本发明涉及保温材料，尤其涉及一种酚醛树脂复合保温材料及其制备方法。
背景技术：
随着能源日益紧缺和环保压力的不断增大，世界各国都开始力推开发可再生能源，其中太阳能为利用和开发最广、发展前景最好的可再生能源，现已广泛应用于各行各业，太阳能热水器行业就是其中之一。我国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔，目前已是世界上太阳能热水器的第一使用国和生产国。
众所周知，对太阳能热水器来说，水箱保温材料的选择是至关重要的，目前能用作水箱的保温材料主要有聚氨酯泡沫、酚醛树脂泡沫、超细纤维等。酚醛树脂具有良好的阻燃性和低烟雾性，在火中不燃烧，不熔化，也不会有滴落物，而且燃烧过程毒性气体非常少，是国际上公认的建筑行业中最有发展前途的一种新型保温隔热材料。。
我国的膨胀珍珠岩每年大概有600万吨左右的产量。但是传统的膨胀珍珠岩是一种蜂窝结构的物质，其表面和内部有许多的孔洞、裂缝，这样的多孔结构就导致了膨胀珍珠岩的易碎性，密度的稳定性也很差，制品在加工过程中的压缩比很大的缺陷，这种缺陷会使得膨胀珍珠岩制品的轻质和保温效果都会下降，根据保温材料的要求，材料是需要具有一定的强度的。珍珠岩的另一致命缺点是吸水性很强的物质，这是由于膨胀珍珠岩的多孔结构，而且是一种开孔的结果，并具有吸附性，使空气和水能够自由进出，当它在水中浸泡25个小时后，其吸水率回到自身重量的5倍左右，这一缺点将会大大地影响膨胀珍珠岩制品的保温性能和长久适用性，也会增加膨胀珍珠岩制品的烘干成本。
酚醛树脂保温材料在生产过程中，因其本身特性、生产工艺以及生产工人操作技能等各方面的原因，普遍存在保温效果差、防火性能不好，易老化，机械强度低等问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供酚醛树脂复合保温材料及其制备方法。本酚醛树脂复合保温材料拥有更优良的抗压强度、拉伸强度等机械性能，同时克服了保温材料保温效果差、防火性能不好、易老化等缺点。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种酚醛树脂复合保温材料，所述复合保温材料由以下重量份数的原料组成：酚醛树脂50-100份，包膜膨胀珍珠岩20-50份，戊烷10-30份，对钾苯磺酸5-10份，碳纳米纤维1-5份，表面活性剂3-10份及增韧剂0.5-3份。
进一步地，所述包膜膨胀珍珠岩的制备方法为：
（1）取150-200份膨胀珍珠岩加入到包衣机中加热至200-250℃，并加入10-20份滑石粉，搅拌均匀；
（2）接着包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌20-40min，即得包膜膨胀珍珠岩。
进一步地，所述包膜膨胀珍珠岩的粒径为50-100μm。
进一步地，所述碳纳米纤维的直径为20-50nm。
进一步地，所述表面活性剂为吐温-60或吐温-80。
进一步地，所述所述增韧剂为聚乙二醇或甘油。
本发明还提供了所述酚醛树脂复合保温材料的制备方法，所述制备方法由以下步骤组成：
（1）首先按比例将酚醛树脂、戊烷、表面活性剂及增韧剂混合均匀，得到混合物A；
（2）再按比例将包膜膨胀珍珠岩和碳纳米纤维加入混合物A中，超声分散，得到混合物B；
（3）向混合物B内按比例加入对钾苯磺酸并混合均匀，得到混合物C；
（4）将混合物C移入模具箱并在70℃-150℃温度下发泡固化成型，固化成型时间为10min-120min。
更进一步地，在步骤（3），所述混合过程使用的混合器为螺旋型搅拌混合器。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明在保温材料配方中添加了包膜膨胀珍珠岩，充分利用了膨胀珍珠岩耐火、保温、持久、耐腐蚀的优点，降低了膨胀珍珠岩易吸水膨胀的缺点；本发明的酚醛树脂复合保温材料与现有技术相比，具有更优良的抗压强度、拉伸强度等机械性能，同时克服了保温材料保温效果差、防火性能不好、易老化等缺点。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
先制备包膜珍珠岩，过程如下：
（1）取150份膨胀珍珠岩加入到包衣机中加热至250℃，并加入10份滑石粉，搅拌均匀；
（2）接着包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌20min，即得包膜膨胀珍珠岩。
