脲醛树脂泡沫保温复合粉料及应用该粉料压铸合成的合成板及方法

摘要

本发明涉及脲醛树脂泡沫保温复合粉料及其制备方法，以及应用该粉料压铸合成的合成板及其合成方法。该复合粉料包含下列组分：60～90重量份的脲醛泡沫塑料，5～20重量份的木粉或秸杆粉，0.5～6重量份的玻璃纤维，1～8重量份的石棉，1～8重量份的石膏，0.1～1.5重量份的滑石粉，0.5～3重量份的甘油。本发明应用广泛，以该复合粉料合成的合成板能够代替塑料、陶瓷、铸铁及玻璃钢制成各种工业品，代替钢材制成各种棒材、方材、管材、板材等；可以作为水暖压铸材料制成各种管件、法兰盘、阀门及泵体等。由于强度大、耐阻燃、耐燃烧、绝缘等特性，可以作为绝缘材料。可以代替木材、彩色大理石、彩砖、彩瓦等一次压铸成型。

说明书

技术领域

本发明涉及脲醛树脂泡沫保温复合粉料及其制备方法，以及应用该粉料压铸合成的合成板及其合成方法。

背景技术

脲醛树脂粉(UF)又称电玉粉，是由脲醛树脂、玻璃纤维等填料、硬脂酸等润滑剂、六次甲基四胺等稳定剂、脲或硫脲等增塑剂、颜料等组分混合加工而成。通常采用脲醛树脂水溶液浸渍纤维素填料，再经干燥、粉碎、球磨、筛析等工艺制成。电玉粉广泛使用于电器、仪表、接线器具、电器零件、电器外壳、电话配件、电器开关、插头、钮扣、棋、牌、玩具、瓶盖、盘、碗、盆等餐具、炊具等日用品的原材料。但是这种电玉粉只能替代塑料制品。

本申请人于2005年7月27日申请了“脲醛泡沫塑料保温板及其制备方法”的发明专利，专利申请号：200510046937.3，公开号：CN1736936，公告日：2006年2月22日。该脲醛泡沫塑料保温板是由以下组分按下述重量份数比组成的：脲醛树脂∶十二烷基硫酸钠∶磷酸∶草酸∶苯酚∶尿素∶氯化镁∶水＝50～75∶0.1～1.5∶0.05～0.5∶0.1～0.5∶0.01～0.15∶0.05～1∶0.05～0.5∶22～48。该脲醛泡沫塑料保温板具有优良的阻燃性、生产成本小、不污染环境。本申请人在此基础上继续潜心钻研，将脲醛泡沫塑料保温板废料以及边角余料回收与其它原料混合加工成脲醛树脂泡沫保温复合粉料以及应用该粉料合成的合成板。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供脲醛树脂泡沫保温复合粉料及其制备方法，以及应用该粉料合成的合成板及其合成方法，由该复合粉料合成的合成板轻质、压缩强度高，不仅可以代替塑料制品，还可以代替钢材、木材等。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

脲醛树脂泡沫保温复合粉料包含下列组分：

60～90重量份的脲醛泡沫塑料，5～20重量份的木粉或秸杆粉，0.5～6重量份的玻璃纤维，1～8重量份的石棉，1～8重量份的石膏，0.1～1.5重量份的滑石粉，0.5～3重量份的甘油。

所述的脲醛树脂泡沫保温复合粉料包含下列组分：

70～80重量份的脲醛泡沫塑料，8～17重量份的木粉或秸杆粉，2～4重量份的玻璃纤维，3～6重量份的石棉，3～6重量份的石膏，0.5～1.1重量份的滑石粉，1～2.5重量份的甘油。

所述的脲醛树脂泡沫保温复合粉料包含下列组分：

75重量份的脲醛泡沫塑料，12重量份的木粉或秸杆粉，3重量份的玻璃纤维，4重量份的石棉，4重量份的石膏，0.8重量份的滑石粉，1.2重量份的甘油。

所述的脲醛泡沫塑料是由以下组分组成的：

50～75重量份的脲醛树脂，0.1～1.5重量份的十二烷基硫酸钠，0.05～0.5重量份的磷酸，0.1～0.5重量份的草酸，0.01～0.15重量份的苯酚0.05～1重量份的尿素，0.05～0.5重量份的氯化镁，22～48重量份的水。

