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酚醛泡沫塑料新产品新应用
New advances of phenolic foam plastics
酚醛泡沫塑料以其耐燃性好、发烟量低、高温性能稳定、绝热隔热、隔音、易成型加工及较好的耐久性而名列所有泡沫塑料的前列,被称为第三代新兴保温材料。本文综述了国内外有关的最新情况。
发泡剂产生气体分散其中而发泡形成的泡沫塑料。
用于生产酚醛泡沫的树脂有两
种:热塑性树脂及热固性树脂,由于热固性树脂工艺性能良好,可以连续生产酚醛泡沫,制品性能较佳,故酚
■钱伯章
酚醛泡沫(PF )是以酚醛树脂为主要原料,加入固化剂、发泡剂及其他辅助组分,在树脂交联固化的同时
收稿日期:2011-01-26
作者简介:钱伯章,男,资深专家,上海擎督信息科技有限公司金秋石化科技传播工作室,上海
201100
电子邮箱:bz-qian@163.com World Plastics
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醛泡沫材料大多采用热固性树脂。数小,近似于铝合金,因此使用中不会出现因膨胀系数不同,而产生脱层
脂依靠加入阻燃剂得到的材料有本质的不同,在火中不燃烧,不熔化,也不会散发有毒烟雾,并具有质轻、无毒、无腐蚀、保温、节能、隔音、价廉等优点,且不用氟利昂发泡,无环境污染、加工性好、施工方便,其综合性能是目前各种保温材料无法比拟的。通用于宾馆、公寓、医院等高级和高层建筑中央空调系统的保温(香港的高级建筑中央空调系统近年来已多数改用酚醛泡沫材料) 。对冷藏、冷库的保冷以及用于石油化工等工业管道和设备的保温、建筑隔墙、外墙复合板、吊顶天花板、吸音板等有无可争议的综合优势, 解决了其它有机材料防火性能不理想,而无机材料、施工时皮吸水率大、容易“结露”
肤刺痒等问题,是空调系统,各种电器的第三代最佳保温材料。
从表1可以看出,隔热用酚醛泡沫塑料的隔热性能与硬质聚氨酯泡沫塑料不相上下。密度为30千克/m 3的A 级品热导率均为0. 022瓦/(米·开尔文),优于目前建筑业中广泛应用的聚苯乙烯泡沫塑料热导率一般为0. 40瓦(米·开尔文)。所以,欧美等国家广泛采用酚醛泡沫塑料做隔热材料。
与硬质聚氨酯泡沫塑料相比,酚醛泡沫塑料的使用温度较高,一般可达140℃,比硬质聚氨酯泡沫塑料高30℃~40℃,可用于般热水及0. 3兆帕以下的蒸发汽管线及设施的隔热保
1性能特征
酚醛泡沫有许多优异的性能,首——最终固化的酚醛泡沫具先是耐热—
有包括数个苯酚环,并由亚甲基桥连接的结构,由热力学可知亚甲基桥是有机物连接中,受温度影响最小、最为稳定的连接之一,这使得酚醛泡沫具有优异的热稳定性。它可以在150℃下长期使用,瞬时工作温度可达200℃~300℃以上,其耐高温性能明显优于其他几种泡沫塑料。“难燃”特性同样突出。苯酚分子是良好的自由基吸收剂,在高温分解过程中由断裂的亚甲基桥,生产的自由基迅速被苯酚分子吸收,阻止反应继续进行,这一现象使酚醛泡沫极难燃烧; 酚醛泡沫氧指数为50,无需加入任何阻燃添加剂,阻燃等级为难燃B1级。
酚醛泡沫具有均匀微细的闭孔结构、热导率低,其绝热性能与PU 泡沫相当、优于PS 泡沫,保温性能比矿棉、轻软木、珍珠岩、玻璃棉,等传统的保温材料高一倍左右。
酚醛泡沫特别能防水防湿。酚醛泡沫具有良好的闭孔结构,吸水率低、防水蒸气渗透能力强,在保冷时不会出现结露。尺寸稳定:酚醛泡沫尺寸稳定、变化率小,在使用温度范围内尺寸变化率
破裂现象。
作为一种新型的多用途泡沫材料,酚醛树脂泡沫以其耐热、难燃自熄、耐火焰穿透、遇火无滴落等优点而受到行业的广泛重视。
2开发应用历史和现状
酚醛泡沫素有“保温材料之王”的美称,是新一代保温防火隔音材料,早期应用于导弹及火箭头的保温,它在美国、英国、日本等一些发达国家已成为塑料中发展最快的品种,消费量迅速增加,应用范围不断扩大。目前,在发达国家的酚醛发泡材料行业发展迅速,已广泛应用于建筑、国防、外贸、贮存、能源等领域。美国建设行业所用的隔音保温泡沫塑料中,酚醛材料已占40%;日本也已成立酚醛泡沫普及协会,以推广使用这种新材料。
我国于20世纪80年代中期开始起步研发,北京化工大学、济南大学、中国船舶重工七二五所等科研单位在基础研究方面进行了卓有成效的工作,掌握了酚醛泡沫的配方和加工工艺,基本上具备了全面国产化的能力,为这一新材料的推广应用和大规模的产业化奠定了坚实的基础。
酚醛泡沫还是国际上公认的最有发展前途的一种新型建筑保温材料。因为,这种新材料与通常的高分子树
表1酚醛及硬质聚氨酯泡沫塑料的性能对比
性能指标密度(kg/m 3)≥
压缩强度或变形10%时的压缩压力(kPa )≥
热导率(W/(m·K) )≤尺寸稳定性(%)70℃,48h ≤
