复合型保温隔热材料的制备与影响因素研究

《复合型保温隔热材料的制备与影响因素研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、复合型保温隔热材料的制备与影响因素研究陆红霞（常州工程职业技术学院化学与材料工程学院，江苏常州213164）【摘　要】以可发性聚苯乙烯（EPS）、酚醛树脂（PF）为主要原料，按一定的配比，添加适量的助剂，采用正交设计法设计制备EPS/PF复合型保温隔热材料的试验方法。用极差分析的方法讨论了压缩比、阻燃剂用量、固化温度以及保压时间对样品导热系数、阻燃性能、抗压强度以及吸水率的影响。筛选出最佳工艺条件为压缩比为1.5，阻燃剂用量为30%，固化温度为95℃，保压时间为1h时，所制得的复合保温材料的导热系数为0.035K；抗压强度为0.21MPa；阻燃性(氧指数)

2、为36%；吸水率为1.5%。.jyqkin，取出托盘，使聚苯乙烯泡沫在常温下熟化24h。1.2.2　EPS/PF复合保温材料制备工艺流程将预发泡的EPS颗粒、酚醛树脂以及适量助剂按一定配比混合均匀、装模，以不同的压缩比热压成型，即得EPS/PF复合保温材料样品，制备工艺流程见图1。1.2.3　EPS/PF复合保温板制备工艺优选方法EPS珠粒/PF压缩比、阻燃剂用量、模压成型温度、保温时间对EPS/PF复合保温材料结构及性能影响较大。通过正交试验确定出各影响因素的最佳水平组合。试验考察EPS珠粒/PF压缩比、阻燃剂用量、模压成型温度、保温时间这4个因素，每个

3、因素取三个有代表性的水平值，具体数值见表1，选用L9（34）正交试验设计表。分别对表观密度、导热系数、氧指数、压缩强度等进行考察。1.3　性能测试1.3.1　EPS/PF复合型保温材料导热系数测定导热系数是反映材料保温性能的主要性能指标。根据GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》，本文采用DRH型护热平板法导热系数测试仪测试样品的导热系数。1.3.2　EPS/PF复合型保温板阻燃性能测定阻燃性能按照GB/T2406-93《塑料燃烧性能试验方法-氧指数法》测定，样品尺寸为10mm×10mm×100mm。试样维持平稳燃烧3m

4、in或50mm处，氧气所占氧、氮混合气体的体积百分数。氧指数（OI）越高，说明制品越难燃烧。当高聚物的OI＜27%时，高聚物易燃；当27≤OI＜32%时，则高聚物可燃；当OI≥32%时，则高聚物难燃，可达到B1级要求。1.3.3　EPS/PF复合型保温板压缩性能测定根据GB/T8813-88《硬质泡沫塑料压缩试验方法》进行测定，试样尺寸为100mm×100mm×30mm，加载速度为2mm/min。1.3.4　EPS/PF复合型保温板吸水率测定材料与水接触后，所表现出来的吸收水分的性质称为吸水性，吸水性可用质量吸水率和体积吸水率表示，本文运用质量吸水率，测试

5、方法参照GB/T8810-2005《硬质泡沫塑料吸水率的测定》进行。2　结果与讨论2.1　酚醛树脂压缩比对导热系数的影响经测试得出导热系数正交数据如表2。对表2的数据按因素各自相同水平的测试结果进行统计。对因素A温度为85℃的三个试验号是1、2、3；温度为95℃的是4、5、6；温度为105℃的是7、8、9。其他因素的水平配置情况从表3-2中可以看出。将1、2、3试验号为一组，三个实验的导热系数值相加记作I；4、5、6号实验导热系数值相加记作II；7、8、9号实验的导热系数值相加记作III，他们的树脂分别是：I=0.093，II=0.104，III=0.11

6、0。按同样的方法分别统计因素B，因素C和因素D各自的I、II、III，分别填入表2的下部的对应位置。然后将每个因素的I、II、III中的最大值与最小值之差(称为极差)分别填入表的最下部。由极差可以得出压缩比对样品导热系数影响因素最大，主要因素是随着样品压缩比的减小，样品的密度也随着减少，其内部含有的空气量也就越多，也就越多的阻止了热量的传递；而固化温度对样品导热系数影响因素最小。考虑到生产效率以及生产成本，初步得出最佳配方为压缩比为1.3，阻燃剂用量为20%，固化温度为105℃，保温时间温1h即A1B1C3D1。经测试得出抗压强度正交数据如表3。按表2的方

7、法分别统计A、B、C、D的I、II、III和极差，通过表可以看出压缩比对样品抗压强度影响最大，主要原因是原料压缩比的增大，会导致样品的密度的增大，从而导致分子间间距变小，分子间引力增大，进而使样品的抗压强度变大；而保温时间对样品抗压性能影响最小。由本组实验数据可得出压缩比为1.5，阻燃剂用量为25%，固化温度为85℃，保温时间为1.5h或2h即A3B2C1D2或A3B2C1D3为比较好的配方。但从成本方面考虑，得出最佳配方为A3B2C1D2。经测试得出阻燃性能正交数据如表4。按表2的方法分别统计A、B、C、D的I、II、III和极差，通过表可以看出阻燃剂用

8、量对制品阻燃性能影响最大，因为氮系阻燃剂受热后，易放出二氧化碳、氨