本发明涉及保温材料技术领域，具体涉及一种原竹纤维增强的环保酚醛保温材料及其制备方法。
背景技术
能源是人类社会生存和发展的前提和基础，它为经济的发展提供了原动力。随着科学技术的进步与发展，人类社会对能源需求量的增加与能源供给相对减少的矛盾日益严重。目前，全球范围内的能源利用率普遍较低，严重制约21世纪人类社会的可持续发展。开发新的绿色能源以及提高能源利用率己经成为世界性课题。传统的保温隔热材料是以提高气相空隙率，降低导热系数和传导系数为主。纤维类保温材料在使用环境中为了使对流传热和辐射传热升高，必须要有较厚的覆层；而型材类无机保温材料要进行拼装施工，存在接缝多、防水性差、使用寿命短等缺陷。
酚醛保温材料是由酚醛树脂经化学发泡而得的一种泡沫塑料，该材料被称为“保温之王”，具有难燃、自熄、低烟、耐火焰穿透、耐高温、绝热隔热、隔音等优良性能，在高层建筑、航空工业、交通运输、石油化工等行业有着广阔的应用前景。酚醛保温材料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。但现有酚醛保温材料仍存在游离甲醛、游离苯酚含量偏高的问题。
除此之外，酚醛保温材料也存在韧性小、强度低以及大块泡沫体易开裂等缺点，这些都严重制约着其应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种原竹纤维增强的环保酚醛保温材料及其制备方法，制得的酚醛保温材料游离甲醛和游离苯酚含量较低，更加环保，且在原竹纤维、高岭土、白炭黑、滑石粉的共同补强下，使酚醛保温材料的强度高、韧性佳，且具有很好的抗菌型以及抗紫外线功能。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种原竹纤维增强的环保酚醛保温材料，由以下重量份的原料制成：改性酚醛树脂100份、原竹纤维10-25份、高岭土8-15份、白炭黑12-20份、滑石粉2-5份、聚乙二醇0.5-1.5份、发泡剂10-20份、表面活性剂2-3.5份。
优选地，所述原竹纤维增强的环保酚醛保温材料由以下重量份的原料制成：改性酚醛树脂100份、原竹纤维16份、高岭土12份、白炭黑18份、滑石粉4份、聚乙二醇1份、发泡剂15份、表面活性剂2.5份。
优选地，所述改性酚醛树脂的制备方法为：向容器中加入1份苯酚，并加入30％naoh溶液使ph值为8.5-9.5，升温至58-63℃，加入0.3-0.35份50％戊二醛溶液反应1h后，加入1.1-1.2份50％甲醛溶液并于8-13min后升温至70-75℃，再加入0.3-0.4份50％甲醛溶液，继续反应，温度达到85-90℃后保温1-1.5h，之后加入30％naoh溶液使ph值为9-9.5，冷却后得到改性酚醛树脂。
优选地，所述高岭土的的粒度小于0.1mm，滑石粉的粒度小于0.05mm，原竹纤维的长度为0.1-1mm。
优选地，所述发泡剂为正戊烷或环己烷。
优选地，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、烷基芳基聚氧乙烯醚、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯中的一种。
上述原竹纤维增强的环保酚醛保温材料的制备方法，包括以下步骤：按配方比称取各原料；再将改性酚醛树脂、原竹纤维粉、高岭土、白炭黑、滑石粉、聚乙二醇、发泡剂、表面活性剂充分混合均匀，并均匀摊铺在平面载体上，之后输送进入层压输送机中，均匀加热并发泡、固化成型。
本发明的有益效果是：
1、本发明使用的改性酚醛树脂，相对于一般的酚醛树脂，其游离甲醛和游离苯酚含量较低，更加环保，同时具有较高韧性、机械强度以及耐水性。
2、加入的原竹纤维可抑制细菌生长，具有天然的抗菌性，因此使制得的酚醛保温材料具有一定的抗菌性能，同时加入原竹纤维后，可使保温材料的弯曲强度有所增加。而原竹纤维中存在大量共轭体系，例如苯环、双键等，可以吸收紫外线使电子跃迁，因此加入较多原竹纤维的酚醛保温材料除具有优异隔热、隔音、耐高温等优良性能外，还具有优异的抗紫外线性能。
3、加入原竹纤维会使保温材料的弯曲强度增加，但是会使保温材料的拉伸强度、冲击强度会有所降低，因此本发明在加入原竹纤维的基础上继续加入岭土、白炭黑、滑石粉，这几种物质结合可大大提升保温材料的拉伸强度、冲击强度以及耐高温性能，从而使酚醛保温材料在具有较高的韧性和机械强度。
