一种中性低导热酚醛材料复合风管的制备方法

摘要

本发明公开了一种中性低导热酚醛复合风管的制备方法，包括位于外侧的防腐彩钢板和内侧的保温基层，保温基体连接层和芯层采用不同组分的发泡酚醛树脂材料，制备过程采用立式方形成型模具，模具腔体设置两块速度可控的可提拉隔板，将腔体分隔成两侧的侧腔室和中央的中心腔室，分别将连接层酚醛树脂材料和芯层酚醛树脂材料注入侧腔室和中心腔室，注入一定时间后将可提拉隔板向上提拉，使连接层酚醛树脂材料和芯层酚醛树脂材料进行发泡成型，开模得到一体复合成型复合风管板，通过法兰将四块复合风管板连接在一起，得到复合风管，本发明制备的复合风管性能优良，适用于风压要求较高及高净化特殊环境的公共场所空调送风、回风、新风和补风管道。

权利要求

1.一种中性低导热酚醛复合风管的制备方法，其特征在于，所述复合风管包括管体，所述管体由四块复合风管板通过法兰连接在一起；

所述复合风管板包括位于外侧的防腐彩钢板和内侧的保温基层，所述保温基层包括连接层和芯层，所述连接层和芯层采用不同组分的发泡酚醛树脂材料，其中连接层的制备组分为酚醛树脂：异戊烷：聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：填料=50:（1~

2）：（0.5 0.8）：（1 1.5）：（20 25），以上比值为重量比，所用的酚醛树脂添加有硬脂酸锌进~ ~ ~

行改性；填料为氧化镁粉和氢氧化铝粉的混合物；芯层的制备组分为酚醛树脂：异戊烷：聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：硅油=50:（2 3）：（1 1.2）：（6 8）：（1 1.5），以上比值为重量比；

~ ~ ~ ~

具体制备方法为：

（1）原料准备：向连接层酚醛树脂中加入对应量的异戊烷、聚氧乙烯醚、和填料，高速搅拌均匀后加入对甲苯磺酸，继续高速搅拌后备用；

向芯层酚醛树脂中加入对应的异戊烷、聚氧乙烯醚和硅油，高速搅拌均匀后加入对甲苯磺酸，继续高速搅拌后备用；

（2）模具准备：所用的模具为立式方形成型模具，包括模具外壁和位于上方的模具上盖，外壁和上盖围成了模具腔体，腔体的中央设置两块速度可控的可提拉隔板，将腔体分隔成两侧的侧腔室和中央的中心腔室，模具腔体的两侧预先放置准备好的防腐彩钢板，防腐彩钢板通过钢板定位槽固定，防腐彩钢板与保温基层连接的内侧表面上设有用以提高连接强度的复合互锁金属框架；随后将模具加热到60 80℃；

~

（3）模具准备完成后，从上方注入口分别将连接层酚醛树脂材料和芯层酚醛树脂材料注入侧腔室和中心腔室；

酚醛树脂的注入速度采用V1=H/8，其中H是整个模具的高度，单位为mm，V1单位为mm/min，隔板在开始注入后200s开始提拉，提拉速度与注入速度相同，保证各层材料均在固化率40%左右开始接触，使连接层酚醛树脂材料和芯层酚醛树脂材料进行发泡成型；

（4）发泡成型结束后，开模得到一体复合成型复合风管板，通过法兰将四块复合风管板连接在一起，得到复合风管。

说明书

一种中性低导热酚醛材料复合风管的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及保温复合材料技术领域，尤其涉及一种中性低导热酚醛材料及复合风管的制备方法。

背景技术

[0002] 风管是现代建筑中空调与通风设备中的重要组成部分，对风管要求保温性能好，有较高的抗变形能力，系统运行安静，安装简单，成本较低，使用寿命较长。目前，复合风管
作为新一代环保节能型风管已经逐步取代了铁皮风管和玻璃纤维风管。现有产品的基本结
构是由两层高强度金属材料和一层保温材料为基材，采用胶粘技术和特殊的结构组合连
接。目前的保温材料通常采用酚醛树脂泡沫保温材料。但是现有产品主要存在以下技术问
题，首先是酚醛树脂泡沫保温材料是酚醛树脂加入发泡剂和固化剂后发泡固化成型的，而
所用的固化剂为强酸固化剂，残留在泡沫体内的酸使得材料为酸性材料，会对接触的金属
材料产生腐蚀，同时通过胶粘技术成型的复合风管存在工艺多，人工成本高等问题，同时强
酸的酚醛树脂泡沫材料也会对胶结层发生反应，降低了粘结强度。因此研发得到一种低导
热系数、保温性能好以及低酸中性，易于制备的酚醛材料复合风管对于目前生产具有重要
的现实意义。