所述的脲醛树脂泡沫保温复合粉料还包含0.05～0.15重量份的无机颜料。

制备所述的脲醛树脂泡沫保温复合粉料的方法包括以下步骤：

(1)制备脲醛泡沫塑料：

所述的脲醛泡沫塑料是由以下组分组成的：

50～75重量份的脲醛树脂，0.1～1.5重量份的十二烷基硫酸钠，0.05～0.5重量份的磷酸，0.1～0.5重量份的草酸，0.01～0.15重量份的苯酚0.05～1重量份的尿素，0.05～0.5重量份的氯化镁，22～48重量份的水；

①取符合上述重量份数的脲醛树脂，加入所述水的重量的40％，稀释成溶液；

②有酸发泡剂的制备：取所述水的重量的29.4％，加温至30℃时同时加入所述十二烷基硫酸钠的重量的49％、苯酚重量的50％、尿素重量的50％、磷酸、草酸和氯化镁，升温至70℃时搅拌1小时，调节PH值为1～2；

③无酸发泡剂的制备：取所述水重量的30.6％，加温至30℃时同时加入所述十二烷基硫酸钠重量的51％、苯酚重量的50％和尿素重量的50％，升温至70℃时搅拌1小时；

④打泡：将有酸发泡剂和无酸发泡剂混合，高速搅拌2～5分钟，转速1400～2800转/分，加入稀释的脲醛树脂，继续高速搅拌2～5分钟，同时用空气压缩机鼓入空气直到生成的脲醛泡沫连续均匀后使之流入挤压设备内；

⑤挤压成型：挤压设备内压力为50kg/cm²～100kg/cm²，温度为40～60℃，时间为1～2小时，即可一次挤压成型；

⑥干燥：将挤压成型后的泡沫体放入干燥室，干燥室内储存有大量蒸汽，湿度在70～85％，温度在50～70℃，烘干时间为6～10小时，即可制成脲醛泡沫塑料。

(2)取60～90重量份的脲醛泡沫塑料，5～20重量份的木粉或秸杆粉，0.5～6重量份的玻璃纤维，1～8重量份的石棉，1～8重量份的石膏，0.1～1.5重量份的滑石粉，0.5～3重量份的甘油放到搅拌罐里，常温常压下搅拌1个小时，然后在50-60℃下烘干1个小时；

(3)将上述烘干后的原料过筛去掉杂质后放入球磨机里球磨6个小时，边球磨边抽真空，然后过筛至100-400目即可。

应用所述脲醛树脂泡沫保温复合粉料压铸合成的合成板由以下组分组成：

5-15重量份的脲醛树脂粉，80-100重量份的脲醛树脂泡沫保温复合粉料。

应用所述脲醛树脂泡沫保温复合粉料压铸合成的合成板由以下组分组成：

0.5-1.5重量份的乙烯类聚合树脂，80-100重量份的脲醛树脂泡沫保温复合粉料。

应用所述的脲醛树脂泡沫保温复合粉料压铸合成的合成板的方法包括下述步骤：

取5-15重量份的脲醛树脂粉或0.5-1.5重量份的乙烯类聚合树脂、80-100重量份的脲醛树脂泡沫保温复合粉料混合后放到搅拌机里搅拌均匀，然后将上述原料放入模具里与模具一起放入热压机内，在温度为120-160℃、压力为20-50兆帕的环境下热压聚合10-30分钟。

本发明所具有的优点与效果是：

1、脲醛树脂泡沫保温复合粉料韧性好、强度高、耐腐蚀性强，具有优异的力学性能、轻质。

2、脲醛树脂泡沫保温复合粉料分解温度为300℃，分解后焦化不成流体，而变成坚硬的焦体。

3、脲醛树脂泡沫保温复合粉料的分子非常坚硬，分子之间聚合能力低，绝缘性强。热导率低为38-70mW/(m.k)，介电强度kv/cm＞80；表面电阻比较值＞10值。

