膨胀蛭石/酚醛阻燃保温复合材料的制备及性能

以膨胀蛭石为阻燃剂,采用中温发泡方法与酚醛树脂复合制备膨胀蛭石/酚醛阻燃保温复合材料。阻燃保温复合材料通过极限氧指数、锥形量热、导热系数和表观密度分析了发泡温度、固化剂含量、发泡剂含量、表面活性剂含量、固化时间以及蛭石含量对膨胀蛭石/酚醛阻燃保温复合材料阻燃及保温性能的影响。结果表明:以膨胀蛭石为阻燃剂制备的膨胀蛭石/酚醛阻燃保温复合材料的阻燃保温性能优越、表观密度低。单因素实验结果表明,膨胀蛭石/酚醛阻燃保温复合材料的最优条件为发泡温度80℃、固化剂含量10wt%、发泡剂含量10wt%、表面活性剂含量5wt%、固化时间2 h以及蛭石含量60wt%。最优条件下的膨胀蛭石/酚醛阻燃保温复合材料表观密度为190.08 kg/m3、压缩强度为0.32 MPa、导热系数为0.054 9 W/（m·K）、极限氧指数为71.1%、平均热释放速率为15 kW/m2。      

竹炭/酚醛树脂复合导电材料的制备与性能

以碳化温度为900 ℃的竹炭为导电骨料、 酚醛树脂为黏结剂、 炭黑为添加剂, 采用模压成型法制备竹炭/酚醛树脂复合导电材料。考察了竹炭的粒度、 酚醛树脂用量、 炭黑用量、 成型压力及固化温度等工艺因素对竹炭/酚醛树脂复合导电材料导电性和抗弯强度的影响。结果表明: 随着酚醛树脂用量的增加, 复合材料的抗弯强度增大, 电导率先增大后减小; 增加成型压力可同时提高复合材料的电导率和抗弯强度; 增大竹炭粉粒的粒径、 增加炭黑用量、 提高固化温度有利于改善复合材料的导电性, 但会不同程度地改变复合材料的力学性能。制备竹炭/酚醛树脂复合导电材料的最佳工艺条件为: 竹炭粒度≤75 μm, 树脂用量30%, 炭黑用量7.5%, 成型压力280 MPa, 固化温度180 ℃。      

膨胀蛭石/石膏复合保温材料的制备与表征

分别以微波法和微波化学法制备的膨胀蛭石为骨料, 采用模压成型工艺制备了膨胀蛭石/石膏复合保温材料, 研究了膨胀蛭石的片径、膨胀方法和熟石膏/膨胀蛭石的质量比(膏石比)与膨胀蛭石/石膏复合保温材料的含水率、导热系数和抗压强度的关系。结果表明: 膨胀蛭石/石膏保温材料的导热系数和抗压强度随膨胀蛭石的片径的增大而减小, 与膏石比呈二次函数关系, 并随膏石比的增大而增大; 在相同的实验条件下, 采用微波化学法制备的膨胀蛭石制作的保温材料(导热系数为0.082 W(m·K)-1)与以微波法制备的膨胀蛭石制作的保温材料(导热系数为0.097 W(m·K)-1)相比, 具有更好的保温性能。制备的复合保温材料可以用作隔热、吸声和湿度调节材料。      

高掺量钼尾矿制备超轻水泥基泡沫保温板试验研究

钼尾矿为我国战略新兴资源钼矿业产生的固体废渣,亟需开发和利用.通过机械活化和化学活化对钼尾矿进行处理,加入一定量的硅酸盐水泥制备了钼尾矿粉水泥.利用化学发泡工艺制备了50％钼尾矿粉水泥基保温板,按照国家相关标准测试了保温板的表观密度、导热系数、抗压强度等性能参数,优化了高掺量钼尾矿水泥基保温板的工艺参数.研究结果表明:复合掺加2％的发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒和8％的过氧化氢(30％溶液)可以获得表观密度为180 kg/m3、抗压强度为0.28 MPa、导热系数为0.050 W/(m·℃)的水泥基泡沫保温板,基本达到了JC/T2200-2013要求,为高附加值利用钼尾矿提供了一条可行的技术途径.     