酚醛泡沫塑料
30600. 0222
硬质聚氨酯泡沫塑料
301000. 0225
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期
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温,在化工、石油、供热等领域中可以取代一部分保温材料。
酚醛树脂分子主链上含有大量的芳基,热解剩焦量高,燃烧的炭化层迅速覆盖在燃烧着的合物表面,从而使火焰熄灭,所以酚醛泡沫塑料具有优异的阻燃性能。氧指数一般不低于36,通过调整配方及工艺条件可达50。酚醛泡沫塑料用普通明火很难点燃,有“不燃烧的泡沫塑料”之称。与之相比,硬质聚氨酯泡沫塑料的阻
3.1中外应用开发述略和比较
酚醛泡沫塑料及其制品的研究,国外是从上世纪80年代开始的,自上世纪90年代以来,包括酚醛泡沫在内的酚醛复合材料得到很大发展,首先受到英、美等国家军方的重视,将其用于航天航空、国防军工领域,后又被应用在民用飞机、船舶、车站、油井等防火要求严格的场所,并逐步推向建筑领域。
美国建筑行业所用的隔音保温泡沫塑料中,酚醛材料已占40%,日本也已成立酚醛泡沫普及协会以推广这种新材料。
国内酚醛泡沫塑料的研究,开始于上世纪80年代末90年代初,实现工业化生产较有代表性的单位(除军工科研所外)有:济南大学(原山东建
沫保温材料种类有:EPS 、XPS 、PS 、PU 、PF 等。PF 泡沫塑料以其优异的绝热保温特性,受到专家和商家的推宠。
3.2我国的市场环境及应用前瞻
近年来,我国重大火灾事故不断发生,分析着火的主要原因,与其使用易燃材料有很大关系。所以,PF 泡沫取代PS 和PU 泡沫应是利国、利民的重大举措。济南大学开发、研制并生产的高效、常温发泡酚醛树脂及专用固化剂不需要加热,即能在较低温度(-5℃以上)下发泡与固化,泡沫生产成本低,操作工艺简便,不仅能在工厂生产,而且可进行现场施工和野外作业,现已成为我国新一代的高效保温材料。由济南大学酚醛技术中心开发研制的常温酚醛树脂发泡及酚醛泡沫保温材料1997年投入生产,在国内首先实现现场野外保温作业,已在兖矿集团、山东电力、济南钢厂、中原油田、华东石油管理局等单位的保温工程使用,取得了较好的经济与社会效益。
在此基础上,济南大学酚醛技术中心采用先进的生产工艺路线,即用连续式生产工艺代替落后的间歇式生产工艺。2002年10月,PF 泡沫复合板在国内率先实现了连续化生产,产品成功应用于中央空调通风系统,受到了暖通设计专家和商家的好评。2004年,酚醛树脂生产技术和连续发泡复合技术通过了国家建筑材料新产品新技术鉴定。2005年,酚醛树脂生产技术和连续发泡复合技术荣获国家建筑材料科技进步二等奖。专家给予的评价是:酚醛树脂生产技术和连续发泡复合技术达到国内领先水平、国际先进水平;产品符合企业和
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燃性能就差得多。另外,酚醛泡沫塑料在强制燃烧时表层只是逐步炭化,很少发烟及放出有害气体,采用ASTME662-79测定烟密度时,其值小于50,所以发生火灾时也便于消防员救援。
3应用前景分析
材学院)、北京化工大学等。同期,
上海平板玻璃厂引进了德国湿法模发泡技术。这一时期,除济南大学的技术能实现低温(0℃)发泡固化和现场进行保温施工外,北京化工大学引进的德国技术也是在较高温度下用模具发泡,但固化时间长,不适宜现场施工。
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酚醛泡沫塑料及其复合材料大量应用于飞机、船舶、车辆、隧道、矿
山等防火要求严格的墙体板材布建等,现在正转向民用建筑领域。World Plastics
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现在国内应用的泡
国家相关标准。用该产品制作的通风管道具有,绝热耐用、质轻节能、美
观清洁、防火防水、简便省工等特点,各项性能指标均符合行业及国家相关标准和规范要求。目前,该产品已应用于北京市地铁改造新建工程(地铁5号线、10号线、奥运支线等)、奥运工程(国家游泳中心———水立方等体育场馆),以及会展中心、商场超市、医院、学校等公共设施的暖通系统。
目前,国家已批准在2015年之前全国重点城市新建地铁3500公里,以缓解城市交通的拥堵。按1公里建一个地铁站计算,每个地铁站风管面积约1. 2万平方米,15年需求总量就达到4200万平方米(约5万吨),年需280万平方米,这还不包括改造和新建大型公共建筑等使用的保温防火材料,仅仅是“暖通”这一领域,就为酚醛泡沫塑料带来了广阔的市场前景。
据此,业界预测的潜在应用市场主要有:
(1)建筑保温有广阔的应用市场。