4、无毒无味无污染，压缩强度高，保温系数好，阻燃性好，加工成型简单，原料价格低廉。

5、以脲醛泡沫塑料废料以及边角余料作为主要原材料，节约成本、节省能源，而且消除了二次污染，环保。

6、该复合粉料用木粉或秸杆粉作为填充剂，质轻，耐冲击；石棉耐化学性能好，用石棉做增强剂制品尺寸稳定；以滑石粉作为填料，增加硬度。

7、本发明应用范围广泛，以该复合粉料合成的合成板不仅能够代替塑料制品，而且可以代替钢材制成各种棒材、方材、管材、板材等；能够代替陶瓷及玻璃钢制成各种工业制品。可以作为水暖压铸材料制成各种管件、法兰盘、阀门及泵体等。代替铸铁制成各种大小型工业零件制品。由于强度大、耐阻燃、耐燃烧、绝缘等特性，可以作为绝缘材料。由于耐阻燃、耐燃烧、绝缘、压缩强度大等特性，可以代替塑料产品。可以代替木材、彩色大理石、彩砖、彩瓦等一次压铸成型。

8、耐冷热性能：100×100×40厘米的脲醛树脂泡沫保温复合粉料与脲醛树脂粉压制成型的板块试样，在130℃，12小时；-30℃，12小时交替处理3年，强度和试样结构均未发生任何变化。分解温度为300℃。

9、在温度为100℃-150℃、压力为20-50兆帕下的烧结过程中，脲醛树脂泡沫保温复合粉料的分子结构生成高强度、耐阻燃，导热系数非常低的单分子结构，在温度为100℃-150℃、压力为20-50兆帕条件下，这时加入少量脲醛树脂粉，脲醛树脂分子链立即聚合在脲醛树脂泡沫保温复合粉料的分子中，在温度为100℃-150℃、压力为20-50兆帕条件下，脲醛树脂泡沫保温复合粉料的分子与脲醛树脂分子链完全连在一起，在温度为100℃-150℃、压力为20-50兆帕条件下脲醛树脂泡沫保温复合粉料的分子发生聚合反应，生成的分子结构强度像钢一样强。而脲醛树脂粉本身达不到这种抗压性能、拉伸性能及强度。

以下是采用常规实验方法和检测方法对本发明的性能进行实验和检测，结果如下：

  序号  检验项目  计量单位  检验结果  1  密度  g/cm³  0.3  2  压缩强度  MPa  4.5  3  拉伸强度  MPa  2.0  4  冲击强度  Kj/m²  2.0  5  最高使用温度  ℃  100-160℃  6  热导率  mW/(m·k)  38  5  吸水性(24h)  Kg/m²  ≤0.3  6  收缩率(％)  100℃24h≤1  120℃24h≤0.5

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详述：

实施例1：

(1)制备脲醛泡沫塑料：

所述的脲醛泡沫塑料是由以下组分按下述重量份数组成的：

50重量份的脲醛树脂，1.5重量份的十二烷基硫酸钠，0.5重量份的磷酸，0.5重量份的草酸，0.15重量份的苯酚，1重量的尿素，0.5重量份的氯化镁，48重量份的水。其中用来制备有酸发泡剂的水的份数为14.112份、十二烷基硫酸钠的份数为0.735份、苯酚的份数为0.075份、尿素的份数为0.5份。其中用来制备无酸发泡剂的水的份数为14.688份、十二烷基硫酸钠的份数为0.765份、苯酚的份数为0.075份、尿素的份数为0.5份，用来稀释脲醛树脂的水的份数为19.2份。本制备方法中使用的脲醛树脂溶液必须是甲醛含量符合国家标准的环保型脲醛树脂溶液。

