专利名称：一种酚醛泡沫材料的熟化方法及其熟化设备的制作方法
技术领域：
本发明属于酚醛树脂领域，尤其涉及一种酚醛泡沫材料的熟化方法及其设备。
背景技术：
酚醛泡沫材料素有“保温材料之王”的美称，是新一代保温防火隔音材料。酚醛泡沫材料属高分子有机硬质泡沫产品，是由热固性酚醛树脂发泡而成。它具有轻质、防火、遇明火不燃烧、无烟、无毒、无滴落，使用温度围广(_196°C至200°C )，低温环境下不收缩、不脆化的特点。由于酚醛泡沫闭孔率高，则导热系数低(可低于0.030w/mk)，隔热性能好，并具有一定的抗水性和水蒸气渗透性，是较好的保温节能材料。它可模制、也可机械加工，可制成板材、管壳及各种异型产品。它克服了原有泡沫塑料型保温材料易燃、多烟、遇热变形的缺点，保留了原有泡沫塑料型保温材料质轻、施工方便等特点。
目前，在发达国家酚醛泡沫材料发展迅速，已广泛应用于建筑、国防、外贸、贮存、能源等领域。美国建设行业所用的隔音保温泡沫塑料中，酚醛材料已占40% ;日本业已成立酚醛泡沫普及协会以推广这种新材料。在酚醛泡沫材料固化后，一般需要进行熟化才可以使用。一方面由于新生产的酚醛泡沫材料内部反应还没有完全，性能不稳定，需要通过熟化完成进一步内部反应；另一方面在酚醛泡沫材料固化后，需要通过熟化去除酚醛泡沫材料内部含有的水分、残余发泡剂和甲醛等物质。常用的熟化方法有自然熟化和烘房熟化。自然熟化受天气影响大，熟化效果差，而且需要很长时间才完成内部反应，例如，用于建筑的酚醛泡沫保温板需要自然熟化21天才可使用，因此占用生产厂家大量的仓储面积，同时也延长了交货期，降低了生产效率。烘房熟化是把热量从外部传给待熟化的产品，使其内部受热，促进反应过程，同时内部的水分、残余发泡剂、甲醛受热而蒸发出来。但烘房熟化也存在很多不足之处在烘房熟化后，仍然需要进行自然熟化3-5天；而且需要建设巨大的空间的烘房，投资比较大；由于酚醛泡沫材料的导热系数很低导热系数< O. 032W/(m ·Κ)，在热量由表及里传递时，酚醛泡沫材料存在很大温度梯度，内外部升温不均匀，容易产生收缩不一致的问题，严重时甚至导致产品变形或者开裂。
发明内容
为此，本发明所要解决的第一个技术问题在于现有技术的酚醛泡沫材料在固化后仍需要很长时间熟化的技术问题，从而提出一种熟化时间快的酚醛泡沫材料的熟化方法和设备。本发明所要解决的第二个技术问题在于现有技术在熟化酚醛泡沫材料过程中容易产生收缩不一致、变形或者开裂的技术问题，从而提出一种不容易产生变形或开裂的酚醛泡沫板熟化方法和设备。为解决上述技术问题，本发明提供一种酚醛泡沫材料的熟化方法，该熟化方法包括用微波辐射待熟化的酚醛泡沫材料，然后再冷却酚醛泡沫材料。进行所述微波辐射时，所述待熟化的酚醛泡沫材料通过N个依次相连的微波箱体。所述N 为 2-30。进行所述微波辐射时，在每个所述微波箱体内保持所述酚醛材料的温度为40-90。。。进行所述微波辐射时，中间部分的所述微波箱体内的温度高于前端和后端部分的所述微波箱体内的温度。进行所述微波辐射时，所述待熟化的酚醛泡沫材料通过每个所述微波箱体的时间为 l_30min。在进行所述微波辐射之前，采用红外热风对酚醛泡沫材料进行加热。在微波辐射熟化的过程中或完成酚醛泡沫材料的微波辐射后，采用红外热风对酚醛泡沫材料进行加热。一种酚醛泡沫材料的熟化设备，包括一个传送装置，所述传送装置的输入端用于输入待熟化的酚醛泡沫材料，所述传送装置的输出端用于输出熟化后的酚醛泡沫材料，在所述传送装置的输入端和传送装置的输出端之间依次设置有第一微波抑制器、微波辐射装置、第二微波抑制器和冷却装置，所述微波辐射装置与微波控制装置相连接。在第一个所述微波箱体之前、在最后一个所述微波箱体之后或在两个相邻所述微波箱体之间设置有红外热风装置。