本發(fā)明涉及一種酚醛泡沫及其制備方法，特別是涉及一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛泡沫及其制備方法。

背景技術(shù)：

酚醛泡沫塑料以其絕熱性、難燃性、燃燒時(shí)低發(fā)煙性、低毒性及尺寸穩(wěn)定性等方面優(yōu)良的特性又重新受到重視，其技術(shù)研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)又重新活躍起來(lái)，己經(jīng)成為“保溫材料新的候補(bǔ)者”。但酚醛泡沫固化過(guò)程中會(huì)有水或氨等小分子釋放，固化成型時(shí)往往需要加壓，導(dǎo)致泡沫的脆性大、易粉化、有孔隙，因此阻礙了其應(yīng)用發(fā)展。目前現(xiàn)有的技術(shù)都在增韌的同時(shí)導(dǎo)致防火性能的下降，或增加了成本。因此傳統(tǒng)的酚醛泡沫不能適應(yīng)當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)高性能韌性泡沫的需要，提高泡沫的韌性和耐熱性，是酚醛樹(shù)脂泡沫保溫材料當(dāng)前的重點(diǎn)研究方向。

專(zhuān)利 103923285A 提供了一種腰果酚改性的含氮的酚醛樹(shù)脂，該發(fā)明提供的酚醛樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)中既包括腰果酚側(cè)基，又含有N元素，在克服了現(xiàn)有技術(shù)酚醛樹(shù)脂存在的脆性的缺陷的同時(shí)，提高了酚醛樹(shù)脂的耐高溫性能，但這種方法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛泡沫及其制備方法，本發(fā)明是利用3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚代替?zhèn)鹘y(tǒng)酚醛樹(shù)脂中的苯酚，與多聚甲醛進(jìn)行加成和縮聚，在傳統(tǒng)酚醛樹(shù)脂中引入了硝基，體系耐熱性得到大大提高，同時(shí)降低了酚醛泡沫的脆性，經(jīng)過(guò)發(fā)泡固化得到的酚醛泡沫具有優(yōu)異的耐熱性和力學(xué)性能。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛泡沫，其單體具有如下結(jié)構(gòu)：

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所述的一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛泡沫，樹(shù)脂合成階段各組分按重量計(jì)，由酚類(lèi)化合物100份、醛類(lèi)化合物45-85份、催化劑1-6份、組成；樹(shù)脂發(fā)泡階段，各組分按重量計(jì)，由改性后酚醛樹(shù)脂100份、表面活性劑2-15份、發(fā)泡劑8-16份、固化劑10-20份組成。

所述的一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛泡沫，所述酚類(lèi)化合物為3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚。

所述的一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛泡沫，所述醛類(lèi)化合物選自甲醛、乙醛、丁醛、聚甲醛與糠醛中的一種或多種。

所述一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛泡沫，所述催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀等強(qiáng)堿物質(zhì)中的一種或多種。

所述的一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛泡沫，所述的表面活性劑為吐溫-80、司班、硅油中的至少一種。

所述的一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛泡沫，所述的發(fā)泡劑為正戊烷、異戊烷中的至少一種。

所述的一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛泡沫，所述的固化劑為對(duì)甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯酚磺酸、苯磺酸中的一種或幾種硫酸中的一種或多種。

一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛泡沫制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

將定量的酚類(lèi)化合物、催化劑、醛類(lèi)化合物依次加到溫度約60~80℃的反應(yīng)釜中，反應(yīng)一段時(shí)間后，以1～5℃/min的升溫速度緩慢升溫至150~180℃，恒溫?cái)嚢?.5-2.5h后冷卻至室溫；用醋酸中和樹(shù)脂液中性，然后減壓蒸除體系中的小分子直至無(wú)液體排出，得粘稠液體，一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛樹(shù)脂；

將改性酚醛樹(shù)脂置于容器中待用，依次稱(chēng)量表面活性劑、發(fā)泡劑、加入容器中，快速攪拌，攪拌1-3分鐘，再將稱(chēng)量好的固化劑倒入容器中，攪拌1-2分鐘，然后將攪拌好的液體倒入模具中，將模具放入60-80℃的烘箱中進(jìn)行發(fā)泡成型，待發(fā)泡成型完成后，將模具取出、拆模，即得到酚醛泡沫板進(jìn)行性能測(cè)試。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是：

本發(fā)明主要用于絕熱保溫和隔音等領(lǐng)域。尤其是作為絕熱保溫材料,其在建筑、石油化工、醫(yī)藥衛(wèi)生以及船舶運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。

本發(fā)明是利用3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚代替?zhèn)鹘y(tǒng)酚醛樹(shù)脂中的苯酚，與多聚甲醛進(jìn)行加成和縮聚，在傳統(tǒng)酚醛樹(shù)脂中引入了硝基，體系耐熱性得到大大提高，同時(shí)降低了酚醛泡沫的脆性，經(jīng)過(guò)發(fā)泡固化得到的酚醛泡沫具有優(yōu)異的耐熱性和力學(xué)性能。