建筑市场急需高效、阻燃、轻质、安全、成本低廉的隔热保温材料,而PF 泡沫塑料是最理想的有机保温材料,如防火门内层材料、外墙外保温材料等。
(2)石油和发电厂用的隔热保温管道。随着石油和电力工业的发展,潜在需求将十分可观。
(3)运输行业大量需要绝热保温材料。大型(远洋) 集装箱的隔热保温对PF 泡沫塑料很感兴趣,(远洋) 集装箱要求泡体抗湿性强;客货轮船也希望选用酚醛泡沫材质作为轮船舱壁的填充材料;客车的隔热保温材质,除优良的保温效果和阻燃要求外,对泡体的毒性标准要求十分严格。
(4)其他领域。如农林业的育种
育苗、太阳能领域等也有较大的应用市场。
因此,PF 泡沫塑料是一种绿色、安全、经济的保温防火材料,市场前景会优于其他种类的发泡保温材料。
4国外主要生产厂家及其产品
4.1英国普玛洛克制品公司
普玛洛克制品公司是一家生产酚醛外保温
板的知名厂家,板的尺寸为(900~1200)mm ×600mm ,最厚不超过100mm ,导热系数为0. 018W/m ·K ,防火性能达到BS476-7的要求。该公司经多年来的开发研究,按照英国标准制定并实施了一套完整成熟的施工应用技术体系,在上世纪90年代就成功地在砖石或混凝土墙面上应用,而且无论新的或既有的、高层的或低层的建筑都可应用。经过检测试验和评审,有关建设部门在1997年2月授予了该公司“普玛洛克酚醛外保温系统”应用许可证。该公司宣称,普玛洛克酚醛外保温系统除提供酚醛外保温板外,也供应酚醛外保温系统专用配套辅助材料,如砂浆、网格布和锚固件等,外保温系统在公用建筑或民用住宅施工后至少30年不会出现损坏事故。
最大的特点是具有优良的防火隔热、隔音性能,特别是隔音性能对住房和办公大楼降低噪音尤为重要。
酚醛泡沫塑料具有耐热、难燃、自熄、耐火焰穿透、遇
火无滴落等特点。
4.3英国金斯潘保温材料公司
金斯潘保温材料公司(Kingspan Insulation Ltd )是欧洲酚醛泡沫协会主要成员,也是世界上最大的PF 保温材料生产厂家之一。它的PF 商标名为Kooltherm ,根据用途不同分成10个牌号。常用牌号如下:K3是用于地板保温;K7是用于屋面保温;K8是一般传统墙体保温;K10是天花板保温:K12是用于钢框架或木框架结构外墙保温;K17是带石膏板贴面用于外墙内保温。其中,K12板是金斯潘公司的主要产品,适用于钢框架或木框架结构外墙保温,其导热系数很低。
4.4美国西碧化学公司
西碧化学公司(C. P. Chemical Company ,Inc. )建立于1966年,多年来主要从事酚醛树脂、表面活性剂、催化剂及相关发泡设备的生产销售和研究开发。近40年来,该公司致力于开发一种名为Tripolymer 的PF ,1975年得到了美国能源部的支
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期
4.2英国可耐福干墙公司
可耐福干墙公司隶属于德国可耐福集团,该集团是最大、最早生产石膏板的家族企业。它的产品名为可耐福酚醛叠合板,是一种9. 5mm 石膏板贴面PF 墙体保温板,主要销售对象是用来做外墙内保温和隔墙。产品
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持和认可,经过3年来的深入研究和试验,成功地将它推向市场。如今,该公司在美国国内已有8家生产厂,在英国、德国和澳大利亚也建立了工厂。近年来,该公司又开发了一种直接将发泡浆料通过喷枪现场喷注到空心砖或中空水泥砌块中的专利技术,发泡浆料是改性酚醛树脂共聚物与固化剂的双组分Tripolymer 预聚体。由于Tripolymer 具有很好的防火性和隔音性,所以它已广泛用于学校、
FST 特性极好,因此以该产品为芯材制成的复合材料可用在飞机、高速列车、船舶发动机罩等部位。Ther-mo-Cor 也适用于医院、楼房等防火要求严格的墙体保温系统,该产品pH 值为6~6. 5(接近中性),对金属几乎不存在腐蚀问题,尤其将它用在金属屋面和防火门更为合适。该公司还开发了一种常温喷注专利技术,A 、B 双组分分别装在大铁桶内,A 是树脂助剂等组分,B 是PSA 等固化剂组分。通过专用计量喷枪将双组分高速混合插进中空墙体砌块中进行现场发泡,也可喷注在金属屋面和防
了日本燃烧性标准的技术指标,得到了日本不燃材料认定证书,并且获得了日本经济产业厅和环境厅的节能和环保大奖。该公司正在大力推广新曙光PF 保温板在外墙、屋面、天花板、地板和隔墙等处的保温应用,并已制定了名为NoiM 系统安装工程施工技术规范。
5国内主要生产厂家及产品
5.1北京莱恩斯高新技术有限公司
