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保温材料是指导热系数小于或等于0.2W/m·K的材料,由于其良好的绝热性能被广泛的应用于建筑外墙保温体系中。目前市场上使用最多的外墙保温材料是有机质发泡保温材料,其阻燃性达不到公安部最新发布的《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》(公消[2011]65号)对于民用建筑外墙保温材料的要求,因此研制新型的不燃性保温材料迫在眉睫。本文首先从不燃性角度出发,制备了不燃性优良的无机质保温材料。研究发现采用预混法,以磷酸、金属氧化物、金属氢氧化物、碳酸盐为主要原料可以制成在常温下发泡成型的发泡板。其中金属氢氧化物选择氢氧化铝,磷酸为85wt%的市售磷酸,两者的加入量应满足铝原子和磷原子摩尔比Al/P在1/5~1/2之间。金属氧化物选择氧化镁和氧化锌,其加入量应满足总的金属阳离子与所有磷原子的摩尔比M/P在2/3~3/2之间。碳酸盐选择碱式碳酸镁,其加入量应保持在所有磷酸和金属氧化物、金属氢氧化物总质量的20%~40%。发泡溶液粘度应在10~20mPa·s之间,设计正交试验得出最佳配方Al/P为1/4.5,M/P为3/4,发泡溶液粘度为14mPa·s,碳酸盐加入量为总质量的26.8%。性能测试显示发泡板压缩强度为21kPa,粉化率为21.7%,力学性能较差,应进行增韧。本实验选择阻燃性优良的三聚氰胺甲醛(MF)树脂对无机发泡板进行增韧。发泡的同时使树脂交联,在起到增韧效果的同时,不损害无机发泡板的不燃性能。首先制备了三聚氰胺甲醛树脂,研究了制备过程中各因素对树脂质量的影响。制成的复合发泡板(树脂含量30wt%)压缩强度为60kPa,粉化率为8.7%,力学性能比无机发泡板有了很大改善。扫描电镜显示复合发泡板泡孔为均匀的开孔结构。不燃性实验显示树脂含量在40wt%以下时可以达到不燃性A级材料标准。导热系数为0.035~0.040W/m·K。由于复合发泡板的压缩强度仍较低,粉化率较大,需进一步增韧。本文选择聚乙烯醇(PVA)对三聚氰胺甲醛树脂进行增韧改性。同样树脂含量下,用增韧后的树脂制成的发泡板(树脂中PVA含量为10wt%)压缩强度提高了一倍以上,粉化率下降到4%以下。红外光谱显示聚乙烯醇在反应过程中生成了聚乙醇缩甲醛,热失重显示发泡板耐热性能良好,不燃性实验显示发泡板满足不燃性A级标准,导热系数为0.035~0.040W/m·K。发泡板的各项性能均符合国家对保温材料性能的要求,是一种很有推广前途的保温材料。