新型高阻燃保温泡沫及泡沫型复合板
成果类型:: 发明专利,新技术
发布时间: 2022-11-16 19:30:16
节能降耗所采用的外墙体保温材料多为有机泡沫材料,如聚苯乙烯(PS)泡沫、聚氨酯(PU)泡沫等,这些材料的保温效果不错,但阻燃效果极差,造成了多起重大火灾(如中央电视台大楼、沈阳皇朝万鑫国际大厦等重大火灾),开发既有良好保温性能,又有优异阻燃性能是一个重要发展方向,也是轻质墙体保温材料的重要发展趋势,具有重大的社会意义与巨大的市场前景。针对这一重大需求,北京航空航天大学材料学院运用太空飞船返回舱保温隔热材料技术,研制出适合墙体保温的低成本酚醛泡沫保温阻燃材料。在此基础上,结合北方地区存在大量的农作物秸秆废弃物的实际情况,通过秸秆纤维化处理、表面改性、复合工艺研究,制备处理新型绿色秸秆纤维改性酚醛泡沫保温材料,在提高性能的同时,进一步降低了保温材料的综合成本,具有巨大的经济与社会效益。
1、具有优异的保温性能。其导热系数低于PS泡沫,与PU泡沫相当,远低于无机膨化材料;2、具有阻燃性能高、不会熔融滴落等优势。遇到助燃物火焰时,长时高温下不会造成二次燃烧,仅表面逐渐碳化;所形成的碳化层又能有效的隔离空气中的氧气,起到阻燃作用;克服了传统保温材料遇火迅速燃烧、火焰较大的致命问题;3、具有低烟密度的优点。由于酚醛泡沫在火焰和高温环境中,仅发生表面碳化,过程中没有明火产生;4、具有无毒性的特点。酚醛泡沫在火焰与高温环境下的碳化过程中主要产生水和二氧化碳,无毒害作用;5、具有良好的力学性能。酚醛泡沫的压缩强度较高,与PU泡沫材料相当,远高于PS泡沫材料,足以满足外墙的使用要求,同时,其与水泥的粘结强度较高,足以支撑墙体的装饰材料;6、具有优异的耐候性,收缩性小。在-200℃~200℃温度范围内与湿度变化下,酚醛泡沫可以保持较高的尺寸稳定性,从而可以减少建筑外装饰物的开裂或脱落等现象;7、绿色秸秆改性,性能提高,成本降低。通过秸秆纤维的表面改性处理,进行合理的含量控制与工艺优化,制备出的秸秆纤维增强酚醛泡沫材料力学性能提高超过20%,减少了农业废弃物的燃烧与CO2的排
本项目研制的新型高阻燃保温泡沫及泡沫型复合板安装方便、成本低,用于墙体保温、屋顶保温、地暖保温、保温装饰一体板等建筑保温领域,能够在保证安全的前提下实现高效节能,增强居住舒适性和建筑美观性;本产品还可用于空调通风管道、彩钢复合板、热水器、天花板、冷库、贮罐、船舶等对保温和阻燃有较高要求的领域,应用前景十分广阔。
顾轶卓,材料学院副教授,兼任国防科工局高性能碳纤维检测评价中心办公室主任。研究方向为先进复合材料制造质量控制理论与技术、纤维与树脂匹配及高性能树脂基体、纳米复合材料、特种功能复合材料等,承担或参与国防预研基金、国家自然基金、国防973、国家973、国家863、大飞机技术攻关课题、军品配套、国防基础科研等项目,在国内外发表学术论文80余篇,获国家专利12项,获得国防科学技术进步奖二等奖2项,北航科学技术奖一等奖1项。 李敏,高分子及复合材料系教授,研究方向:碳纳米管/纸复合材料、先进复合材料的界面微结构表征与纤维/树脂作用机制、复合材料制造模拟与工艺优化、特种高分子材料。近年来作为课题负责人主持和承担了国家自然科学基金、航空基金、航天基金、领航创新基金、国家重大重点项目分课题等10余项,在先进复合材料制造模拟与优化、缺陷预测与控制、纤维/树脂界面作用与相容性机理等方面已形成明显特色。在国内外发表学术论文100余篇(SCI收录50余篇),获批国家发明专利12项,获国家级和省部级科技奖励5项。 张佐光,高分子及复合材料系教授,国防973项目首席科学家,国防科技工业有突出贡献中青年专家。在先进树脂基复合材料成型工艺理论与制造质量控制、混杂与高抗冲击复合材料、特种功能复合材料等方向开展了系统深入的基础研究工作。近几年在先进树脂基复合材料方向主持承担了多项国家和国防重大重点研究项目,包括国防“973”项目、国家“973”项目、国家自然科学基金重点项目、国家“863”项目、国防预研项目、军品配套项目、北京市科委项目、工信部项目以及上飞等企业攻关项目等。在国内外发表高水平学术论文300余篇,编著与参编书10余部,部分成果已得到实际应用,授权国家专利30余项,获国家科技进步二等奖与省部级科技奖等11项。 杨中甲,材料科学与工程系博士,研究方向:聚合物共混与复合材料,仿生材料。参与了国家重点基础研究发展计划、国家863重点项目等科研项目。 王绍凯,高分子及复合材料系副教授,主要从事聚合物基复合材料方面的科研工作,主要包括:高导热复合材料、纳米碳材料/纤维混杂复合材料、碳纳米管膜材料的功能应用等。 李艳霞,材料科学与工程学院高分子及复合材料系讲师,主要从事复合材料专业教学与科研工作。
以年生产和销售10万立方米本产品为例,可实现年产值6000万~8000万,利润1200万~2000万,当年便可实现投资回收,具有显著的经济效益;同时将产品应用于建筑外墙保温领域,可满足100万平方米外墙保温需求,以实用使用10年计算,可以实现:供暖能量节省约1800万度电能,节约标煤约7200吨,减排约2.3万吨二氧化碳,具有突出的社会效益。 而每年新增建筑与具有建筑节能改造均要使用外保温材料,因此,外墙保温材料市场空间巨大。近几年对外墙材料的阻燃性能要求增高,酚醛泡沫材料兼具阻燃与保温的综合优势,将逐步占领外墙保温材料市场。
合作方式:技术转让、许可使用、合作开发、技术服务;
投入需求:希望合作单位提供30~60万元的资金支持,用于产品后续研发工作;
转化周期:项目产品已进入批量生产、成熟应用阶段,转化周期仅需3~6个月。