发明内容

[0003] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种中性低导热酚醛材料及复合风管的制备方法，采用一体式复合制备方法，由芯层提供良好的保温性能，连接层采用低酸组分，实现
了中性低导热酚醛材料复合风管的制备。

[0004] 本发明完整的技术方案包括：

[0005] 一种中性低导热酚醛复合风管的制备方法，所述复合风管包括管体，所述管体由四块复合风管板通过法兰连接在一起；

[0006] 所述复合风管板包括位于外侧的防腐彩钢板和内侧的保温基层，所述保温基体包括连接层和芯层，所述连接层和芯层采用不同组分的发泡酚醛树脂材料，

[0007] 其中连接层的制备组分为酚醛树脂：异戊烷：聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：填料＝50:(1～2)：(0.5～0.8)：(1～1.5)：(20～25)，以上比值为重量比，所用的酚醛树脂添加有硬脂
酸锌进行改性；填料为氧化镁粉和氢氧化铝粉的混合物；芯层的制备组分为酚醛树脂：异戊
烷：聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：硅油＝50:(2～3)：(1～1.2)：(6～8)：(1～1.5)，以上比值为
重量比；

[0008] 具体制备方法为：

[0009] (1)原料准备：向连接层酚醛树脂中加入对应量的异戊烷、聚氧乙烯醚、和填料，高速搅拌均匀后加入对甲苯磺酸，继续高速搅拌后备用；

[0010] 向芯层酚醛树脂中加入对应的异戊烷、聚氧乙烯醚和硅油，高速搅拌均匀后加入对甲苯磺酸，继续高速搅拌后备用；

[0011] (2)模具准备：所用的模具为立式方形成型模具，包括模具外壁和位于上方的模具上盖，外壁和上盖围成了模具腔体，腔体的中央设置两块速度可控的可提拉隔板，将腔体分
隔成两侧的侧腔室和中央的中心腔室，模模具腔体的两侧预先放置准备好的防腐彩钢板，
防腐彩钢板通过钢板定位槽固定，防腐彩钢板与保温基体连接的内侧表面上设有用以提高
连接强度的复合互锁金属框架；随后将模具加热到60～80℃。

[0012] (3)模具准备完成后，从上方注入口分别将连接层酚醛树脂材料和芯层酚醛树脂材料注入侧腔室和中心腔室，注入一定时间后将可提拉隔板向上提拉，使连接层酚醛树脂
材料和芯层酚醛树脂材料进行发泡成型。

[0013] (4)发泡成型结束后，开模得到一体复合成型复合风管板，通过法兰将四块复合风管板连接在一起，得到复合风管。

附图说明

[0014] 图1为本发明公开的中性低导热酚醛复合风管结构示意图。

[0015] 图2为酚醛复合风管制备过程示意图。

[0016] 图3为酚醛复合风管实物图。

[0017] 图中：1‑防腐彩钢，2‑互锁金属框架，3‑连接层，4‑芯层，5‑模具外壁，6‑模具上盖，7‑可提拉隔板，8‑侧腔室，9‑中心腔室；10‑彩钢定位槽。

具体实施方式

[0018] 下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请的实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本申请。

[0019] 本发明所公开的中性低导热酚醛材料及复合风管为一体成型，复合风管包括管体，管体由四块复合风管板通过法兰连接在一起。

[0020] 如图1所示，该复合风管板包括位于外侧的防腐彩钢板1和内侧的保温基层，保温基体包括连接层3和芯层4，连接层和芯层采用不同组分的发泡酚醛树脂材料。

[0021] 该复合风管通过一体式复合成型方式，防腐彩钢板与保温基体连接的内侧表面上设有用以提高连接强度的互锁金属框架2，该金属框架可以采用铁丝网或不锈钢丝网，直接
焊接于钢板内侧。

[0022] 连接层的制备组分为酚醛树脂：异戊烷：聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：填料＝50:(1～2)：(0.5～0.8)：(1～1.5)：(20～25)，以上比值为重量比，所用的酚醛树脂添加有硬脂酸锌
进行改性；填料为氧化镁粉和氢氧化铝粉的混合物。

[0023] 芯层的制备组分为酚醛树脂：异戊烷：聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：硅油＝50:(2～3)：(1～1.2)：(6～8)：(1～1.5)，以上比值为重量比。