4、本发明中各原料相互配合，使制得的酚醛保温材料游离甲醛和游离苯酚含量较低，更加环保，且在原竹纤维、高岭土、白炭黑、滑石粉的共同补强下，使酚醛保温材料的强度高、韧性佳，且具有很好的抗菌型以及抗紫外线功能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种原竹纤维增强的环保酚醛保温材料，由以下重量份的原料制成：改性酚醛树脂100份、原竹纤维16份、高岭土12份、白炭黑18份、滑石粉4份、聚乙二醇1份、正戊烷15份、烷基芳基聚氧乙烯醚2.5份。
改性酚醛树脂的制备方法为：向容器中加入1份苯酚，并加入30％naoh溶液使ph值为9，升温至60℃，加入0.3份50％戊二醛溶液反应1h后，加入1.2份50％甲醛溶液并于10min后升温至72℃，再加入0.4份50％甲醛溶液，继续反应，温度达到90℃后保温1.5h，之后加入30％naoh溶液使ph值为9，冷却后得到改性酚醛树脂。
高岭土的的粒度小于0.1mm，滑石粉的粒度小于0.05mm，原竹纤维的长度为0.3-0.8mm。
实施例2：
一种原竹纤维增强的环保酚醛保温材料，由以下重量份的原料制成：改性酚醛树脂100份、原竹纤维16份、高岭土15份、白炭黑12份、滑石粉3份、聚乙二醇1.5份、正戊烷15份、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯2份。
改性酚醛树脂的制备方法为：向容器中加入1份苯酚，并加入30％naoh溶液使ph值为9，升温至63℃，加入0.3份50％戊二醛溶液反应1h后，加入1.1份50％甲醛溶液并于10min后升温至75℃，再加入0.4份50％甲醛溶液，继续反应，温度达到90℃后保温1.5h，之后加入30％naoh溶液使ph值为9，冷却后得到改性酚醛树脂。
高岭土的的粒度小于0.1mm，滑石粉的粒度小于0.05mm，原竹纤维的长度为0.1-0.5mm。
实施例3：
一种原竹纤维增强的环保酚醛保温材料，由以下重量份的原料制成：改性酚醛树脂100份、原竹纤维25份、高岭土13份、白炭黑20份、滑石粉2份、聚乙二醇0.5份、正戊烷10份、烷基芳基聚氧乙烯醚3.5份。
改性酚醛树脂的制备方法为：向容器中加入1份苯酚，并加入30％naoh溶液使ph值为9.5，升温至60℃，加入0.35份50％戊二醛溶液反应1h后，加入1.15份50％甲醛溶液并于13min后升温至70℃，再加入0.3份50％甲醛溶液，继续反应，温度达到88℃后保温1.5h，之后加入30％naoh溶液使ph值为9.5，冷却后得到改性酚醛树脂。
高岭土的的粒度小于0.1mm，滑石粉的粒度小于0.05mm，原竹纤维的长度为0.3-0.8mm。
实施例4：
一种原竹纤维增强的环保酚醛保温材料，由以下重量份的原料制成：改性酚醛树脂100份、原竹纤维10份、高岭土8份、白炭黑15份、滑石粉5份、聚乙二醇1份、环己烷20份、十二烷基苯磺酸钠3份。
改性酚醛树脂的制备方法为：向容器中加入1份苯酚，并加入30％naoh溶液使ph值为8.5，升温至58℃，加入0.3份50％戊二醛溶液反应1h后，加入1.2份50％甲醛溶液并于8min后升温至70℃，再加入0.35份50％甲醛溶液，继续反应，温度达到85℃后保温1h，之后加入30％naoh溶液使ph值为9，冷却后得到改性酚醛树脂。
高岭土的的粒度小于0.1mm，滑石粉的粒度小于0.05mm，原竹纤维的长度为0.5-1mm。
实施例5：
一种原竹纤维增强的环保酚醛保温材料，由以下重量份的原料制成：改性酚醛树脂100份、原竹纤维18份、高岭土10份、白炭黑18份、滑石粉4.5份、聚乙二醇1份、环己烷12份、十二烷基苯磺酸钠3份。
高岭土的的粒度小于0.1mm，滑石粉的粒度小于0.05mm，原竹纤维的长度为0.3-0.8mm。
改性酚醛树脂的制备方法为同实施例1。
实施例6：
一种原竹纤维增强的环保酚醛保温材料，由以下重量份的原料制成：改性酚醛树脂100份、原竹纤维13份、高岭土15份、白炭黑15份、滑石粉2份、聚乙二醇1.5份、正戊烷18份、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯3份。
高岭土的的粒度小于0.1mm，滑石粉的粒度小于0.05mm，原竹纤维的长度为0.5-1mm。
改性酚醛树脂的制备方法为同实施例1。
本发明实施例1-6中，原竹纤维增强的环保酚醛保温材料的制备方法，包括以下步骤：按配方比称取各原料；再将改性酚醛树脂、原竹纤维粉、高岭土、白炭黑、滑石粉、聚乙二醇、发泡剂、表面活性剂充分混合均匀，并均匀摊铺在平面载体上，之后输送进入层压输送机中，均匀加热并发泡、固化成型。
性能测试：
将实施例1-4中的酚醛保温材料进行性能测试，具体如表1所示。
表1：
由表1可知，本发明实施例1-4中的酚醛保温材料综合性能优异。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。