400 150~270 250~300 8.0~9.0 高强度、耐热性通用型

HPS-8 76~81 2000~3000 150~270 40~100 7.4~8.0 高强度、耐水性底胶、复胶

HPS-9 73~78 600~1200 150~270 40~100 9.0~10.0 高强度、耐水性底胶、复胶

HPS-10 60~64 300~350 180~300 ≥2000 9.0~10.0 布基处理、涂层处理

HPS-11 73~80 1000~1300 150~270 100~300 8.0~9.0 高强度、快干型底胶、复胶

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1.目前不同处理工艺要求有不同的涂附磨具树脂①原布基处理、预涂层处理用酚醛树脂：该类树脂是以强碱 ( 如氢氧化钠 ) 为催化剂制得的甲阶酚酵树脂，平均分子量较小，一般都具有很好的水溶性，有些甚至是无限水溶。树脂液的固体含量较低，大约在 60~75％之间。它能与 SBR、 NBR、 PVA等树脂以及皮胶等都有很好的相溶性，有较好的柔韧性。 ②底胶、复胶用酚醛树脂：该类树脂多数使用钡类催化剂，反应程度充分，平均分子量较大，水溶有限，一般在 40 ～ 300％之间。树脂液的固体含量较大，应在 75-85 ％之间，游离酚含最在 5 ％以上。它与各种填料的混溶性好，与磨料和各种基材的粘结强度高，能固定磨料，干燥性能好。复胶用的酚醛树脂更要求有根好的抗冲击性和抗静电性，与底胶和磨料的结合力强，树脂的活性高、固化快、色泽稳定。

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2.酚醛树脂在涂附磨具制造时常见的几个问题 ①树脂颜色变深、粘度增大、水溶性降低：这样的树脂存放温度偏高，时间较长。用时应再检测，尤其是水溶性的指标非常重要，若超出要求范围，就不能再使用。②底胶涂附时有“缩孔”现象：这是树脂的内应力而产生的表面收缩现象，会造成底胶流平性差，植砂不均匀、与基材粘结不牢固。可通过加入流平剂和湿润剂消除。 ③磨具表面起泡：这是因干燥温度过高、过快产生的。一般的酚醛树脂液干燥时的起泡危险区在 90－ 100℃，固化干燥的起始温度应避开该温度区域，并适当延长干燥时间。 ④砂面上产生雨滴状的斑点：树脂和填料或颜料混溶性差，或是树脂本身的水稀释性降低引起。可添加湿润剂或化学溶剂，并延长配料时的搅拌时间。 ⑤固化后砂面出现局部色泽不均匀或颜色偏深：这种现象一般是固化时温度过高引起的，酚醛树脂固化时若超过 1 2 5℃，很容易引起树脂变色。并且，由于固化时反应是放热，实际上磨具表面温度比烘箱的温度要高 5℃左右，固化温度应控制在 120℃以下。

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四、酚醛树脂发展的几个方向 目前，西方发达国家在酚醛树脂的发展上已达到相当高的水平，树脂的品种多、生产规模大、制造加工技术先进。近年，我国在酚醛树脂行业也有了较大的发展，特别是一些专用树脂经过近十多年的发展，已有规模较大的厂家形成了产品多样化、系列化，基本满足了各类产品制造的不同需求。目前，针对树脂的一些不足，应从以下几个方面进行改进和发展： ①通过对树脂进行改性，改善酚醛树脂的缺陷，如脆性大和剥离强度低的问题。酚醛树脂的活性较大，可以和许多化学物质发生反应，使其性能互补，产生不同性能的酚醛树脂，满足不同的使用要求。 ②提高树脂活性，研制快固化树脂或光敏树脂，减少固化时间，节省能源，提高生产效率： ③开发浅色树脂，扩大酚醛树脂的使用范围，制造出更加多样化、色泽艳丽的产品； ④酚醛树脂“绿色化”，酚醛树脂无论是在生产或使用都会给环境带来一定程度的污染，研制低挥发物、高性能的树脂，加强治污的技术和力度，可使酚醛树脂健康而快速发展。

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