论文部分内容阅读
聚苯乙烯泡沫塑料保温性能好、节能效率高，能消除墙体温度梯度、强度高、质地轻，但易燃，且燃烧放出有毒的烟雾，是建筑火灾的源头之一。酚醛泡沫塑料阻燃性能好、低烟低毒，但易掉粉、脆性大、泡沫延伸性能差。这两种主要的外墙保温泡沫塑料在实际应用中均受到很大的限制。因此，本课题采用EPS珠粒与酚醛树脂及其它助剂复合发泡新工艺，研究一种新型的集安全防火、节能保温、施工性好、耐久性强、力学性能优良且性价比较好为一体的复合泡沫保温塑料，从而为建筑外墙保温工程急需的即绿色节能保温又安全防火的材料提供一种新的产品。本文首先以单因素试验方法，探索研究并确定了EPS/PF配比、表面活性剂、发泡剂、固化剂、聚乙二醇和模压成型温度的参数范围，找出其对复合泡沫保温板各项性能的影响规律。然后研究了搅拌工艺参数对复合泡沫保温塑料的影响规律，确定了最佳的搅拌工艺参数。实验结果表明：搅拌转速200rad/min、搅拌时间3min、混合时间为3min时制备的复合泡沫塑料性能相对最优。再通过正交实验进一步优化并找出最佳工艺参数。正交试验优选的最佳工艺为：模压成型温度为65℃、EPS/PF配比为9:8、表面活性剂为6份、发泡剂为16份、固化剂添加量为22份。最优工艺制得的泡沫塑料性能为：导热系数0.02870w/m.k、表观密度110kg/m3、压缩强度为0.6095MPa、氧指数为35.3%、孔径285μm、掉渣率4.3%、吸水率2.9%。其次，通过SEM对复合泡沫的泡孔形貌进行观察，研究了复合泡沫塑料泡孔结构与性能的关系。结果表明，随着表观密度的增大，导热系数逐渐增加，抗压强度逐渐增加，泡孔孔径逐渐减小。而随着孔径的增大，导热系数增大，抗压强度显著降低。通过与酚醛泡沫塑料和EPS泡沫塑料的性能比较，复合泡沫塑料容重较大，极限氧指数比酚醛泡沫塑料低，其他各项性能均优于酚醛泡沫塑料和EPS泡沫塑料。最后，在满足复合泡沫保温塑料使用所需力学性能与阻燃性能的前提下，通过调整复合工艺，降低复合泡沫塑料表观密度，从而提高复合泡沫塑料保温性能，降低生产成本，得到一种性价比较高、具有市场竞争力的EPS/PF复合泡沫保温塑料。结果表明：酚醛树脂用量25g，EPS1000ml，大小珠粒配合比为1:1时制得的复合泡沫塑料抗压强度在0.1MPa以上，表观密度降为40kg/m3，成本降低了70%。对抗压强度要求较高时，可优选粉煤灰作为填料来增大复合泡沫保温板的抗压强度。且粉煤灰廉价易得，经济成本低。对氧指数要求较高时，可优选可膨胀石墨作为填料来增大复合泡沫保温板的氧指数。