一种酚醛树脂复合保温材料，所述复合保温材料由以下重量份数的原料组成：酚醛树脂50份，粒径为50μm的包膜膨胀珍珠岩50份，戊烷10份，对钾苯磺酸10份，直径为20nm的碳纳米纤维1份，吐温-60 3份及聚乙二醇0.5份。
上述酚醛树脂复合保温材料的制备方法由以下步骤组成：
（1）首先按比例将酚醛树脂、戊烷、表面活性剂及增韧剂混合均匀，得到混合物A；
（2）再按比例将包膜膨胀珍珠岩和碳纳米纤维加入混合物A中，超声分散，得到混合物B；
（3）向混合物B内按比例加入对钾苯磺酸并在螺旋型搅拌混合器中混合均匀，得到混合物C；
（4）将混合物C移入模具箱并在70℃温度下发泡固化成型，固化成型时间为120min。
制备得到的复合保温材料密度为30kg/m3，导热系数为0.018W/M•K，氧指数为40，抗压强度242Kpa。
实施例2
先制备包膜珍珠岩，过程如下：
（1）取200份膨胀珍珠岩加入到包衣机中加热至200℃，并加入20份滑石粉，搅拌均匀；
（2）接着包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌40min，即得包膜膨胀珍珠岩。
一种酚醛树脂复合保温材料，所述复合保温材料由以下重量份数的原料组成：酚醛树脂100份，粒径为100μm的包膜膨胀珍珠岩20份，戊烷30份，对钾苯磺酸5份，直径为50nm的碳纳米纤维5份，吐温-60 10份及甘油3份。
上述酚醛树脂复合保温材料的制备方法由以下步骤组成：
（1）首先按比例将酚醛树脂、戊烷、表面活性剂及增韧剂混合均匀，得到混合物A；
（2）再按比例将包膜膨胀珍珠岩和碳纳米纤维加入混合物A中，超声分散，得到混合物B；
（3）向混合物B内按比例加入对钾苯磺酸并在螺旋型搅拌混合器中混合均匀，得到混合物C；
（4）将混合物C移入模具箱并在150℃温度下发泡固化成型，固化成型时间为10min。
制备得到的复合保温材料密度为32kg/m3，导热系数为0.020W/M•K，氧指数为42，抗压强度248Kpa。
实施例3
先制备包膜珍珠岩，过程如下：
（1）取180份膨胀珍珠岩加入到包衣机中加热至220℃，并加入15份滑石粉，搅拌均匀；
（2）接着包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌30min，即得包膜膨胀珍珠岩。
一种酚醛树脂复合保温材料，所述复合保温材料由以下重量份数的原料组成：酚醛树脂80份，粒径为80μm的包膜膨胀珍珠岩30份，戊烷20份，对钾苯磺酸8份，直径为30nm的碳纳米纤维3份，吐温-80 10份及甘油2份。
上述酚醛树脂复合保温材料的制备方法由以下步骤组成：
（1）首先按比例将酚醛树脂、戊烷、表面活性剂及增韧剂混合均匀，得到混合物A；
（2）再按比例将包膜膨胀珍珠岩和碳纳米纤维加入混合物A中，超声分散，得到混合物B；
（3）向混合物B内按比例加入对钾苯磺酸并在螺旋型搅拌混合器中混合均匀，得到混合物C；
（4）将混合物C移入模具箱并在100℃温度下发泡固化成型，固化成型时间为60min。
制备得到的复合保温材料密度为29kg/m3，导热系数为0.012W/M•K，氧指数为38，抗压强度248Kpa。
实施例4
先制备包膜珍珠岩，过程如下：
（1）取160份膨胀珍珠岩加入到包衣机中加热至220℃，并加入15份滑石粉，搅拌均匀；
（2）接着包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌30min，即得包膜膨胀珍珠岩。
一种酚醛树脂复合保温材料，所述复合保温材料由以下重量份数的原料组成：酚醛树脂80份，粒径为80μm的包膜膨胀珍珠岩40份，戊烷20份，对钾苯磺酸8份，直径为40nm的碳纳米纤维3份，吐温-80 8份及聚乙二醇2份。
上述酚醛树脂复合保温材料的制备方法由以下步骤组成：
（1）首先按比例将酚醛树脂、戊烷、表面活性剂及增韧剂混合均匀，得到混合物A；
（2）再按比例将包膜膨胀珍珠岩和碳纳米纤维加入混合物A中，超声分散，得到混合物B；
（3）向混合物B内按比例加入对钾苯磺酸并在螺旋型搅拌混合器中混合均匀，得到混合物C；
（4）将混合物C移入模具箱并在100℃温度下发泡固化成型，固化成型时间为60min。
制备得到的复合保温材料密度为32kg/m3，导热系数为0.021W/M•K，氧指数为43，抗压强度240Kpa。
综上所述，本发明以上实施例制备的酚醛树脂复合保温材料具有良好的保温、难燃、防火性能和长期不老化、尺寸稳定、良好的机械强度等优点，所提供的生产方法简单，能够实现连续自动化生产，宜于推广应用。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。