一种高阻燃改性酚醛树脂泡沫塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高阻燃改性酚醛树脂泡沫塑料及其制备方法，所述高阻燃改性酚醛树脂泡沫塑料按重量份包括如下原料：改性酚醛树脂100份，表面活性剂5-20份，发泡剂6-15份，促进剂2-8份，增韧剂10-20份，固化剂10-18份。本发明专利技术所制备得到的高阻燃改性酚醛树脂泡沫塑料具有良好的阻燃性能，其泡沫塑料韧性与强度都得到了较大程度的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及泡沫塑料
，尤其涉及一种高阻燃改性酚醛树脂泡沫塑料及其 制备方法。
技术介绍
酚醛泡沫塑料有"保温材料之王"的美誉，其隔热、耐高温性能好，是第三代防火保 温隔热材料。由于其具有导热系数低、隔热、轻质、绝缘等突出的特点，具有广阔的应用前 景。然而由于酚醛泡沫塑料存在脆性大、易粉化掉渣、韧性差等缺点，严重制约了它的应用 范围和使用寿命。因此，科研人员对酚醛泡沫塑料改性进行了许多研究。Lei Shiwen等研 究发现，采用纳米孔结构可以显著改善酚醛泡沫塑料的压缩强度和保温性能。Maria L.等 优化了环氧树脂改性酚醛泡沫塑料的方法，研究了环氧树脂改性酚醛泡沫塑料的组成和结 构之间的关系及环氧树脂改性酚醛泡沫塑料的力学性能和阻燃性能。 根据三聚氰胺甲醛泡沫密度低，泡沫孔为开孔结构，具备良好的力学、耐热、耐老 化、耐冲击等性能，以及三聚氰胺甲醛本体阻燃，能够消除传统泡沫塑料的火灾安全隐患的 特点。面对传统的酚醛泡沫塑料的力学性能和阻燃性能的缺陷，现有技术中还没有通过用 三聚氰胺甲醛来改性酚醛树脂，以获得一种综合酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂优点的泡沫 塑料。由于酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂本身都具有的刚性结构特点，二者单纯的复混因 相分离导致分散不均匀、性能上不稳定，加工性能差。因此，如果能找出一种能够使二者进 行化学接枝反应，从而达到利用三聚氰胺甲醛对酚醛树脂进行改性，实现增强酚醛树脂的 力学、阻燃等方面性能，同时具有减少泡沫掉渣率、提高韧性的效果，其具有重要的意义。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高阻燃改性酚醛树脂泡沫塑料 及其制备方法，所述高阻燃改性酚醛树脂泡沫塑料具有良好的阻燃性能，其泡沫塑料的韧 性与强度都得到了较大程度的提高。 本专利技术提出的一种高阻燃改性酚醛树脂泡沫塑料，按重量份包括如下原料： 改性酚醛树脂 100份 表面活性剂 5-20份 发泡剂 6-15份 促进剂 2-8份 増韧剂 10-20份 固化剂 10-18份; 所述改性酚醛树脂的制备工艺包括：将苯酚与甲醛溶液混匀，升温至4〇-5〇°C，加 入氢氧化钠溶液，调节pH值为9-10,升温至60-80°C，搅拌反应0. 5-1. 5h，加入KH-560,升 温至90-KKTC，搅拌反应l_3h，冷却至室温，得到胶状液；向所述胶状液中加入三聚氰胺甲 醛预聚体，升温至80-100°C，在氮气条件下搅拌反应l_3h，加酸调节pH为7-8,减压蒸馏，得 到所述改性酚醛树脂。 优选地，所述改性酚醛树脂的制备工艺包括：按重量份将苯酚100份与30-37wt % 的甲醛溶液150-180份混匀后，升温至42-48°C，加入15-25wt %的氢氧化钠溶液，调节pH 值为9-10,升温至65-75°C，搅拌反应0. 5-lh，加入KH-5602-6份，以2-3°C /min的升温速 率升温至93-98Γ，搅拌反应l_2h，冷却至室温，得到胶状液；向所述胶状液中加入三聚氰 胺甲醛预聚体，升温至85-98Γ，在氮气条件下搅拌反应2-3h，加酸调节pH为7-8,减压蒸 馏，得到所述改性酚醛树脂。 优选地，所述三聚氰胺甲醛预聚体是通过将30-37wt%的甲醛溶液与三聚氰胺按 摩尔比1:1-3进行反应制得。 优选地，所述表面活性剂选自聚硅氧烷、聚氧乙烯醚、聚氧丙烯、聚氧乙烯聚氧丙 烯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚山梨酯、吐温系列中的一种或多种。 优选地，所述发泡剂选自二氯甲烷、异戊烷、正戊烷、环戊烷、正丁烷、4，4 ' -二苯基 甲烷二异氰酸酯中的一种或者多种。 优选地，所述促进剂按重量份包括纳米硅酸钙10-20份、硫酸铵5-10份、滑石粉 1-5份、羧甲基纤维素钠1-5份。 