耐高温、低导热、韧性中空陶瓷微珠复合材料的制备及其性能

在高速飞行的过程中飞行器温度急速上升,飞行器舱段间的密封材料不仅要具有优异的耐高温性能,同时要具有较低的导热系数辅助参与阻隔舱段间的热量传递,并且要具有优异的力学性能使其不被破坏。以中空陶瓷微球为骨料,加入酚醛树脂及磷酸盐固化体系制备有机/无机杂化耐高温韧性复合材料,并对复合材料进行高温处理,研究复合材料在高温处理前后的变化。通过力学性能测试、SEM观察以及XRD和FT-IR测试对复合材料高温处理前后的抗压强度、压缩形变能力、微观结构以及组分变化进行表征,并通过火焰燃烧对复合材料耐高温性能进行测试。结果表明,所制备的复合材料具有较高的抗压强度以及优异的韧性,1 000℃高温处理600 s复合材料的宏观形貌未受到影响,具有较高的热稳定性。导热系数测试结果表明,中空陶瓷微珠含量的增加、酚醛树脂的添加以及高温处理均会导致复合材料导热系数降低,最低的导热系数低至0.16 W/(m·K)。     

石墨烯/酚醛树脂纳米复合材料的热解行为

将氧化石墨烯与自制酚醛树脂乳液(PF)共混,经水合肼还原和热固化制备石墨烯/酚醛树脂(GNS/PF)纳米复合材料。利用AFM、SEM、FTIR和TG-DTG技术考察石墨烯对GNS/PF复合材料的形貌、结构、热稳定性和残炭率的影响。结果表明,石墨烯片均匀分布在PF中,没有发生团聚,且石墨烯片与PF间具有良好的界面结合。石墨烯薄片对PF基体强烈的吸附作用增加了PF分子链的活性和有序性,显著提高了GNS/PF纳米复合材料内PF基体的固化交联密度,进而提高了PF基体的耐热性和高温残炭率。在300~450℃条件下,纯酚醛树脂的热分解峰值温度为382.7℃,添加质量分数0.65%的GNS后,热分解峰值温度提高到408℃。在隔绝空气下900℃热处理,纯酚醛树脂的残炭率为46.2%,添加0.65%氧化石墨烯后残炭率增至59.4%,提高了13.2%。     

氧化铝/环氧树脂复合材料的制备及散热性能研究

针对目前LED散热材料导热系数不高的问题,采用粉末冶金法制备氧化铝/环氧树脂复合散热材料,研究了氧化铝粒径、添加量以及加入金属对复合材料导热系数的影响;分析了不同粒径、固化温度对其抗弯强度的影响,对于获得高性能LED散热材料具有很高的参考价值。结果表明:当氧化铝颗粒的粒径为50μm、填充量为75%(体积分数,下同)时,加入10%Cu所制备的复合材料其导热系数达到最大值3.02W/(m·K),同时其耐击穿电压高于行业标准。     

基于泡沫陶瓷三维互穿网络负压浸渍法制备新型耐高温中子屏蔽材料

本工作制备了一种具有互穿网络结构的新型泡沫陶瓷/硼酚醛树脂复合材料,采用有机泡沫浸渍法和惰性气氛烧结制备了莫来石/碳化硼骨架增强体,采用负压浸渍和原位热固化方法制备了碳化硼/硼酚醛树脂基体。实验探究了微粉含量(碳化硼和高岭土各10%～30%)和烧结温度(1 300～1 500℃)对陶瓷骨架和复合材料的影响;当烧结温度设置为1 350℃,粉体原料质量占比设置为氧化铝55%、碳化硼15%、高岭土25%、二氧化钛5%时,烧结而成的陶瓷骨架与20%(质量分数)碳化硼/硼酚醛树脂的填充材料形成新型中子屏蔽复合材料,其综合性能可达到最优化;此时,泡沫陶瓷骨架线收缩率为3.36%,堆积密度为0.54 g/cm³,显气孔率为73.7%,骨架抗压强度为0.94 MPa;陶瓷/硼酚醛树脂复合材料显气孔率为0.2%,堆积密度为1.22 g/cm³,抗压强度为86 MPa; 300℃保温10 h冷却后,残余抗压强度为54 MPa,抗压残余比为62%,服役温度为180～330℃;10%(质量分数)硼酸溶液浸泡72 h后,失重率为0.31%,残余抗压强度为82.5 MP...     

以磷石膏为发泡剂制备的粉煤灰基多孔陶瓷及其性能

以粉煤灰、钾长石粉和钠长石粉为原料，磷石膏为发泡剂，采用高温烧结法制备多孔陶瓷；实验研究烧成温度、粉煤灰和磷石膏的用量对多孔陶瓷结构与性能的影响。结果表明：随着烧成温度和粉煤灰用量的增加，多孔陶瓷的密度和抗压强度减小，吸水率和孔隙率增加，增加磷石膏的用量会使样品的导热系数和抗压强度先减小后增大；当粉煤灰的质量分数为35%,磷石膏的质量分数为9%,烧成温度为1 250℃时，可以制备出综合性能良好的多孔陶瓷，密度为1.05 g/cm³,质量吸水率为5.84%,导热系数为0.517 W/(m·K),抗压强度为12.76 MPa,孔隙率为54.8%。     