在所述传送装置的输入端与所述第一微波抑制器之间设置有红外热风装置。在所述冷却装置与所述第二微波抑制器之间或两个所述微波箱体之间设置有红外热风装置。所述微波辐射装置3包括1-30微波箱体。所述红外热风装置I包括1-5个红外热风箱。所述微波箱体之间设置有不进行所述微波辐射的缓冲区。所述微波辐射装置的微波从顶部发出。所述微波箱体的上方设置有排湿管路，所述排湿管路通过排湿管路调节阀与所述微波箱体内部连通。所述微波箱体的上方设置有排风管路。所述微波箱体上设置有观察门。所述微波箱体的内部设置有温度测量装置。所述温度测量装置为红外测温仪。所述进料端至出料端之间设有传送带。本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点(I)本发明采用微波辐射的方式对所述酚醛泡沫材料进行熟化处理，分子在微波中场中，能迅速吸收电磁波的能量，通过分子偶极作用的超高速振动提高分子的的运动速率，温度也迅速升高，酚醛泡沫材料内部的水分、残余发泡剂、甲醛快速蒸发出来，同时也大大加快了酚醛泡沫材料内部的化学反应，因此缩短了熟化的时间。通过微波辐射的方式对所述酚醛泡沫材料进行熟化，微波通过高频电场在空间不断变换方向，使得物料中的极性分子随着电场做高频振动。由于水和甲醛等是具有极性分子的物质，极性分子吸收微波的能力远高于其他成分，所以水和甲醛等分子首先得到加热。产品含有的水和甲醛的含量越高，吸收微波的能力越强，含水和甲醛含量越低，对微波的吸收也相应减少，当产品的水和和甲醛等有差异时，含量较高的部分会吸收较多的微波，温度高、蒸发快，因此通过微波进行熟化的过程中，产品内部起到了一个能量自动平衡的过程，保证了产品熟化均匀；再者微波具有穿透性，表面与内部同时受到微波作用，极性分子吸收电磁波的能量，产生的热量均匀，有利于保证产品质量，不易发生收缩不一致、开裂或者变形的情况。(2)本发明待熟化的酚醛泡沫材料通过由N个依次相连的微波箱体进行熟化，其方法的优点为，根据待熟化的酚醛泡沫材料的具体情况，调控各个微波箱体的温度和功率，使所述酚醛泡沫材料的熟化时间短且防止发生收缩不一致、开裂或者变形的情况。(3)本发明采用中间部分的所述微波箱体内的温度高于前端和后端部分的所述微波箱体内的温度的优点为进入第一个微波箱体的酚醛泡沫材料内部含有大量水分，采用相对较低的温度，有利于酚醛泡沫材料的内部的水分和甲醛等在蒸发的过程中形成良好的 微孔通道，逐步蒸发水分和甲醛等，可避免水分过快蒸发引起的酚醛泡沫材料翘曲变形；中间部分的微波箱体采用较高的温度，可以加快酚醛泡沫材料内部的化学反应，同时尽快地去除酚醛泡沫材料的水分、残余发泡剂和甲醛等；在最后一个所述微波箱体内，酚醛泡沫材料的基本完成熟化，可以采用较低温度。(4)在本发明中，在第一个所述微波箱体之前设置有红外加热装置的优点通过红外加热装置对还待熟化的酚醛泡沫材料进行预加热，在进行微波辐射时，可以降低表面与内部的温度梯度，防止内外部水分蒸发速度不一致造成的引起翘曲变形，同时也缩短了熟化时间，提闻了熟化效率。(5)本发明所述的酚醛泡沫材料熟化设备，包括输入端和输出端，在所述传送装置的输入端和传送装置的输出端之间依次设置有第一微波抑制器、微波辐射装置、第二微波抑制器和冷却装置，所述微波辐射装置与微波控制装置相连接；采用上述设备对所述酚醛泡沫材料进行微波熟化，酚醛泡沫材料的温度迅速升高，从而大大加快内部的化学反应，也加快了水和甲醛等物质的蒸发，缩短了熟化的时间；再者，通过微波进行熟化的过程中，产品内部水分和甲醛含量的多少可以起到了一个能量自动平衡的过程，保证了产品熟化均匀；而且微波具有穿透性，表面与内部同时受到微波作用，极性分子吸收电磁波的能量，产生的热量均匀，有利于保证产品质量，不易发生收缩不一致、开裂或者变形的情况。