增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料，該發(fā)泡材料由包括以下重量份的組分制成：改性酚醛樹脂100份，表面活性劑2-10份，發(fā)泡劑4-12份，改性劑1-12份，固化劑2-10份，其中，所述的改性酚醛樹脂包括壬基酚型酚醛樹脂和苯酚型酚醛樹脂。本發(fā)明同時(shí)還公開了上述增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料的制備方法。本發(fā)明的增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料通過改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)與改變添加改性劑相結(jié)合的方式，有效地提高了酚醛泡沫的韌性，同時(shí)不影響其優(yōu)良的阻燃性能，解決了酚醛泡沫韌性及阻燃性不能兼顧的問題，拓寬了其作為保溫阻燃材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說明】增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種保溫材料及其制備方法，特別涉及一種增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】[0002]泡沫塑料因?qū)嵯禂?shù)低、重量輕、施工方便而在隔熱、保溫領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前市場上占主導(dǎo)地位的泡沫塑料，如聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等，其耐熱溫度低，燃燒后放出大量熱量，產(chǎn)生大量煙毒氣，既造成環(huán)境污染，也成為火災(zāi)中造成人員傷亡的主要因素之一。而酚醛樹脂泡沫是由發(fā)泡酚醛樹脂混合物經(jīng)發(fā)泡和固化得到，質(zhì)輕價(jià)廉，更重要的是，由于其在燃燒時(shí)自熄、低煙、無滴落物、不產(chǎn)生煙毒氣等優(yōu)良性能使其越來越受到人們的青睞，并逐漸成為優(yōu)良的阻燃材料，作為隔熱保溫材料廣泛用于建筑及其他產(chǎn)業(yè)中，如用作中央空調(diào)通風(fēng)管道、外墻保溫、冷庫保溫板、化工石油保溫、太陽能保溫等。但酚醛樹脂泡沫的致命缺點(diǎn)是脆性大，這大大限制了酚醛樹脂泡沫的應(yīng)用范圍。因此，對酚醛樹脂泡沫的增韌改性是十分必要的。
[0003]現(xiàn)有的多種提高酚醛樹脂泡沫韌性的方法，如在酚醛樹脂中添加天然橡膠、改善發(fā)泡劑、固化劑、表面活性劑等，雖然一定程度上提高了其韌性，但降低了酚醛樹脂本身優(yōu)良的阻燃性能。因此如何在保證酚醛樹脂原有優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上，提升其韌性已成為其應(yīng)用的重要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的第一目的是提供一種增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料，該材料將改變酚醛樹脂內(nèi)部結(jié)構(gòu)與改變添加改性劑相結(jié)合，以達(dá)到增韌并同時(shí)保證其優(yōu)良的阻燃性能的目的，以解決現(xiàn)有技術(shù)中酚醛樹脂發(fā)泡材料的增韌方法降低了酚醛樹脂本身的阻燃性能的缺陷。
[0005]本發(fā)明的第二目的是提供上述的增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料的制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料，該發(fā)泡材料由包括以下重量份的組分制成:
改性酚醛樹脂 100份，
表面活性劑2-10份，
發(fā)泡劑4-12份，
改性劑1-12份，
固化劑2-10份，
其中，所述的改性酚醛樹脂包括壬基酚型酚醛樹脂和苯酚型酚醛樹脂。
[0007]優(yōu)選地，所述改性酚醛樹脂的制備方法如下:
在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的500 mL四頸瓶中，加入質(zhì)量比為0.05-0.25:1的對壬基苯酚和苯酚、質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%的甲醛水溶液，其中甲醛與酚的摩爾比為1.5-2.2，攪拌加熱，待瓶內(nèi)混合物到30-50°C后加入摩爾數(shù)為酚摩爾數(shù)4%-6%的催化劑，之后繼續(xù)加熱到60-70°C并保持30-90min，然后再升溫到90~98°C時(shí)，溶液開始沸騰，再恒溫反應(yīng)50-70min后，用渾濁點(diǎn)法監(jiān)控反應(yīng)程度，待渾濁點(diǎn)達(dá)到80~85°C后，停止加熱，向四頸瓶中加入蒸餾水，加熱、攪拌、洗滌，5-10 min以后停止攪拌，靜置，待樹脂分層以后，吸出上層水分，再重復(fù)洗滌一次，最后在50-70°C、0.05-0.1MPa下脫除水分和低聚物，即得改性酚醛樹脂。
[0008]優(yōu)選地，所述的催化劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%的氨水或氫氧化鈉。
[0009]優(yōu)選地，所述的表面活性劑選自吐溫-80或甲基硅油。
[0010]優(yōu)選地，所述的發(fā)泡劑選自正戊烷或石油醚。
[0011]優(yōu)選地，所述的改性劑為聚乙二醇。 [0012]優(yōu)選地，所述的固化劑為NL固化劑。
[0013]一種增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料的制備方法，該方法包括以下步驟:
(1)將以下重量份的組分:改性酚醛樹脂100份、表面活性劑2-10份、發(fā)泡劑4-12份、改性劑1-12份高速攪拌混合均勻，再加入固化劑2-10份攪拌l_3min得到混合物，其中，所述的改性酚醛樹脂包括壬基酚型酚醛樹脂和苯酚型酚醛樹脂；
(2)將上述混合物澆入模具中，閉模，發(fā)泡固化成型后得到增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料。
[0014]優(yōu)選地，所述的步驟2)中，發(fā)泡條件為:60-90 V恒溫，壓力l_15mpa,時(shí)間15-35min。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
第一，本發(fā)明采用對壬基苯酚部分替代苯酚，即利用苯環(huán)上的壬基占據(jù)苯羥基對位上的這一活性點(diǎn)，終止其與甲醛發(fā)生縮聚反應(yīng)，適當(dāng)?shù)亟档头尤渲木W(wǎng)絡(luò)致密性，從改變酚醛樹脂內(nèi)部結(jié)構(gòu)的角度提高其韌性；
第二，本發(fā)明通過在發(fā)泡配方中加入聚乙二醇，在酚醛樹脂中導(dǎo)入長的柔性醚鏈，起到了改善酚醛樹脂泡沫剛性結(jié)構(gòu)的作用，使改性劑與樹脂成為一個(gè)整體，提高酚醛泡沫塑料的韌性；
通過改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)與改變添加改性劑相結(jié)合的方式，能有效地提高酚醛泡沫的韌性，同時(shí)不影響其優(yōu)良的阻燃性能，解決了酚醛泡沫韌性及阻燃性不能兼顧的問題，拓寬了其作為保溫阻燃材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0016]當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)該理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在實(shí)際應(yīng)用中技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明做出的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。以下實(shí)施例中使用的固化劑均為購自無錫市阿爾茲化工有限公司的NL固化劑。
[0019]實(shí)施例1
改性酚醛樹脂的制備:在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的500 mL四頸瓶中，加入
6.1g對壬基苯酚、122.0g苯酚、171.1g質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%的甲醛水溶液，其中甲醛與酚的摩爾比為1.5，攪拌加熱，待瓶內(nèi)混合物到30°C后加入7.4g質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%的氨水(氨水摩爾數(shù)約為酚摩爾數(shù)的4%)，之后繼續(xù)加熱到60°C并保持30min，然后再升溫到90°C時(shí)，溶液開始沸騰，再恒溫反應(yīng)50 min后，用渾濁點(diǎn)法監(jiān)控反應(yīng)程度，待渾濁點(diǎn)達(dá)到80°C后，停止加熱，向四頸瓶中加入蒸餾水，加熱、攪拌、洗滌，5min以后停止攪拌，靜置，待樹脂分層以后，吸出上層水分，再重復(fù)洗滌一次，最后在50°C、0.05MPa下脫除水分和低聚物，即得改性酚醛樹脂。