莱恩斯高新技术有限公司生产的OPF 傲德酚醛防火保温板于2008年研发成功,是对酚醛树脂改性而成的泡沫保温材料,集导热系数低、防火等级高、透气、尺寸稳定等优点于一身,通过改性后酚醛树脂连续生产出来的保温材料,防火性能为B1级,复合后可达到A 级。此外,该公司还研发出同等系列产品,如OPF 傲德防火隔离带、OPF 傲德保温装饰一体化板、傲德酚醛彩钢夹芯板等系列产品,在不同领域得到了广泛应用。
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医院和民宅。通过美国《燃烧级别测试准则》标准证明,没有其他能现场喷注的有机泡沫可达到Tripolymer
5.2厦门高特高新材料有限公司
高特高新材料有限公司推出了高特酚醛复合型建筑节能保温板(简称GW 型复合保温板)。GW 型复合保温板是一种根据用途选用不同材质的面层材料与保温芯材酚醛泡沫板进行双面或单面复合的板材,采用高特公司最新专利技术复合生产线连续化一
酚醛泡沫塑料已广泛应用于管道系统的隔热保温。
次生产成型,种类繁多,可适用于多种类型建筑物的保温隔热要求。
优良的防火性能。火门内发泡。
GW-I 型复合保温板以酚醛泡沫板为芯材,双面或单面复合聚合物砂浆(含玻纤网格布);GW-Ⅱ型复合保温板以酚醛泡沫为芯材,双面或单面复合玻纤毡、牛皮纸、铝箔等。
4.5美国泡沫技术公司
美国泡沫技术公司(American Inc. )的Ther-Foam Technologies ,
mo-Cor 是采用喷注或挤出成型的PF 保温材料。该产品的结构强度比相同密度的普通PF 泡沫更高,完全符合联邦航空安全条例的各项技术指
4.6日本旭化成建材公司
旭化成建材公司(Asahi Kasei )近年来推出Construction Materials
了商标名为新曙光的PF 产品。在生产过程中,发泡剂采用碳氢化合物代替会破坏臭氧层的CFC 、HCFC 。新曙光PF 保温板已通过了日本、中国和英国的防火等各项试验,由于达到
5.3苏州美克思科技发展有限公司
美克思科技发展有限公司生产的Maxinsulation®-PF 板是一种优质的防火型酚醛泡沫板,具有阻燃、
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标,在222℃高温下不分解。它的
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导热系数低、质轻、强度高、无毒低烟、抗火焰穿透、绝热、耐热、保温、使用温度范围广、耐腐抗老化、防水防湿等特性,有较强的环保节能功效,主要应用于对节能要求较高及阻燃的公共建筑外墙外保温和外墙内保温,也可用于屋顶保温和地暖。“Maxinsulation®-PF 外墙外保温系统”是苏州美克思科技发展有限公司针对目前建筑节能市场的需求所开发的一款外墙外保温系统。系统以美克思科技发展有限公司生产的M ax-insulation®-PF 板为保温层材料,以性能优异的聚合物改性粘结砂浆粘结,20米以上辅以机械锚固材料进行固定,外抹聚合物抹面砂浆并内置耐碱玻纤网格布作为增强防护层,外饰面采用涂料或彩色砂浆,具有防火
性能好、质量轻、绝热性好、耐热性能好、尺寸稳定性好等特点。该系统可应用于对建筑物防火性能有特殊要求的外墙外保温系统。
保温系统。
5.5上海雅达特种涂料有限公司
雅达特种防火酚醛板产品型号为EF-169,在高温下不熔滴、不软化、发烟量低,不扩散火焰,耐火焰穿透,达到国家A 级防火标准,并且具有良好的保温节能效果,将优异的防火性能与良好的节能效果集于一身,不仅可以用于传统外墙外保温系统,也可以与饰面层复合制作保温装饰一体化板,还可以用于构筑传统EPS/XPS/PU 外墙保温系统防火隔离带,用作幕墙内的防火保温隔热材料、防火门内隔热材料,以及低温或高温场合的防火保温隔热材料。
5.4山东圣泉化工股份有限公司
圣泉改性酚醛泡沫外墙外保温板,是山东圣泉化工股份有限公司根据外墙用保温板应具有不燃、低烟、抗高温歧变,而研制开发的新型改性酚醛泡沫外墙保温防火板材。该产品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,双面由增强层复合而成。该产品的特点是不燃、低烟、抗高温歧变,保留了原有泡沫塑料型保温材料质轻、施工方便等特点,可应用于薄抹灰外墙外保温系统、外墙保温装饰一体化系统以及干挂幕墙的
影响挤塑软管稳定性的四大要素
Four keys to consistent tubing
医用软管是一种极具特殊性的产品,这类制品的加工过程中几乎不能出丁点差错。如同其他挤出加工一样,影响软管精度并产生残次品的常见问题是:熔体破裂、压力控制、凝胶和辅机因素,本文一一阐释。
■冶明编译
由于医用软管应用领域的特殊性,从事这类制品的加工企业几乎不能出错。它们面临与其他挤出加工企业许多相同的问题,但是不能忽略哪
怕是一点点小瑕疵。影响医用软管精度并产生残次品的常见问题有:
(1)熔体破裂;(2)压力控制;
(3)凝胶;(4)辅机因素。
以下将探讨如何解决这些问题。
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酚醛泡沫塑料新产品新应用
New advances of phenolic foam plastics
酚醛泡沫塑料以其耐燃性好、发烟量低、高温性能稳定、绝热隔热、隔音、易成型加工及较好的耐久性而名列所有泡沫塑料的前列,被称为第三代新兴保温材料。本文综述了国内外有关的最新情况。
发泡剂产生气体分散其中而发泡形成的泡沫塑料。
用于生产酚醛泡沫的树脂有两
种:热塑性树脂及热固性树脂,由于热固性树脂工艺性能良好,可以连续生产酚醛泡沫,制品性能较佳,故酚
■钱伯章
酚醛泡沫(PF )是以酚醛树脂为主要原料,加入固化剂、发泡剂及其他辅助组分,在树脂交联固化的同时
收稿日期:2011-01-26
作者简介:钱伯章,男,资深专家,上海擎督信息科技有限公司金秋石化科技传播工作室,上海
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醛泡沫材料大多采用热固性树脂。数小,近似于铝合金,因此使用中不会出现因膨胀系数不同,而产生脱层
脂依靠加入阻燃剂得到的材料有本质的不同,在火中不燃烧,不熔化,也不会散发有毒烟雾,并具有质轻、无毒、无腐蚀、保温、节能、隔音、价廉等优点,且不用氟利昂发泡,无环境污染、加工性好、施工方便,其综合性能是目前各种保温材料无法比拟的。通用于宾馆、公寓、医院等高级和高层建筑中央空调系统的保温(香港的高级建筑中央空调系统近年来已多数改用酚醛泡沫材料) 。对冷藏、冷库的保冷以及用于石油化工等工业管道和设备的保温、建筑隔墙、外墙复合板、吊顶天花板、吸音板等有无可争议的综合优势, 解决了其它有机材料防火性能不理想,而无机材料、施工时皮吸水率大、容易“结露”
肤刺痒等问题,是空调系统,各种电器的第三代最佳保温材料。
从表1可以看出,隔热用酚醛泡沫塑料的隔热性能与硬质聚氨酯泡沫塑料不相上下。密度为30千克/m 3的A 级品热导率均为0. 022瓦/(米·开尔文),优于目前建筑业中广泛应用的聚苯乙烯泡沫塑料热导率一般为0. 40瓦(米·开尔文)。所以,欧美等国家广泛采用酚醛泡沫塑料做隔热材料。
与硬质聚氨酯泡沫塑料相比,酚醛泡沫塑料的使用温度较高,一般可达140℃,比硬质聚氨酯泡沫塑料高30℃~40℃,可用于般热水及0. 3兆帕以下的蒸发汽管线及设施的隔热保
1性能特征
酚醛泡沫有许多优异的性能,首——最终固化的酚醛泡沫具先是耐热—
有包括数个苯酚环,并由亚甲基桥连接的结构,由热力学可知亚甲基桥是有机物连接中,受温度影响最小、最为稳定的连接之一,这使得酚醛泡沫具有优异的热稳定性。它可以在150℃下长期使用,瞬时工作温度可达200℃~300℃以上,其耐高温性能明显优于其他几种泡沫塑料。“难燃”特性同样突出。苯酚分子是良好的自由基吸收剂,在高温分解过程中由断裂的亚甲基桥,生产的自由基迅速被苯酚分子吸收,阻止反应继续进行,这一现象使酚醛泡沫极难燃烧; 酚醛泡沫氧指数为50,无需加入任何阻燃添加剂,阻燃等级为难燃B1级。
酚醛泡沫具有均匀微细的闭孔结构、热导率低,其绝热性能与PU 泡沫相当、优于PS 泡沫,保温性能比矿棉、轻软木、珍珠岩、玻璃棉,等传统的保温材料高一倍左右。
酚醛泡沫特别能防水防湿。酚醛泡沫具有良好的闭孔结构,吸水率低、防水蒸气渗透能力强,在保冷时不会出现结露。尺寸稳定:酚醛泡沫尺寸稳定、变化率小,在使用温度范围内尺寸变化率
破裂现象。
作为一种新型的多用途泡沫材料,酚醛树脂泡沫以其耐热、难燃自熄、耐火焰穿透、遇火无滴落等优点而受到行业的广泛重视。
2开发应用历史和现状
酚醛泡沫素有“保温材料之王”的美称,是新一代保温防火隔音材料,早期应用于导弹及火箭头的保温,它在美国、英国、日本等一些发达国家已成为塑料中发展最快的品种,消费量迅速增加,应用范围不断扩大。目前,在发达国家的酚醛发泡材料行业发展迅速,已广泛应用于建筑、国防、外贸、贮存、能源等领域。美国建设行业所用的隔音保温泡沫塑料中,酚醛材料已占40%;日本也已成立酚醛泡沫普及协会,以推广使用这种新材料。
我国于20世纪80年代中期开始起步研发,北京化工大学、济南大学、中国船舶重工七二五所等科研单位在基础研究方面进行了卓有成效的工作,掌握了酚醛泡沫的配方和加工工艺,基本上具备了全面国产化的能力,为这一新材料的推广应用和大规模的产业化奠定了坚实的基础。
酚醛泡沫还是国际上公认的最有发展前途的一种新型建筑保温材料。因为,这种新材料与通常的高分子树
表1酚醛及硬质聚氨酯泡沫塑料的性能对比
性能指标密度(kg/m 3)≥
压缩强度或变形10%时的压缩压力(kPa )≥