此外，在所述微波辐射装置的前端和后端设置有微波抑制器，起到防止微波溢出的作用，减少对外部的微波污染。并且，所述待熟化酚醛泡沫材料的输入端至输出端通过传送装置连通，通过隧道式的流水线熟化方式简化了熟化过程，提高了熟化效率。(6)本发明所述的酚醛泡沫材料熟化设备，在所述传送装置的输入端与所述第一微波抑制器之间设置有红外热风装置，采用红外热风装置对酚醛泡沫材料进行预加热，这样可以保证在进行微波辐射时，可以降低表面与内部的温度梯度，防止内外部水分蒸发速度不一致造成的引起翘曲变形，同时也缩短了熟化时间，提高了熟化效率。(7)本发明采用在微波箱体之间设置有不进行所述微波辐射的缓冲区，缓冲区可以为空箱体或者为将微波关掉的微波箱体，当酚醛泡沫材料进入上述箱体时，不再对其进行加热，因此可以防止热过冲，使酚醛泡沫材料的温度保持在熟化所需要的范围内。
(8)本发明所述微波辐射装置的微波从顶部发出，馈入微波箱体的微波均匀性好，功率损耗小，熟化的效率高，但传统微波装置从侧面发射微波，其微波的密集均匀度相对较差，容易产生局部过热点，造成泡沫的炸裂或出现‘烧心“的现象。(9)本发明所述的酚醛泡沫材料熟化设备，所述微波箱体的上方设置有排湿管路，所述排湿管路通过排湿管路调节阀与所述微波箱体内部连通，通过控制所述调节阀来调节所述微波箱体内部的湿度，防止酚醛泡沫材料同于湿度过大而产生 变形。(10)本发明采用在所述微波箱体的上方设置有排风管路，这样可以使所述微波箱体内部的空气流通，进一步加速熟化，缩短熟化所需的时间，而且排风管路有效解决了在传统微波装置的水冷方式中水易泄漏的缺点。(11)本发明采用微波辐射箱体内设置有温度测量装置，这样可以实时测量所述微波箱体的内部的温度，根据实测的温度信号和预设温度，微波控制装置可以自行调节微波箱体的功率的大小，进而控制微波箱体内的温度。(12)本发明所述的酚醛泡沫材料熟化设备，所述微波箱体上设置有观察门，便于观察产品的变化，及时进行控制。(13)本发明所述的酚醛泡沫材料熟化设备，所述进料端至出料端之间设有传送带，这样可以将待熟化的酚醛泡沫材料置于进料端，通过传送带通过相应的设备，直至完成熟化并由出料端输出，通过流水线的熟化方式，简化熟化的过程，提高了熟化效率，而且整套装置可以与泡沫板连续生产线实现无缝连接，有效缩短了熟化时间。
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中图I是本发明所述的酚醛泡沫材料熟化设备的示意图。图中附图标记表示为1-红外热风装置，2-第一微波抑制器，22-第二微波抑制器，3-微波辐射装置，4-排湿管路，5-排湿管路调节阀，6-排风管路，7-观察门，8-冷却装置，9-微波控制装置，10-传送装置的输入端，100-传送装置的输出端，11-传送装置。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，但应当说明的是，这些实施例仅用于说明本发明的方法和设备，而并不能将本发明的范围局限于些。下面将通过具体实施例对本发明作进一步的描述。实施例I(I)熟化设备如图I所示，熟化设备包括一个传送装置11，此处为传送带，所述传送装置的输入端10用于输入待熟化的酚醛泡沫材料，所述传送装置的输出端100用于输出熟化后的酚醛泡沫材料，在所述传送装置的输入端10和传送装置的输出端100之间依次设置有第一微波抑制器2、微波辐射装置3、第二微波抑制器22和冷却装置8，所述微波辐射装置3与微波控制装置9相连接，所述微波箱体的上方设置有排湿管路4，所述排湿管路4通过排湿管路调节阀5与所述微波箱体内部连通，所述排湿管路调节阀5的开度为1/4，所述微波箱体的上方设置有排风管路6，所述微波控制装置9为微波控制柜。