[0020]增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料的制備:將以重量份計(jì)的100份上述制得的改性酚醛樹脂、2份吐溫_80、4份正戊烷、1份聚乙二醇高速攪拌混合均勻，再加入2份NL固化劑攪拌lmin。將上述配方混合物燒入模具中，閉模,在60°C的恒溫,Impa壓力，15min發(fā)泡固化成型后得到酚醛泡沫1#。
[0021]實(shí)施例2
改性酚醛樹脂的制備:在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的500 mL四頸瓶中，加入
12.0g對壬基苯酚、120.0g苯酚、205.2g質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%的甲醛水溶液，其中甲醛與酚的摩爾比為1.8，攪拌加熱，待瓶內(nèi)混合物到40°C后加入3.2g氫氧化鈉(氫氧化鈉摩爾數(shù)約為酚摩爾數(shù)的6%)，然后繼續(xù)加熱到65°C并保持50min，然后再升到95°C時(shí)，溶液開始沸騰，再恒溫反應(yīng)60 min后，用渾濁點(diǎn)法監(jiān)控反應(yīng)程度，待渾濁點(diǎn)達(dá)到83°C后，停止加熱，向四頸瓶中加入蒸餾水，加熱、攪拌、洗滌，8min以后停止攪拌，靜置，待樹脂分層以后，吸出上層水分，再重復(fù)洗滌一次，最后在60°C、0.0SMPa下脫除水分和低聚物，即得改性酚醛樹脂。
[0022]增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料的制備:將以重量份計(jì)的100份上述制得的改性酚醛樹脂、4份甲基硅油、6份石油醚、8份聚乙二醇高速攪拌混合均勻，再加入6份NL固化劑攪拌2min。將上述配方混合物燒入模具中，閉模,在70°C的恒溫,5mpa壓力，25min發(fā)泡固化成型后得到酚醛泡沫2#。
[0023]實(shí)施例3
改性酚醛樹脂的制備:在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的500 mL四頸瓶中，加入
23.0g對壬基苯酚、115.2g苯酚、228.0g質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%的甲醛水溶液，其中甲醛與酚的摩爾比為2.0,攪拌加熱，待瓶內(nèi)混合物到40°C溫度后加入9.3g質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%的氨水(氨水摩爾數(shù)約為酚摩爾數(shù)的5%)，之后繼續(xù)加熱到70°C并保持60min，然后再升到98°C時(shí)，溶液開始沸騰，再恒溫反應(yīng)60 min后，用渾濁點(diǎn)法監(jiān)控反應(yīng)程度，待渾濁點(diǎn)達(dá)到82°C后，停止加熱，向四頸瓶中加入蒸餾水，加熱、攪拌、洗滌，IOmin以后停止攪拌，靜置，待樹脂分層以后，吸出上層水分，再重復(fù)洗滌一次.最后在60°C、0.09MPa下脫除水分和低聚物，即得改性酚醛樹脂。
[0024]增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料的制備:將以重量份計(jì)的100份上述制得的改性酚醛樹脂、5份吐溫_80、8份正戊烷、4份聚乙二醇高速攪拌混合均勻，再加入8份NL固化劑攪拌3min。將上述配方混合物燒入模具中，閉模,在75°C的恒溫，IOmpa壓力，30min發(fā)泡固化成型后得到酚醛泡沫3#。
[0025]實(shí)施例4
改性酚醛樹脂的制備:在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的500 mL四頸瓶中，加入28.2g對壬基苯酚、112.8g苯酚、250.8g質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%的甲醛水溶液，其中甲醛與酚的摩爾比為2.2，攪拌加熱，待瓶內(nèi)混合物到50°C溫度后加入2.7g氫氧化鈉(氫氧化鈉摩爾數(shù)約為酚摩爾數(shù)的5%)，之后繼續(xù)加熱到70°C并保持90min，然后再升到96°C時(shí)，溶液開始沸騰，再恒溫反應(yīng)70 min后，用渾濁點(diǎn)法監(jiān)控反應(yīng)程度，待渾濁點(diǎn)達(dá)到85°C后，停止加熱，向四頸瓶中加入蒸餾水，加熱、攪拌、洗滌，8min以后停止攪拌，靜置，待樹脂分層以后，吸出上層水分，再重復(fù)洗滌一次，最后在70°C、0.1MPa下脫除水分和低聚物，即得改性酚醛樹脂。