热导率(W/(m·K) )≤尺寸稳定性(%)70℃,48h ≤
酚醛泡沫塑料
30600. 0222
硬质聚氨酯泡沫塑料
301000. 0225
2011年29卷第3
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温,在化工、石油、供热等领域中可以取代一部分保温材料。
酚醛树脂分子主链上含有大量的芳基,热解剩焦量高,燃烧的炭化层迅速覆盖在燃烧着的合物表面,从而使火焰熄灭,所以酚醛泡沫塑料具有优异的阻燃性能。氧指数一般不低于36,通过调整配方及工艺条件可达50。酚醛泡沫塑料用普通明火很难点燃,有“不燃烧的泡沫塑料”之称。与之相比,硬质聚氨酯泡沫塑料的阻
3.1中外应用开发述略和比较
酚醛泡沫塑料及其制品的研究,国外是从上世纪80年代开始的,自上世纪90年代以来,包括酚醛泡沫在内的酚醛复合材料得到很大发展,首先受到英、美等国家军方的重视,将其用于航天航空、国防军工领域,后又被应用在民用飞机、船舶、车站、油井等防火要求严格的场所,并逐步推向建筑领域。
美国建筑行业所用的隔音保温泡沫塑料中,酚醛材料已占40%,日本也已成立酚醛泡沫普及协会以推广这种新材料。
国内酚醛泡沫塑料的研究,开始于上世纪80年代末90年代初,实现工业化生产较有代表性的单位(除军工科研所外)有:济南大学(原山东建
沫保温材料种类有:EPS 、XPS 、PS 、PU 、PF 等。PF 泡沫塑料以其优异的绝热保温特性,受到专家和商家的推宠。
3.2我国的市场环境及应用前瞻
近年来,我国重大火灾事故不断发生,分析着火的主要原因,与其使用易燃材料有很大关系。所以,PF 泡沫取代PS 和PU 泡沫应是利国、利民的重大举措。济南大学开发、研制并生产的高效、常温发泡酚醛树脂及专用固化剂不需要加热,即能在较低温度(-5℃以上)下发泡与固化,泡沫生产成本低,操作工艺简便,不仅能在工厂生产,而且可进行现场施工和野外作业,现已成为我国新一代的高效保温材料。由济南大学酚醛技术中心开发研制的常温酚醛树脂发泡及酚醛泡沫保温材料1997年投入生产,在国内首先实现现场野外保温作业,已在兖矿集团、山东电力、济南钢厂、中原油田、华东石油管理局等单位的保温工程使用,取得了较好的经济与社会效益。
在此基础上,济南大学酚醛技术中心采用先进的生产工艺路线,即用连续式生产工艺代替落后的间歇式生产工艺。2002年10月,PF 泡沫复合板在国内率先实现了连续化生产,产品成功应用于中央空调通风系统,受到了暖通设计专家和商家的好评。2004年,酚醛树脂生产技术和连续发泡复合技术通过了国家建筑材料新产品新技术鉴定。2005年,酚醛树脂生产技术和连续发泡复合技术荣获国家建筑材料科技进步二等奖。专家给予的评价是:酚醛树脂生产技术和连续发泡复合技术达到国内领先水平、国际先进水平;产品符合企业和
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燃性能就差得多。另外,酚醛泡沫塑料在强制燃烧时表层只是逐步炭化,很少发烟及放出有害气体,采用ASTME662-79测定烟密度时,其值小于50,所以发生火灾时也便于消防员救援。
3应用前景分析
材学院)、北京化工大学等。同期,
上海平板玻璃厂引进了德国湿法模发泡技术。这一时期,除济南大学的技术能实现低温(0℃)发泡固化和现场进行保温施工外,北京化工大学引进的德国技术也是在较高温度下用模具发泡,但固化时间长,不适宜现场施工。
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酚醛泡沫塑料及其复合材料大量应用于飞机、船舶、车辆、隧道、矿
山等防火要求严格的墙体板材布建等,现在正转向民用建筑领域。World Plastics
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现在国内应用的泡
国家相关标准。用该产品制作的通风管道具有,绝热耐用、质轻节能、美
观清洁、防火防水、简便省工等特点,各项性能指标均符合行业及国家相关标准和规范要求。目前,该产品已应用于北京市地铁改造新建工程(地铁5号线、10号线、奥运支线等)、奥运工程(国家游泳中心———水立方等体育场馆),以及会展中心、商场超市、医院、学校等公共设施的暖通系统。
目前,国家已批准在2015年之前全国重点城市新建地铁3500公里,以缓解城市交通的拥堵。按1公里建一个地铁站计算,每个地铁站风管面积约1. 2万平方米,15年需求总量就达到4200万平方米(约5万吨),年需280万平方米,这还不包括改造和新建大型公共建筑等使用的保温防火材料,仅仅是“暖通”这一领域,就为酚醛泡沫塑料带来了广阔的市场前景。
据此,业界预测的潜在应用市场主要有:
(1)建筑保温有广阔的应用市场。