①取50kg的脲醛树脂，加入19.2kg的水，稀释成溶液；

②有酸发泡剂的制备：取14.112kg的水，加温至30℃时同时加入0.735kg的十二烷基硫酸钠、0.075kg的苯酚、0.5kg的尿素、0.5kg的磷酸、0.5kg草酸和0.5kg氯化镁，升温至70℃时搅拌1小时，调节PH值为1～2；

③无酸发泡剂的制备：取14.688kg的水，加温至30℃时同时加入0.765kg的十二烷基硫酸钠、0.075kg的苯酚和0.5kg的尿素，升温至70℃时搅拌1小时；

④打泡：将有酸发泡剂和无酸发泡剂混合，高速搅拌2～5分钟，转速1400～2800转/分，加入稀释的脲醛树脂，继续高速搅拌2～5分钟，同时用空气压缩机鼓入空气直到生成的脲醛泡沫连续均匀后使之流入挤压设备内；

⑤挤压成型：挤压设备内压力为50kg/cm²～100kg/cm²，温度为40～60℃，时间为1～2小时，即可一次挤压成型；

⑥干燥：将挤压成型后的泡沫体放入干燥室，干燥室内储存有大量蒸汽，湿度在70～85％，温度在50～70℃，烘干时间为6～10小时，即可制成脲醛泡沫塑料。

(2)脲醛树脂泡沫保温复合粉料是由以下组分按下述重量份数组成的：

60重量份的脲醛泡沫塑料，20重量份的木粉，6重量份的玻璃纤维，8重量份的石棉，8重量份的石膏，1.5重量份的滑石粉，3重量份的甘油。

取60kg脲醛泡沫塑料，20kg的木粉，6kg的玻璃纤维，8kg的石棉，8kg的石膏，1.5kg的滑石粉，3kg的甘油放到搅拌罐里，常温常压下搅拌1个小时，然后在50-60℃下烘干1个小时；将上述烘干后的原料过筛去掉杂质后放入球磨机里球磨6个小时，边球磨边抽真空，然后过筛至100-400目即可制得脲醛树脂泡沫保温复合粉料。

(3)应用脲醛树脂泡沫保温复合粉料压铸合成的合成板是由以下组分组成并按下述方法制备的：

5重量份的脲醛树脂粉或0.5重量份的聚乙烯醇，100重量份的脲醛树脂泡沫保温复合粉料。

取5kg的脲醛树脂粉或者0.5kg的聚乙烯醇，脲醛树脂粉可以从市场上购得，本发明中使用的是吉林省通化市吉森粉状胶粘剂厂生产的脲醛树脂粉，与100kg的脲醛树脂泡沫保温复合粉料，将上述原料混合后放到搅拌机里搅拌均匀，然后将原料放入模具里与模具一起放入热压机内，在温度为120-160℃、压力为20-50兆帕的环境下热压聚合10-30分钟即可制得合成板。

实施例2：

(1)制备脲醛泡沫塑料：

所述的脲醛泡沫塑料是由以下组分按下述重量组成的：

75kg的脲醛树脂，0.1kg的十二烷基硫酸钠，0.05kg的磷酸，0.1kg的草酸，0.01kg的苯酚，0.05kg的尿素，0.05kg的氯化镁，22kg的水。其中用来制备有酸发泡剂的水的重量为6.468kg、十二烷基硫酸钠的重量为0.049kg、苯酚的重量为0.005kg、尿素的重量为0.025kg。其中用来制备无酸发泡剂的水的重量为6.732kg、十二烷基硫酸钠的重量为0.051kg、苯酚的重量为0.005kg、尿素的重量为0.025kg，用来稀释脲醛树脂的水的重量为8.8kg。