基于SLS的高强度低密石墨陶瓷复合隔热材料快速制备

本文率先利用选择性激光烧结技术快速制备了高强度石墨陶瓷复合隔热材料,重点研究了二次固化、真空压力浸渍、碳化和高温烧结等后处理工艺以及材料配方组成对其密度、抗压强度和导热系数的影响。研究发现加入适量的硅粉和可膨胀石墨可以对石墨陶瓷复合隔热材料的密度、抗压强度和导热系数进行调控,采取合适后处理工艺路线可以改变石墨陶瓷复合隔热材料的综合性能。最终实现了低密度(<1.2 g/cm^3)、高抗压强度(>10 MPa)、低的导热系数(<2 W/(m·K))和耐高温(>1650℃)等多个性能指标的统一,满足了工业应用需求。     

石蜡基碳纳米管复合相变材料热性能的研究

针对石蜡作为相变材料的改进研究,将多壁碳纳米管(CNTs)作为导热增强剂增加石蜡的导热系数。实验制备了CNTs用量为0.02%(wt,质量分数,下同)、0.05%和0.1%的石蜡/CNTs复合相变材料,通过差示扫描量热仪及导热系数仪分别对复合材料的相变特性和导热系数进行表征和测量。实验结果表明,复合材料导热系数随着CNTs用量的增加而提高,相变焓先增加后减小,CNTs用量为0.1%时,相变焓为152.8~157.9kJ/kg,较纯石蜡有所降低但变化不大,导热系数为0.487W/m·K(固态)和0.262W/m·K(液态),较纯石蜡分别提高21.14%和29.06%,稳定性较好,展现了良好的导热性能。     

氧化石墨烯/酚醛树脂原位复合材料的热性能和动态力学性能

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),通过超声分散与苯酚、甲醛进行原位聚合,将所得原位聚合树脂与其它填料一起通过辊炼、模压成型制备GO/酚醛树脂(PF)原位复合材料。研究GO含量对GO/PF原位复合材料的热性能、力学性能、动态力学性能、蠕变和应力松弛的影响,使用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的冲击断面形貌。研究结果表明,当GO加入量为1%时,GO/PF原位复合树脂的初始热分解温度比纯酚醛树脂(PF)提高了55.8℃;当GO加入量为0.25%时,GO/PF原位复合材料的冲击强度提高18.6%;当GO加入量为0.5%时,GO/PF原位复合材料的储能模量比纯PF复合材料提高78.3%,Tg提高了8.9℃。SEM观察发现,GO/PF原位复合材料的冲击断面凹凸不平,表明GO的加入能有效提高PF复合材料的力学性能。     

聚乙二醇/白炭黑复合相变储热水泥板的性能研究

以聚乙二醇(PEG)为相变材料、白炭黑(WCB)为定形载体,通过高频超声共混法制备出PEG质量含量为70%的聚乙二醇/白炭黑复合相变储热材料(PEG/WCB-PCM),借助比表面积分析仪、差示扫描量热仪(DSC)及热重分析仪(TGA)对PEG/WCB-PCM的多孔结构、储热特性及热稳定性进行测试与表征;将PEG/WCB-PCM与水泥砂浆混合,制备出新型复合相变储热水泥立方体及水泥板,并对其表观密度、抗压强度、导热系数及储热调温性能进行实验。结果表明:PEG/WCB-PCM的定形效果主要得益于WCB的多孔网络状结构,PEG/WCB-PCM的相变焓高达114.8J/g且在300℃以下温度范围内热稳定性良好;随着PEG/WCB-PCM掺量的增加,复合相变储热水泥立方体的表观密度及抗压强度都呈下降趋势,因此应合理控制PEG/WCB-PCM的掺量;尽管PEG/WCB-PCM的掺入会影响复合相变储热水泥板的导热系数,但储热调温实验表明,PEG/WCB-PCM在水泥板中能起到显著的储热调温作用,可作为一种绿色节能材料应用到建筑节能领域。     

SiC颗粒-SiC晶须混杂填料/双马来酰亚胺树脂导热复合材料的制备与性能

以双马来酰亚胺树脂(BMI)为树脂基体,二烯丙基双酚A(DABA)为增韧剂,γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)表面改性的SiC颗粒-SiC晶须(SiCP-SiCW)为复配导热填料,浇注成型制备SiC_P-SiC_W/BMI导热复合材料,分析研究SiC形状、用量、质量比及表面改性对SiC_P-SiC_W/BMI导热复合材料的导热性能、介电性能、力学性能和热性能的影响。结果表明,当改性SiC_P-SiC_W用量为40wt%且SiC_P∶SiC_W质量比为1∶3时,SiC_P-SiC_W/BMI导热复合材料具有最佳的综合性能,导热系数λ为1.125W(m·K)~(-1),介电常数ε为4.12,5%热失重温度为427℃。     