建筑市场急需高效、阻燃、轻质、安全、成本低廉的隔热保温材料,而PF 泡沫塑料是最理想的有机保温材料,如防火门内层材料、外墙外保温材料等。
(2)石油和发电厂用的隔热保温管道。随着石油和电力工业的发展,潜在需求将十分可观。
(3)运输行业大量需要绝热保温材料。大型(远洋) 集装箱的隔热保温对PF 泡沫塑料很感兴趣,(远洋) 集装箱要求泡体抗湿性强;客货轮船也希望选用酚醛泡沫材质作为轮船舱壁的填充材料;客车的隔热保温材质,除优良的保温效果和阻燃要求外,对泡体的毒性标准要求十分严格。
(4)其他领域。如农林业的育种
育苗、太阳能领域等也有较大的应用市场。
因此,PF 泡沫塑料是一种绿色、安全、经济的保温防火材料,市场前景会优于其他种类的发泡保温材料。
4国外主要生产厂家及其产品
4.1英国普玛洛克制品公司
普玛洛克制品公司是一家生产酚醛外保温
板的知名厂家,板的尺寸为(900~1200)mm ×600mm ,最厚不超过100mm ,导热系数为0. 018W/m ·K ,防火性能达到BS476-7的要求。该公司经多年来的开发研究,按照英国标准制定并实施了一套完整成熟的施工应用技术体系,在上世纪90年代就成功地在砖石或混凝土墙面上应用,而且无论新的或既有的、高层的或低层的建筑都可应用。经过检测试验和评审,有关建设部门在1997年2月授予了该公司“普玛洛克酚醛外保温系统”应用许可证。该公司宣称,普玛洛克酚醛外保温系统除提供酚醛外保温板外,也供应酚醛外保温系统专用配套辅助材料,如砂浆、网格布和锚固件等,外保温系统在公用建筑或民用住宅施工后至少30年不会出现损坏事故。
最大的特点是具有优良的防火隔热、隔音性能,特别是隔音性能对住房和办公大楼降低噪音尤为重要。
酚醛泡沫塑料具有耐热、难燃、自熄、耐火焰穿透、遇
火无滴落等特点。
4.3英国金斯潘保温材料公司
金斯潘保温材料公司(Kingspan Insulation Ltd )是欧洲酚醛泡沫协会主要成员,也是世界上最大的PF 保温材料生产厂家之一。它的PF 商标名为Kooltherm ,根据用途不同分成10个牌号。常用牌号如下:K3是用于地板保温;K7是用于屋面保温;K8是一般传统墙体保温;K10是天花板保温:K12是用于钢框架或木框架结构外墙保温;K17是带石膏板贴面用于外墙内保温。其中,K12板是金斯潘公司的主要产品,适用于钢框架或木框架结构外墙保温,其导热系数很低。
4.4美国西碧化学公司
西碧化学公司(C. P. Chemical Company ,Inc. )建立于1966年,多年来主要从事酚醛树脂、表面活性剂、催化剂及相关发泡设备的生产销售和研究开发。近40年来,该公司致力于开发一种名为Tripolymer 的PF ,1975年得到了美国能源部的支
2011年29卷第3
期
4.2英国可耐福干墙公司
可耐福干墙公司隶属于德国可耐福集团,该集团是最大、最早生产石膏板的家族企业。它的产品名为可耐福酚醛叠合板,是一种9. 5mm 石膏板贴面PF 墙体保温板,主要销售对象是用来做外墙内保温和隔墙。产品
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持和认可,经过3年来的深入研究和试验,成功地将它推向市场。如今,该公司在美国国内已有8家生产厂,在英国、德国和澳大利亚也建立了工厂。近年来,该公司又开发了一种直接将发泡浆料通过喷枪现场喷注到空心砖或中空水泥砌块中的专利技术,发泡浆料是改性酚醛树脂共聚物与固化剂的双组分Tripolymer 预聚体。由于Tripolymer 具有很好的防火性和隔音性,所以它已广泛用于学校、
FST 特性极好,因此以该产品为芯材制成的复合材料可用在飞机、高速列车、船舶发动机罩等部位。Ther-mo-Cor 也适用于医院、楼房等防火要求严格的墙体保温系统,该产品pH 值为6~6. 5(接近中性),对金属几乎不存在腐蚀问题,尤其将它用在金属屋面和防火门更为合适。该公司还开发了一种常温喷注专利技术,A 、B 双组分分别装在大铁桶内,A 是树脂助剂等组分,B 是PSA 等固化剂组分。通过专用计量喷枪将双组分高速混合插进中空墙体砌块中进行现场发泡,也可喷注在金属屋面和防
了日本燃烧性标准的技术指标,得到了日本不燃材料认定证书,并且获得了日本经济产业厅和环境厅的节能和环保大奖。该公司正在大力推广新曙光PF 保温板在外墙、屋面、天花板、地板和隔墙等处的保温应用,并已制定了名为NoiM 系统安装工程施工技术规范。
5国内主要生产厂家及产品
5.1北京莱恩斯高新技术有限公司
莱恩斯高新技术有限公司生产的OPF 傲德酚醛防火保温板于2008年研发成功,是对酚醛树脂改性而成的泡沫保温材料,集导热系数低、防火等级高、透气、尺寸稳定等优点于一身,通过改性后酚醛树脂连续生产出来的保温材料,防火性能为B1级,复合后可达到A 级。此外,该公司还研发出同等系列产品,如OPF 傲德防火隔离带、OPF 傲德保温装饰一体化板、傲德酚醛彩钢夹芯板等系列产品,在不同领域得到了广泛应用。
