改性脲醛树脂水泥复合发泡保温材料的制备与研究-材料学专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 Classified Index: TB332 U.D.C: 620 Dissertation for the Master Degree in Engineering PREPARATION AND RESEARCH OF THERMAL INSULATION FOAMED MATERIAL BY MODIFIED UREA-FORMALDEHYDE/CEMENT Candidate： Gao Hui Supervisor： Prof. Huang Longnan Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Material Science School of Material Science and Affiliation：  Engineering Date of Defence： June, 2014 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 摘 要 建筑墙体能耗在我国的能源结构中占总能耗的 23%~24%左右，大力推广建 筑墙体保温材料的使用对我国能源的节约具有重要意义，但是目前用于建筑墙 体的保温材料主要是易燃的有机保温材料，对人民的生命以及财产安全存在重 大的安全隐患。面对目前建筑墙体保温材料存在的致命缺点，急需研制出新型 的不燃建筑外墙保温材料。 本文首先是从 A 级不燃性角度出发，采用预混的方法在常温下制备了 A 级 不燃水泥发泡保温材料。研究了水料比、促凝剂用量以及粉煤灰的最佳用量， 当其水料比为 0.525，促凝剂为 7.0wt%，粉煤灰为 20.0wt%制得的水泥发泡板 的发泡效果好，泡孔的孔径均一；利用正交试验确定了发泡效果较好的水泥发 泡板的最佳配比为发泡剂 7.5wt%，憎水剂为 1.25wt%，表面活性剂为 2.5wt%。 制备的水泥发泡板的抗压强度为 0.24 MPa，延伸率为 0.80%，吸水率为 45.3%， 导热系数为 0.0552 W/m·K；其抗压强度较低，保温隔热性能较差，吸水率较高。 选择阻燃性能优异、价格低廉的脲醛树脂作为水泥发泡板的有机增韧材料， 制备复合发泡保温板。针对脲醛树脂吸水性大和脆性大的缺点，采用三聚氰胺- 聚乙烯醇对脲醛树脂进行了改善研究，研究结果表明加入 3.0wt%三聚氰胺， 1.5wt%聚乙烯醇制得的改性脲醛树脂的粘度 294.6 mPa·s，吸水率 9.75%，游离 甲醛含量 0.225%，抗压强度 7.8 MPa，固含量 48.6%，延伸率升高至 0.54%； 相比未改性脲醛树脂，改性后的脲醛树脂抗压强度提高了 32.2%，吸水性能降 低了 55.3%，脆性得到了较好的改善。 利用低吸水性、低脆性的新型改性脲醛树脂与水泥复合发泡制备了复合发 泡板，并研究了改性脲醛树脂含量对复合发泡板性能的影响规律。实验结果表 明，当加入脲醛树脂的含量为 30wt%时，制得的复合发泡板的抗压强度升高至 0.47 MPa，延伸率升高至 1.62%，导热系数降低至 0.0352 W/m·K，与纯水泥发 泡板相比力学性能和保温隔热性能有了较大程度的提高，不燃性试验结果可以 判定为 A 级不燃建筑外墙保温材料。 选取了玻化微珠对复合发泡板进行增强改性，与改性脲醛树脂增韧的复合 发泡板相比，其力学性能有了很大程度的提升。制备的玻化微珠增强复合发泡 板（树脂含量为 30wt%，玻化微珠为 5wt%）的抗压强度为 1.23 MPa，延伸率 为 1.23%，导热系数为 0.0336 W/m·K，容重为 367.0 kg/m3，是 A 级不燃建筑外 -I- 墙保温材料。与纯水泥发泡板比较，其抗压强度是纯水泥发泡板的 5 倍以上， 而导热系数降低了 39.1%，脆性降低了 50.0%。 关键词：不燃保温材料；水泥；改性脲醛树脂；复合发泡板 -II- Abstract In our country energy structure, building walls energy consumption accounts for about 23%~24% of total energy consumption, so it has a great significance to vigorously promote the use of building walls thermal insulation materials. But, building walls thermal insulation materials recently u