优选地，所述增韧剂选自丁腈橡胶、聚氨酯预聚体、环氧树脂中的一种或多种。 优选地，所述固化剂为酸、多元醇与水的混合物，所述酸、多元醇与水的重量配比 为8-10 :1-3 :1-3 ;优选地，所述酸选自盐酸、硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯磺酸 和苯酚磺酸中的一种或多种；所述多元醇选自乙二醇、聚乙二醇、丙三醇和二丙二醇中的一 种或多种。 优选地，所述的高阻燃改性酚醛树脂泡沫塑料的制备方法，包括：将所述改性酚醛 树脂加热至30-40°C，向里加入表面活性剂、发泡剂、促进剂、增韧剂，搅拌l_3min，再加入 固化剂搅拌均匀，得到混合物；将所述混合物倒入模具中，并送入远红外加热炉中，调节温 度为60-80°C，预发泡0. 5-lh，然后升温至110-130°C，高温烘烤l_2h，得到所述高阻燃改性 酚醛树脂泡沫塑料。 本专利技术所述高阻燃改性酚醛树脂泡沫塑料中，所述改性酚醛树脂是先在碱性条件 下得到羟甲基含量较多的酚醛树预聚体；再加入硅烷偶联剂KH-560,由于KH-560在水解反 应生成硅醇，在一定温度下可进行缩聚反应生成硅氧烷，并且环氧环亦可以在碱性条件下 发生开环反应，产生端羟基醇，由此产生带有活性基团的长柔性链，因此KH-560水解产生 的长柔性链上的硅羟基以及环氧环开环产生端羟基与羟甲基含量较多的酚醛树预聚体发 生缩合反应，通过在缩聚的酚醛网状大分子中引入长柔性链，并且该长柔性链上含有的羟 基可以与三聚氰胺甲醛上的氮羟甲基和氨基进行化学反应，最终在酚醛树脂中引入三聚氰 胺甲醛，得到改性酚醛树脂；一方面，随着KH-560的长柔性链的引入，使得酚醛树脂中刚性 结构减少，提高了酚醛泡沫塑料的柔韧性能；另一方面三聚氰胺甲醛通过KH-560的长柔性 链与酚醛树脂交联，利用三聚氰胺甲醛的性能，大大改善了酚醛树脂的阻燃和力学性能，由 此得到一种综合性能优异的改性酚醛树脂泡沫材料； 此外，本专利技术中还加入二氯甲烷、异戊烷等组成的发泡剂，使所述泡沫塑料发泡均 匀，泡孔大小相近，而且其均为物理发泡剂，发泡温度低，易于控制，还能节约能耗；加入的 表面活性剂，其对二氯甲烷、异戊烷等组成的发泡剂可以起到非常好的稳泡、匀泡效果；加 入的促进剂用于改善发泡材料的加工性能和力学性能并降低树脂物料的用量；增韧剂与改 性酚醛树脂复配，进一步提高了泡沫塑料的柔韧性能；固化剂选择为酸、多元醇与水的混合 物，水的加入使得固化剂更加稳定，且无结晶现象，多元醇则使固化作用更缓和，使改性酚 醛泡沫材料更具有韧性；酸则与多元醇发生酯化，酯基含量的增加使改性酚醛泡沫塑料的 韧性进一步增强，强度也有明显的提高。【具体实施方式】 下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。 实施例1 本专利技术提出一种高阻燃改性酚醛树脂泡沫塑料，按重量份包括如下原料：改性酚 醛树脂100份，聚硅氧烷5份，二氯甲烷15份，促进剂2份，丁腈橡胶20份，固化剂10份； 所述改性酚醛树脂的制备工艺包括：按重量份将苯酚100份与30wt%的甲醛溶液 180份混匀后，升温至40°C，加入25wt%的氢氧化钠溶液，调节pH值为9-10,升温至60°C， 搅拌反应1. 5h，加入KH-5602份，以3°C /min的升温速率升温至90°C，搅拌反应3h，冷却至 室温，得到胶状液；向所述胶状液中加入三聚氰胺甲醛预聚体，升温至80°C，在氮气条件下 搅拌反应3h，加酸调节pH为7-8,减压蒸馏，得到所述改性酚醛树脂；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高阻燃改性酚醛树脂泡沫塑料，其特征在于，按重量份包括如下原料：所述改性酚醛树脂的制备工艺包括：将苯酚与甲醛溶液混匀，升温至40‑50℃，加入氢氧化钠溶液，调节pH值为9‑10，升温至60‑80℃，搅拌反应0.5‑1.5h，加入KH‑560，升温至90‑100℃，搅拌反应1‑3h，冷却至室温，得到胶状液；向所述胶状液中加入三聚氰胺甲醛预聚体，升温至80‑100℃，在氮气条件下搅拌反应1‑3h，加酸调节pH为7‑8，减压蒸馏，得到所述改性酚醛树脂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭其周，
申请(专利权)人：芜湖市伟华泡塑有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34