[0024] 具体制备方法为：

[0025] (1)原料准备：向连接层酚醛树脂中加入对应量的异戊烷、聚氧乙烯醚、和填料，高速搅拌均匀后加入对甲苯磺酸，继续高速搅拌后备用。

[0026] 向芯层酚醛树脂中加入对应的异戊烷、聚氧乙烯醚和硅油，高速搅拌均匀后加入对甲苯磺酸，继续高速搅拌后备用。

[0027] (2)模具准备：所用的模具为立式方形成型模具，如图2所示，包括模具外壁5和位于上方的模具上盖6，外壁和上盖围成了模具腔体，腔体的中央设置两块速度可控的可提拉
隔板7，将腔体分隔成两侧的侧腔室和中央的中心腔室，模模具腔体的两侧预先放置准备好
的防腐彩钢板，防腐彩钢板通过钢板定位槽10固定，随后将模具加热到60～80℃。

[0028] (3)模具准备完成后，从上方注入口分别将连接层酚醛树脂材料和芯层酚醛树脂材料注入侧腔室和中心腔室，注入一定时间后将可提拉隔板向上提拉，使连接层酚醛树脂
材料和芯层酚醛树脂材料进行发泡成型。

[0029] (4)发泡成型结束后，开模得到一体复合成型复合风管板，通过法兰将四块复合风管板连接在一起，得到复合风管。

[0030] 在上述步骤中，首先，本发明不同于现有技术中对钢板和酚醛树脂发泡材料分别加工后进行胶结的方式组合，而是采用了发泡过程一体成型，得到的产品直接结合在一起，
提高了生产效率，并且可以实现自动化生产。其次，为了克服现有的酚醛树脂泡沫材料酸性
大，对外层钢板易造成腐蚀的问题，本发明采用了复合结构，连接层和芯层采用不同组分的
发泡酚醛树脂材料。其中与钢板直接连接的连接层材料，酚醛树脂在制备时利用硬脂酸锌
进行改性，对残留的酸进行中和，同时发泡过程显著降低了酸性固化剂的用量以进一步降
低其酸性，同时还使用了氧化镁粉和氢氧化铝粉，除了提高其连接强度，如果遇到火灾，其
中的Al(OH)3会发生分解反应，进一步提高酚醛树脂泡沫的阻燃效果。而对芯层而言，采用
相对传统的酚醛树脂保温材料组分，同时加入匀泡剂提高其保温性能。同时在制备方法上，
区别于现有的卧式模具，本发明采用了立式方形模具，采用可提拉隔板，将不同组分的酚醛
树脂材料同时加入，同时隔板向上提拉，使还处于液态的酚醛树脂材料在固化过程中自然
结合。同时为了提高酚醛泡沫和钢板的连接强度，在钢板上设有用以提高连接强度的复合
互锁金属框架，该金属框架可以采用铁丝网活不锈钢丝网直接焊接于钢板内侧，工艺简单，
成本低廉。在发泡过程中，该连接层酚醛材料直接浸入到铁丝网中并固化，无需采用粘结材
料即可实现牢固的连接。

[0031] 在注入成型工艺方面，酚醛树脂材料注入立式模具的速度、隔板提拉的速度是至关重要的参数，如果隔板提拉相对注入速度过快，那么连接层和芯层材料在尚未固化前就
会融在一起，不能起到低酸降低腐蚀的效果，提拉速度过慢，那么两层之间结合就不够好，
由于两侧的钢板是与芯层和连接层构成的整体保温基层受力，中间结合不好会严重影响整
个产品的强度。经过设计与实验验证，酚醛的注入速度采用V1＝H/8，其中H是整个模具的高
度，单位为mm，V1单位为mm/min。具体为对1200mm高的模具，注入速度为150mm/分钟，区别于
现有技术中的一次性快速注入整体发泡的方式，该方法采用逐步注入，使下层的材料有时
间首先固化，注满后底部材料已经固化完毕，同时配合隔板提拉，保证连接牢固且防止混
层。而隔板在开始注入后200s开始提拉，提拉速度与注入速度相同，这样保证了各层材料均
在固化率40％左右开始接触，既能保证良好的连接强度，又避免了芯层过度渗入连接层。

[0032] 本发明制备的复合风管实际照片如图3所示，耐风压2000PA以上，有良好的隔热性能，导热系数低至0.018‑0.020w/(m·k)，与金属件连接的保温基层的PH值为4‑7，接近中性
材料，很好地保护了钢板免受腐蚀，用途广泛，尤其适用于风压要求较高及高净化特殊环境
的公共场所空调送风、回风、新风和补风管道。主要性能如下表所示：

[0033] 表1复合风管性能

[0034]

[0035]

[0036] 以上申请的仅为本申请的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请创造构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本申请的保护范
围。