所述微波辐射装置3为六个微波箱体，进行辐射时，微波由所述微波箱体的顶部发出，所述微波箱体内安装有红外测温仪，红外测温仪将温度信号传到微波控制柜，所述微波控制柜根据实测的温度信号和预设温度自动调节各个微波箱体的功率大小；所述冷却装置8可采用风冷的方式。设置在微波辐射装置3的前端和后端的第一微波抑制器2和第二微波抑制器22是为了防止微波溢出造成污染。该设备设计为隧道式的流水线形式，通过传送带来传输待熟化的产品，通过流水线传输完成产品熟化后从传送装置的输出端100输出熟化后的酚醛泡沫材料，这样就简化了熟化的操作过程，提高了熟化效率。为了进一步提高产品的熟化效率，在所述传送装置的输入端10和所述第一微波抑制器2之间设置有红外热风装置1，此处所述红外热风装置I为两个红外热风箱，此处的红外热风可以由红外加热管和风机产生；此外，为了便于观察所述微波箱体内部的情况，所述微波箱体上设置有观察门7。(2)酚醛泡沫材料的熟化工艺·
使用本实施例(I)中的熟化设备对酚醛泡沫保温板进行熟化，具体步骤为酚醛泡沫保温板在所述传送带上匀速前进，由所述传输装置的输入端10进入红外热风箱内，经预加热后，然后经过第一微波抑制器2进入微波箱体，在所述微波箱体内进行微波熟化，待微波辐射完成后，产品经第二微波抑制器22后进入冷却装置8进行冷却处理，冷却后的产品已经完成熟化，通过传输装置的输出端100输出，进入包装阶段进行包装处理。其中，红外热风箱内的温度为90°C ;沿输入端10至输出端100的方向，每个微波箱体的预设温度均为80°C ;每个微波箱体的微波辐射的微波频率为2450MHz ;酚醛泡沫保温板通过红外热风装置的时间为2min，酚醛泡沫保温板通过每个微波箱体需要的时间为2min，完成整个熟化过程需要的总时间为20min。检测本实施例熟化后的酚醛泡沫保温板的各项指标，具体的各项指标见表I。实施例2(I)熟化设备采用与实施例I中(I)相同的熟化设备，不同点在于微波辐射装置3为一个微波箱体，在所述传送装置的输入端10和第一微波抑制器2之间没有红外热风装置。(2)酚醛泡沫材料的熟化工艺使用本实施例(I)中的熟化设备对酚醛泡沫保温板进行熟化，具体步骤为酚醛泡沫保温板由所述传输装置的输入端10进入第一微波抑制器2，然后再进入微波箱体，在微波箱体内进行微波熟化，待微波辐射完成后，产品经第二微波抑制器22后进入冷却装置8进行冷却处理，冷却后的产品已经完成熟化，通过传输装置的输出端100输出，进入包装阶段进行包装处理。其中，微波箱体的预设温度为70°C，酚醛泡沫保温板通过微波箱体的所需的时间为20min，完成整个熟化过程需要的总时间为23min。实施例3(I)熟化设备采用与实施例I中(I)相同的熟化设备，不同点在于微波辐射装置3为两个微波箱体。(2)酚醛泡沫材料的熟化工艺
使用本实施例(I)中的熟化设备对酚醛泡沫保温板进行熟化，具体步骤采用与实施例I中(2)的方法相同，不同点在其中，红外热风箱内的温度为80°C;沿输入端10至输出端100的方向，依次设定每个微波箱体的预设温度为60°C和70°C ;通过红外热风箱的时间为30min，酚醛泡沫保温板通过每个微波箱体需要的时间为30min ;完成整个熟化过程需要的总时间为93min。检测本实施例熟化后的酚醛泡沫保温板的各项指标，具体的各项指标见表I。实施例4(I)熟化设备采用与实施例I中⑴相同的熟化设备，不同点在于微波辐射装置3为16个微波箱体。