(2)脲醛树脂泡沫保温复合粉料是由以下组分按下述重量组成的：

90kg的脲醛泡沫塑料，5kg的木粉，0.5kg的玻璃纤维，1kg的石棉，1kg的石膏，0.1kg的滑石粉，0.5kg的甘油。

(3)应用脲醛树脂泡沫保温复合粉料压铸合成的合成板是由以下组分组成的：

取15kg的脲醛树脂粉或1.5kg的聚乙烯醇；80kg的脲醛树脂泡沫保温复合粉料。

本实施例中所述的脲醛泡沫塑料、脲醛树脂泡沫保温复合粉料、应用脲醛树脂泡沫保温复合粉料合成的合成板使用的制备方法同实施例1。

实施例3：

(1)所述的脲醛泡沫塑料是由以下组分按下述重量组成的：

55kg的脲醛树脂，0.3kg的十二烷基硫酸钠，0.08kg的磷酸，0.2kg的草酸，0.03kg的苯酚，0.1kg的尿素，0.08kg的氯化镁，32kg的水。其中用来制备有酸发泡剂的水的重量为9.408kg、十二烷基硫酸钠的重量为0.147kg、苯酚的重量为0.015kg、尿素的重量为0.05kg。其中用来制备无酸发泡剂的水的重量为9.792kg、十二烷基硫酸钠的重量为0.153kg、苯酚的重量为0.015kg、尿素的重量为0.05kg，用来稀释脲醛树脂的水的重量为12.8kg。

(2)所述的脲醛树脂泡沫保温复合粉料是由以下组分按下述重量组成的：

70kg的脲醛泡沫塑料，17kg的木粉，4kg的玻璃纤维，6kg的石棉，6kg的石膏，1.1kg的滑石粉，2.5kg的甘油。

(3)所述的应用脲醛树脂泡沫保温复合粉料压铸合成的合成板是由以下组分组成的：

10kg的脲醛树脂粉或0.5kg的聚二醇；90kg的脲醛树脂泡沫保温复合粉料。

本实施例中所述的脲醛泡沫塑料、脲醛树脂泡沫保温复合粉料、应用脲醛树脂泡沫保温复合粉料合成的合成板使用的制备方法同实施例1。

实施例4：

(1)所述的脲醛泡沫塑料是由以下组分按下述重量组成的：

55kg的脲醛树脂，0.3kg的十二烷基硫酸钠，0.08kg的磷酸，0.2kg的草酸，0.03kg的苯酚，0.1kg的尿素，0.08kg的氯化镁，32kg的水。其中用来制备有酸发泡剂的水的重量为9.408kg、十二烷基硫酸钠的重量为0.147kg、苯酚的重量为0.015kg、尿素的重量为0.05kg。其中用来制备无酸发泡剂的水的重量为9.792kg、十二烷基硫酸钠的重量为0.153kg、苯酚的重量为0.015kg、尿素的重量为0.05kg，用来稀释脲醛树脂的水的重量为12.8kg。

(2)所述的脲醛树脂泡沫保温复合粉料是由以下组分按下述重量组成的：

80kg的脲醛泡沫塑料，8kg的木粉，2kg的玻璃纤维，3kg的石棉，3kg的石膏，0.5kg的滑石粉，1kg的甘油。

(3)所述的应用脲醛树脂泡沫保温复合粉料压铸合成的合成板是由以下组分组成的：

12kg的脲醛树脂粉或1.5kg的聚二醇，95kg的脲醛树脂泡沫保温复合粉料。

本实施例中所述的脲醛泡沫塑料、脲醛树脂泡沫保温复合粉料、应用脲醛树脂泡沫保温复合粉料压铸合成的合成板的制备方法同实施例1。

实施例5：

(1)所述的脲醛泡沫塑料是由以下组分按下述重量份数组成的：

75kg的脲醛树脂，0.1kg的十二烷基硫酸钠，0.05kg的磷酸，0.1kg的草酸，0.01kg的苯酚，0.05kg的尿素，0.05kg的氯化镁，22kg的水。其中用来制备有酸发泡剂的水的重量为6.468kg、十二烷基硫酸钠的重量为0.049kg、苯酚的重量为0.005kg、尿素的重量为0.025kg。其中用来制备无酸发泡剂的水的重量为6.732kg、十二烷基硫酸钠的重量为0.051kg、苯酚的重量为0.005kg、尿素的重量为0.025kg，用来稀释脲醛树脂的水的重量为8.8kg。