耐300℃聚氨酯高强复合隔热板的制备及性能

300℃复合隔热板是以聚氨酯(PU)预聚体为基体材料,以中空玻璃微球(HGM)为增强材料,并且添加催化剂等助剂制备的一类PU耐高温隔热复合材料。采用预聚体法分别制备了改变PU交联度和改变填料用量的2组PU/HGM复合材料;通过压缩实验、硬度实验、导热系数和TG-DTA测试,结果表明:当PPG-1000与PAPI的质量比为0.5,HGM用量56.43%(wt,质量分数)时,材料压缩强度为37.42MPa,弹性模量为9.96MPa,最大压缩应变5.19%,导热系数为0.1483W/m·K,耐热性(使用温度)为220℃左右,300℃时失重率为80%。材料的综合性能最优。     

低密度炭/炭保温材料导热性能的影响因素

本文制备了四种低密度炭/炭保温材料,分析了材料成型结构、基体炭类型、处理温度以及材料密度对导热系数的影响。结果表明:针刺整体毡结构导热系数最大,薄毡粘接结构导热系数最小,而厚毡粘接和薄毡与厚毡交替铺层结构的导热系数介于两者之间。树脂炭基体的炭/炭保温材料导热系数小于热解炭基体的导热系数。对于薄毡粘接结构低密度炭/炭保温材料随着处理温度的升高,导热系数呈上升的趋势。同样,薄毡粘接结构低密度炭/炭保温材料随着密度的增大,导热系数增大。     

环氧树脂/改性氧化石墨复合材料的制备及性能研究

采用改进Hummers法制备了氧化石墨,用硅烷偶联剂KH550对其进行改性,并制备了环氧树脂/氧化石墨复合材料。通过导热系数测定、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行分析和表征。结果表明:加入改性后的氧化石墨可以有效提高复合材料的导热系数,含2.0wt%改性氧化石墨的复合材料导热系数为0.36 W/m·K,比纯树脂材料的导热系数提高16.1%;复合材料热分解温度比纯环氧树脂提高了49℃;改性氧化石墨的加入能够提高复合材料的断裂韧性。     

SAC-粉煤灰-再生微粉发泡体系的性能

以硫铝酸盐水泥、粉煤灰和再生微粉为复合胶凝材料,基于双氧水发泡工艺制备发泡保温材料。研究发泡剂用量和再生微粉掺量对发泡水泥的气孔孔径、抗压强度和干表观密度的影响,以及干表观密度和抗压强度的关系。试验结果表明:当再生微粉掺量相同时,发泡水泥的干表观密度和抗压强度均随发泡剂用量增加而降低,而发泡水泥的气孔孔径增大;当发泡剂用量相同时,干表观密度、抗压强度和气孔孔径随再生微粉掺量的增加而较小,而干表观密度和气孔孔径的减小幅度较小。发泡水泥的干表观密度与抗压强度具有良好的线性相关性,R~2为0.96936。     

高性能氯化丁基橡胶复合阻尼材料的制备技术及力学阻尼性能研究

采用机械共混改性方法制备了高性能氯化丁基橡胶(CIIR)/四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(AO-60)/酚醛树脂(PF)复合减振材料。研究了硫化体系、混炼温度和酚醛树脂用量等对复合减振材料力学阻尼性能的影响。结果表明:在CIIR/AO-60复合材料体系中,采用氧化锌硫化体系制备的减振材料的力学阻尼性能较佳;在混炼条件110℃×30min下制备的复合减振材料的综合阻尼性能和相态结构分布都优于常温下制得的阻尼材料;在CIIR/AO-60材料体系中,随着PF用量的增加,复合减振材料的力学性能、贮能模量和损耗模量都得到提高,复合减振材料的动态力学性能曲线向高温方向移动,材料体系的最大损耗因子值有一定的降低;当PF用量为5份时,所制备的高性能氯化丁基橡胶复合减振材料具有更好的综合力学阻尼性能。     

建筑外墙外保温材料的研究与应用

概述了建筑外墙目前常用保温材料的使用性能、应用状况和存在问题,包括有机类的EPS、XPS、PU、PF和无机类的岩棉、泡沫玻璃(陶瓷)、泡沫混凝土.有机保温材料具有低的导热系数,保温性能好,但是易燃、防火等级低,安全性差,需要进行阻燃处理；无机保温材料不燃,防火等级高,安全性能好,但是保温性能不如有机保温材料,需要开发低导热系数的无机保温材料.最后指出,导热系数低、综合性能优异的无机保温材料将成为未来建筑保温材料的首选.