(2)酚醛泡沫材料的熟化 使用本实施例(I)中的熟化设备对酚醛泡沫保温板进行熟化，具体步骤采用与实施例I中(2)的方法相同，不同点在其中，红外热风箱内的温度为55°C;沿输入端10至输出端100的方向，依次设定第I个至第3个微波箱体的预设温度分别为40°C、55°C、70°C，第4个至7个和第11个至第14个微波箱体的预设温度均为80°C，第8个至第10个微波箱体的预设温度均为90°C，第15个至第16个微波箱体的预设温度分别为70°C、65°C;酚醛泡沫保温板通过红外热风装置的时间为Imin，酚醛泡沫保温板通过每个微波箱体需要的时间为Imin，完成整个熟化过程需要的总时间为20min。检测本实施例熟化后的酚醛泡沫保温板的各项指标，具体的各项指标见表I。实施例5(I)熟化设备采用与实施例I中(I)相同的熟化设备，不同点在于微波辐射装置3为10个微波箱体。(2)酚醛泡沫材料的熟化使用本实施例(I)中的熟化设备对酚醛泡沫保温板进行熟化，具体步骤采用与实施例I中(2)的方法相同，不同点在其中，红外热风箱内的温度为85°C;沿输入端10至输出端100的方向，依次设定第I个至第3个微波箱体的预设温度分别为60°C、65°C、70°C，第4个至第7个微波箱体的预设温度依次分别为70°C、70°C、70°C、7(rC，第8个至第10个微波箱体的预设温度依次分别为65°C、65°C、60°C ;酚醛泡沫保温板通过红外热风装置的时间为lmin，酚醛泡沫保温板通过每个微波箱体需要的时间为lmin，完成整个熟化过程需要的总时间为12min。检测本实施例熟化后的酚醛泡沫保温板的各项指标，具体的各项指标见表I。实施例6(I)熟化设备采用与实施例I中(I)相同的熟化设备，不同点在于微波辐射装置3为30个微波箱体。(2)酚醛泡沫材料的熟化使用本实施例(I)中的熟化设备对酚醛泡沫材料进行熟化，具体步骤采用与实施例I中(2)的方法相同，不同点在其中，待熟化的材料为酚醛热固性管壳，酚醛热固性管壳，酚醛树脂经发泡制成，广泛应用于管道保温，厚度50_，密度为53kg/m3 ;红外热风箱内的温度为60°C ;沿输入端10至输出端100的方向，依次设定第I个至第3个微波箱体的预设温度分别为60°C、65°C、70°C，第4个至第27个微波箱体的预设温度均为80°C，第29个至第30个微波箱体的预设温度分别为75°C、70°C，第28个微波箱体为缓冲区，不预设温度，也不进行微波辐射；酚醛泡沫保温板通过红外热风装置的时间为lmin，酚醛泡沫保温板通过每个微波箱体需要的时间为lmin，完成整个熟化过程需要的总时间为32min。检测本实施例熟化后的酚醛泡沫保温板的各项指标，具体的各项指标见表I。对比例I实施例I中待熟化的酚醛泡沫保温板在室温条件下放置21天。检测本对比例熟化后的酚醛泡沫保温板的各项指标，具体的各项指标见表I。
对比例2实施例I中待熟化的酚醛泡沫保温板放在烘房内架子上，保持恒温60°C，湿度50%，放置72小时。然后取出，放置于室温自然环境中，进行自然熟化。检测本对比例熟化后的酚醛泡沫保温板的各项指标，具体的各项指标见表I。对比例3实施例6中待熟化后的材料在室温条件下放置21天。对比例4实施例6中待熟化的酚醛泡沫保温板采用烘房熟化的方法，然后再在室温下熟化3天。测试例I取实施例1-6和对比例1-4中熟化前后的酚醛泡沫材料进行抗拉强度和压缩强度测试，测试方法如下抗拉强度测试，按照《JG 149-2003膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》的方法进行。压缩强度测试，按照《GB/T 8813-2008硬质泡沫塑料压缩性能测定》的方法进行。表I
权利要求