(2)所述的脲醛树脂泡沫保温复合粉料是由以下组分按下述重量组成的：

75kg的脲醛泡沫塑料，12kg的秸杆粉，3kg的玻璃纤维，4kg的石棉，4kg的石膏，0.8kg的滑石粉，1.2kg的甘油。

(3)所述的应用脲醛树脂泡沫保温复合粉料压铸合成的合成板是由以下组分按下述重量组成的：

11kg的脲醛树脂粉或0.5kg的丙三醇；98kg的脲醛树脂泡沫保温复合粉料。

本实施例中所述的脲醛泡沫塑料、脲醛树脂泡沫保温复合粉料、应用脲醛树脂泡沫保温复合粉料压铸合成的合成板的制备方法同实施例1。

实施例6：

(1)所述的脲醛泡沫塑料是由以下组分按下述重量组成的：

50kg的脲醛树脂，1.5kg的十二烷基硫酸钠，0.5kg的磷酸，0.5kg的草酸，0.15kg的苯酚，1kg的尿素，0.5kg的氯化镁，48kg的水。其中用来制备有酸发泡剂的水的重量为14.112kg、十二烷基硫酸钠的重量为0.735kg、苯酚的重量为0.075kg、尿素的重量为0.5kg。其中用来制备无酸发泡剂的水的重量为14.688kg、十二烷基硫酸钠的重量为0.765kg、苯酚的重量为0.075kg、尿素的重量为0.5kg，用来稀释脲醛树脂的水的重量为19.2kg。

(2)所述的脲醛树脂泡沫保温复合粉料是由以下组分按下述重量组成的：

65kg的脲醛泡沫塑料，15kg的木粉，5kg的玻璃纤维，5kg的石棉，5kg的石膏，1kg的滑石粉，2kg的甘油，0.05kg的无机颜料。

(3)所述的应用脲醛树脂泡沫保温复合粉料压铸合成的合成板是由以下组分按下述重量组成的：

11kg的脲醛树脂粉或1.5kg的丙三醇；95kg的脲醛树脂泡沫保温复合粉料。

本实施例中所述的脲醛泡沫塑料、脲醛树脂泡沫保温复合粉料、应用脲醛树脂泡沫保温复合粉料压铸合成的合成板的制备方法同实施例1。

实施例7：

(1)制备脲醛泡沫塑料：

所述的脲醛泡沫塑料是由以下组分按下述重量组成的：

75kg的脲醛树脂，0.1kg的十二烷基硫酸钠，0.05kg的磷酸，0.1kg的草酸，0.01kg的苯酚，0.05kg的尿素，0.05kg的氯化镁，22kg的水。其中用来制备有酸发泡剂的水的重量为6.468kg、十二烷基硫酸钠的重量为0.049kg、苯酚的重量为0.005kg、尿素的份数为0.025kg。其中用来制备无酸发泡剂的水的重量为6.732kg、十二烷基硫酸钠的重量为0.051kg、苯酚的重量为0.005kg、尿素的重量为0.025kg，用来稀释脲醛树脂的水的重量为8.8kg。

(2)脲醛树脂泡沫保温复合粉料是由以下组分按下述重量组成的：

90kg的脲醛泡沫塑料，5kg的秸杆粉，0.5kg的玻璃纤维，1kg的石棉，1kg的石膏，0.1kg的滑石粉，0.5kg的甘油，0.15kg的无机颜料。

(3)应用脲醛树脂泡沫保温复合粉料压铸合成的合成板是由以下组分按下述重量组成的：

取15kg的脲醛树脂粉或1kg的聚二醇；80kg的脲醛树脂泡沫保温复合粉料。

本实施例中所述的脲醛泡沫塑料、脲醛树脂泡沫保温复合粉料、应用脲醛树脂泡沫保温复合粉料压铸合成的合成板使用的制备方法同实施例1。

实施例8：

本实施例中无机颜料的重量为0.1kg，制备合成板所使用的原料为丙三醇，重量为1kg，其它同实施例6。

实施例9：

本实施例中无机颜料的重量为0.12kg，制备合成板所使用的原料为聚乙烯醇，重量为1kg，其它同实施例7。