本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)周期短、原料易得。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

下面結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對(duì)保護(hù)范圍的限制。同時(shí)下述實(shí)施實(shí)例中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得。

實(shí)施例所用原料如下：

3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚

多聚甲醛

氫氧化鈉

醋酸

吐溫-80

正戊烷

苯磺酸

實(shí)施例1

本發(fā)明為一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛泡沫，包括以下步驟：

將65g 3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的氫氧化鈉溶液0.65g加入到60℃的三口燒瓶中，混合均勻后，反應(yīng)5min，然后稱(chēng)量35g多聚甲醛于燒瓶中，反應(yīng)1h后，以3℃/min 的升溫速度緩慢升溫至150℃，恒溫?cái)嚢?.5后冷卻至室溫。用醋酸中和樹(shù)脂為中性，得到目標(biāo)酚醛發(fā)泡樹(shù)脂。

將酚醛發(fā)泡樹(shù)脂、吐溫-80、正戊烷：苯磺酸按配比100：12：10：12的比例進(jìn)行充分均勻混合，快速攪拌1min，然后將混好的物料轉(zhuǎn)移到模具中，在70℃下反應(yīng)10分鐘，脫模即得到酚醛泡沫板進(jìn)行性能測(cè)試。

實(shí)施例2

本發(fā)明為一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛泡沫，包括以下步驟：

將65g 3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的氫氧化鈉溶液0.65g加入到60℃的三口燒瓶中，混合均勻后，反應(yīng)5min，然后稱(chēng)量40g多聚甲醛于燒瓶中，反應(yīng)1h后，以3℃/min 的升溫速度緩慢升溫至150℃，恒溫?cái)嚢?.5后冷卻至室溫。用醋酸中和樹(shù)脂為中性，得到目標(biāo)酚醛發(fā)泡樹(shù)脂。

將酚醛發(fā)泡樹(shù)脂、吐溫-80、正戊烷：苯磺酸按配比100：12：10：12的比例進(jìn)行充分均勻混合，快速攪拌1min，然后將混好的物料轉(zhuǎn)移到模具中，在70℃下反應(yīng)10分鐘，脫模即得到酚醛泡沫板進(jìn)行性能測(cè)試。

實(shí)施例3

本發(fā)明為一種3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚甲醛的酚醛泡沫，包括以下步驟：

將65g 3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的氫氧化鈉溶液0.65g加入到60℃的三口燒瓶中，混合均勻后，反應(yīng)5min，然后稱(chēng)量45g多聚甲醛于燒瓶中，反應(yīng)1h后，以3℃/min 的升溫速度緩慢升溫至150℃，恒溫?cái)嚢?.5后冷卻至室溫。用醋酸中和樹(shù)脂為中性，得到目標(biāo)酚醛發(fā)泡樹(shù)脂。

將酚醛發(fā)泡樹(shù)脂、吐溫-80、正戊烷：苯磺酸按配比100：12：10：12的比例進(jìn)行充分均勻混合，快速攪拌1min，然后將混好的物料轉(zhuǎn)移到模具中，在70℃下反應(yīng)10分鐘，脫模即得到酚醛泡沫板進(jìn)行性能測(cè)試。

對(duì)比例

將65g苯酚溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的氫氧化鈉溶液0.65g加入到60℃的三口燒瓶中，混合均勻后，反應(yīng)5min，然后稱(chēng)量35g多聚甲醛于燒瓶中，反應(yīng)1h后，以3℃/min 的升溫速度緩慢升溫至90℃，恒溫?cái)嚢?.5后冷卻至室溫。用醋酸中和樹(shù)脂為中性，得到基礎(chǔ)酚醛發(fā)泡樹(shù)脂。

將酚醛發(fā)泡樹(shù)脂、吐溫-80、正戊烷：苯磺酸按配比100：12：10：12的比例進(jìn)行充分均勻混合，快速攪拌1min，然后將混好的物料轉(zhuǎn)移到模具中，在70℃下反應(yīng)10分鐘，脫模即得到酚醛泡沫板進(jìn)行性能測(cè)試。

本發(fā)明實(shí)施例所制備的改性酚醛樹(shù)脂與普通酚醛樹(shù)脂的性能對(duì)比如下表：

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由上表可見(jiàn)，本發(fā)明是利用3-硝基-4-羥乙基氨基苯酚代替?zhèn)鹘y(tǒng)酚醛樹(shù)脂中的苯酚，與多聚甲醛進(jìn)行加成和縮聚，在傳統(tǒng)酚醛樹(shù)脂中引入了硝基，體系耐熱性得到大大提高，同時(shí)降低了酚醛泡沫的脆性，并提高了酚醛樹(shù)脂的韌性，經(jīng)過(guò)發(fā)泡固化得到的改性酚醛泡沫殘?zhí)柯矢?、抗沖擊性能好、硬度適宜，拓寬了酚醛樹(shù)脂的應(yīng)用范圍。

上面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。