1.一种酚醛泡沫材料的熟化方法，其特征在于该熟化方法包括用微波辐射待熟化的酚醛泡沫材料，然后再冷却酚醛泡沫材料。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于进行所述微波辐射时，所述待熟化的酚醛泡沫材料通过N个依次相连的微波箱体。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述N为2-30。
4.根据权利要求2-3中任意一项所述的方法，其特征在于进行所述微波辐射时，每个所述微波箱体内的温度为40-90°C。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的方法，其特征在于进行所述微波辐射时，中间部分的所述微波箱体内的温度高于前端和后端部分的所述微波箱体内的温度。
6.根据权利要求2-5中任意一项所述的方法，其特征在于进行所述微波辐射时，所述待熟化的酚醛泡沫材料通过每个所述微波箱体的时间为l_30min。
7.根据权利要求2-6中任意一项所述的方法，其特征在于在进行所述微波辐射之前，采用红外热风对酚醛泡沫材料进行加热。
8.—种酚醛泡沫材料的熟化设备，包括一个传送装置(11)，所述传送装置的输入端(10)用于输入待熟化的酚醛泡沫材料，所述传送装置的输出端(100)用于输出熟化后的酚醛泡沫材料，其特征在于在所述传送装置的输入端(10)和传送装置的输出端(100)之间依次设置有第一微波抑制器(2)、微波辐射装置(3)、第二微波抑制器(22)和冷却装置(8)，所述微波辐射装置(3)与微波控制装置(9)相连接。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于在所述传送装置的输入端(10)与所述第一微波抑制器(2)之间设置有红外热风装置(I)。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于所述微波辐射装置(3)包括1-30微波箱体。
11.根据权利要求8-10中任意一项所述的设备，其特征在于所述微波箱体之间设置有不进行所述微波辐射的缓冲区。
12.根据权利要求8-11中任意一项所述的设备，其特征在于所述微波辐射装置的微波从顶部发出。
13.根据权利要求10-12中任意一项所述的设备，其特征在于所述微波箱体的上方设置有排湿管路(4)，所述排湿管路(4)通过排湿管路调节阀(5)与所述微波箱体内部连通。
14.根据权利要求9-13中任意一项所述的设备，其特征在于所述微波箱体的上方设置有排风管路(6)。
15.根据权利要求9-14中任意一项所述的设备，其特征在于所述微波箱体上设置有观察门⑵。
16.根据权利要求9-15中任意一项所述的设备，其特征在于所述微波箱体的内部设置有温度测量装置。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于所述温度测量装置为红外测温仪。
全文摘要
一种酚醛泡沫材料的熟化方法及其熟化设备，所述熟化方法为用微波辐射待熟化的酚醛泡沫材料，然后再冷却酚醛泡沫材料。本发明的设备采用本发明的优点为酚醛泡沫材料内部的水分、残余发泡剂、甲醛快速蒸发出来，同时也大大加快了酚醛泡沫材料内部的化学反应，因此缩短了熟化的时间。由于微波具有穿透性，表面与内部同时受到微波作用，极性分子吸收电磁波的能量，产生的热量均匀，有利于保证产品质量，不易发生收缩不一致、开裂或者变形的情况。
文档编号B29C71/04GK102886906SQ20111036458
公开日2013年1月23日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者唐一林, 唐路林, 徐传伟, 王庆冀 申请人:济南圣泉集团股份有限公司