[0026]增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料的制備:將以重量份計(jì)的100份上述制得的改性酚醛樹脂、10份甲基硅油、12份石油醚、12份聚乙二醇高速攪拌混合均勻，再加入10份NL固化劑攪拌3min。將上述配方混合物燒入模具中，閉模,在90 °C的恒溫，15mpa壓力，35min發(fā)泡固化成型后得到酚醛泡沫4#。
[0027]上述各實(shí)施例中得到的酚醛發(fā)泡材料的力學(xué)性能和阻燃性能見下表1。
[0028]表
【權(quán)利要求】
1.一種增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料，其特征在于，該發(fā)泡材料由包括以下重量份的組分制成: 改性酚醛樹脂 100份， 表面活性劑2-10份， 發(fā)泡劑4-12份， 改性劑1-12份， 固化劑2-10份， 其中，所述的改性酚醛樹脂包括壬基酚型酚醛樹脂和苯酚型酚醛樹脂。
2.如權(quán)利要求1所述的增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料，其特征在于，所述改性酚醛樹脂的制備方法如下: 在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的500 mL四頸瓶中，加入質(zhì)量比為0.05-0.25:1的對壬基苯酚和苯酚、質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%的甲醛水溶液，其中甲醛與酚的摩爾比為1.5-2.2，攪拌加熱，待瓶內(nèi)混合物到30-50°C后加入摩爾數(shù)為酚摩爾數(shù)4%-6%的催化劑，之后繼續(xù)加熱到60-70°C并保持30-90min，然后再升溫到90~98°C時(shí)，溶液開始沸騰，再恒溫反應(yīng)50-70min后，用渾濁點(diǎn)法監(jiān)控反應(yīng)程度，待渾濁點(diǎn)達(dá)到80~85°C后，停止加熱，向四頸瓶中加入蒸餾水，加熱、攪拌、洗滌，5-10 min以后停止攪拌，靜置，待樹脂分層以后，吸出上層水分，再重復(fù)洗滌一次，最后在50-70°C、0.05-0.1MPa下脫除水分和低聚物，即得改性酚醛樹脂。
3.如權(quán)利要求2所述的增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料，其特征在于，所述的催化劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%的氨水或氫氧化鈉。
4.如權(quán)利要求1所述的增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料，其特征在于，所述的表面活性劑選自吐溫-80或甲基硅油。
5.如權(quán)利要求1所述的增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料，其特征在于，所述的發(fā)泡劑選自正戊烷或石油醚。
6.如權(quán)利要求1所述的增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料，其特征在于，所述的改性劑為聚乙二醇。
7.如權(quán)利要求1所述的增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料，其特征在于，所述的固化劑為NL固化劑。
8.一種增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)將以下重量份的組分:改性酚醛樹脂100份、表面活性劑2-10份、發(fā)泡劑4-12份、改性劑1-12份高速攪拌混合均勻，再加入固化劑2-10份攪拌l_3min得到混合物，其中，所述的改性酚醛樹脂包括壬基酚型酚醛樹脂和苯酚型酚醛樹脂； (2)將上述混合物 澆入模具中，閉模，發(fā)泡固化成型后得到增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料。
9.如權(quán)利要求8所述的增韌改性酚醛樹脂發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟2)中，發(fā)泡條件為:60-90°C恒溫，壓力l-15mpa，時(shí)間15_35min。
【文檔編號(hào)】C08L71/08GK103834136SQ201210477582
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月22日
【發(fā)明者】宋玲 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司