论坛
TECHNOLOGY FORUM ■
医院和民宅。通过美国《燃烧级别测试准则》标准证明,没有其他能现场喷注的有机泡沫可达到Tripolymer
5.2厦门高特高新材料有限公司
高特高新材料有限公司推出了高特酚醛复合型建筑节能保温板(简称GW 型复合保温板)。GW 型复合保温板是一种根据用途选用不同材质的面层材料与保温芯材酚醛泡沫板进行双面或单面复合的板材,采用高特公司最新专利技术复合生产线连续化一
酚醛泡沫塑料已广泛应用于管道系统的隔热保温。
次生产成型,种类繁多,可适用于多种类型建筑物的保温隔热要求。
优良的防火性能。火门内发泡。
GW-I 型复合保温板以酚醛泡沫板为芯材,双面或单面复合聚合物砂浆(含玻纤网格布);GW-Ⅱ型复合保温板以酚醛泡沫为芯材,双面或单面复合玻纤毡、牛皮纸、铝箔等。
4.5美国泡沫技术公司
美国泡沫技术公司(American Inc. )的Ther-Foam Technologies ,
mo-Cor 是采用喷注或挤出成型的PF 保温材料。该产品的结构强度比相同密度的普通PF 泡沫更高,完全符合联邦航空安全条例的各项技术指
4.6日本旭化成建材公司
旭化成建材公司(Asahi Kasei )近年来推出Construction Materials
了商标名为新曙光的PF 产品。在生产过程中,发泡剂采用碳氢化合物代替会破坏臭氧层的CFC 、HCFC 。新曙光PF 保温板已通过了日本、中国和英国的防火等各项试验,由于达到
5.3苏州美克思科技发展有限公司
美克思科技发展有限公司生产的Maxinsulation®-PF 板是一种优质的防火型酚醛泡沫板,具有阻燃、
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标,在222℃高温下不分解。它的
World Plastics
2011Vol.29No.3
导热系数低、质轻、强度高、无毒低烟、抗火焰穿透、绝热、耐热、保温、使用温度范围广、耐腐抗老化、防水防湿等特性,有较强的环保节能功效,主要应用于对节能要求较高及阻燃的公共建筑外墙外保温和外墙内保温,也可用于屋顶保温和地暖。“Maxinsulation®-PF 外墙外保温系统”是苏州美克思科技发展有限公司针对目前建筑节能市场的需求所开发的一款外墙外保温系统。系统以美克思科技发展有限公司生产的M ax-insulation®-PF 板为保温层材料,以性能优异的聚合物改性粘结砂浆粘结,20米以上辅以机械锚固材料进行固定,外抹聚合物抹面砂浆并内置耐碱玻纤网格布作为增强防护层,外饰面采用涂料或彩色砂浆,具有防火
性能好、质量轻、绝热性好、耐热性能好、尺寸稳定性好等特点。该系统可应用于对建筑物防火性能有特殊要求的外墙外保温系统。
保温系统。
5.5上海雅达特种涂料有限公司
雅达特种防火酚醛板产品型号为EF-169,在高温下不熔滴、不软化、发烟量低,不扩散火焰,耐火焰穿透,达到国家A 级防火标准,并且具有良好的保温节能效果,将优异的防火性能与良好的节能效果集于一身,不仅可以用于传统外墙外保温系统,也可以与饰面层复合制作保温装饰一体化板,还可以用于构筑传统EPS/XPS/PU 外墙保温系统防火隔离带,用作幕墙内的防火保温隔热材料、防火门内隔热材料,以及低温或高温场合的防火保温隔热材料。
5.4山东圣泉化工股份有限公司
圣泉改性酚醛泡沫外墙外保温板,是山东圣泉化工股份有限公司根据外墙用保温板应具有不燃、低烟、抗高温歧变,而研制开发的新型改性酚醛泡沫外墙保温防火板材。该产品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,双面由增强层复合而成。该产品的特点是不燃、低烟、抗高温歧变,保留了原有泡沫塑料型保温材料质轻、施工方便等特点,可应用于薄抹灰外墙外保温系统、外墙保温装饰一体化系统以及干挂幕墙的
影响挤塑软管稳定性的四大要素
Four keys to consistent tubing
医用软管是一种极具特殊性的产品,这类制品的加工过程中几乎不能出丁点差错。如同其他挤出加工一样,影响软管精度并产生残次品的常见问题是:熔体破裂、压力控制、凝胶和辅机因素,本文一一阐释。
■冶明编译
由于医用软管应用领域的特殊性,从事这类制品的加工企业几乎不能出错。它们面临与其他挤出加工企业许多相同的问题,但是不能忽略哪
怕是一点点小瑕疵。影响医用软管精度并产生残次品的常见问题有:
(1)熔体破裂;(2)压力控制;
(3)凝胶;(4)辅机因素。
以下将探讨如何解决这些问题。
2011年29卷第3
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