用于制备泡沫复合材料的方法技术

描述了用于制备聚苯乙烯-酚醛泡沫复合材料和前体组合物的方法。本方法生产具有尤其适用于隔热和阻燃应用中的有利特性的复合材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制备聚苯乙烯-酚醛泡沫复合材料及前体组合物的方法。本方法 生产具有尤其但不唯一地适用于隔热和阻燃应用中的有利特性的复合材料。
技术介绍
聚苯乙烯泡沫板或成型件在建筑施工中广泛地用于隔热和隔音。用于制造聚苯乙 烯泡沫板或成型件的传统方法如下： 1.由制造商提供以粒径分级的颗粒形式的可膨胀聚苯乙烯。此颗粒聚苯乙烯具有 溶解在其中的一定比例的发泡剂，例如戊烷。 2.使颗粒在流化床中暴露在热量下，通常为蒸汽下。当颗粒从流化床底部到达顶 部时，它们会发生软化，并且当戊烷从固体溶液中损失时，所释放的气体使得软化的聚苯乙 烯颗粒膨胀到它们原始体积的50倍。颗粒变得接近球形，具有极低的密度。在流化床顶部收 集膨胀的聚苯乙烯颗粒。在这种初步膨胀过程后，颗粒仍包含少量的戊烷。 3.将干燥颗粒引入其壁上穿透有许多小孔的模具中。然后可以压缩干燥颗粒。将 蒸汽引入含有聚苯乙烯颗粒的容器中。聚苯乙烯颗粒发生软化并且残留的戊烷得到释放。 在此第二阶段中，注入物的体积膨胀受到模具壁的限制，使得颗粒聚集在一起并使它们熔 合以形成膨胀聚苯乙烯泡沫的单一轻质物。 4.如果模具的形式为块，则随后将膨胀聚苯乙烯的块切成板。这些切片可用作隔 热壁或面板的芯。 聚苯乙烯泡沫的一个缺点在于它们极易在火焰中燃烧和/或熔化，进而导致结构 强度的损失。相比起来，作为一类材料的具有酚醛树脂基质的泡沫(其为酚醛泡沫）因它们 极佳的阻燃性和热性能而被知晓，但是，它们的以高脆性和易碎性为代表的不良结构特性 对它们在多个应用领域中的商业潜能造成了阻碍。 希望确定解决上述局限性的新型泡沫产物，并且还希望采用使用了常用的工艺设 备(如蒸汽彻块成型机)的制造方法。
技术实现思路
提供了一种用于制备颗粒组合物的方法，其包含以下步骤： a)在酸性催化剂的存在下形成可膨胀热塑性微球、反应性可熔性酚醛树脂和可膨 胀聚苯乙烯颗粒的混合物；以及 b)调节混合物，以部分固化反应性可熔性酚醛树脂。 该方法可以包含以下步骤： a)在酸性催化剂的存在下形成可膨胀热塑性微球和反应性可熔性酚醛树脂的混 合物； b)将步骤a)中形成的混合物和可膨胀聚苯乙烯颗粒结合，形成混合物； c)调节步骤b)中形成的混合物，以部分固化反应性可熔性酚醛树脂。 还提供了 一种制备颗粒组合物的方法，其包含以下步骤： a)在酸性催化剂的存在下形成可膨胀热塑性微球、反应性可熔性酚醛树脂和可膨 胀聚苯乙烯颗粒的混合物；以及 b)调节混合物； 其中，以组合物和水的总重量计，颗粒组合物的含水量按重量计小于10%。 还提供了一种用于制备颗粒组合物的方法，其包含以下步骤： a)在酸性催化剂的存在下形成可膨胀热塑性微球和反应性可熔性酚醛树脂的混 合物； b)将步骤a)中形成的混合物和可膨胀聚苯乙烯颗粒结合，形成混合物； c)调节步骤b)中形成的混合物； 其中，以组合物和水的总重量计，颗粒组合物的含水量按重量计小于10%。 该颗粒组合物可同时包含部分固化的可熔性酚醛树脂和低于10%的含水量(基于 组合物和水的总重量，按重量计）。 在任何前述方法中，在将可熔性酚醛树脂与酸性催化剂结合之后，当所述混合物 处于20°C的温度下时，可使其与可膨胀聚苯乙烯颗粒在30分钟内结合，或者，当所述混合物 处于20°C的温度下时，可使其与可膨胀聚苯乙烯颗粒在15分钟内结合，或者，当所述混合物 处于20°C的温度下时，可使其与可膨胀聚苯乙烯颗粒在10分钟内结合。 本文中所公开的方法得到具有极佳操作品质的颗粒组合物。组合物具有有利的高 流动性，使得能够在制造操作期间轻松地转移和处理颗粒。如本文中所用，术语部分地固化意指可熔性酚醛树脂可以没有经受80°C以上，或 不超过70°C的温度，或者，可熔性酚醛树脂可以没有经受80°C以上或不超过70°C的温度长 达1小时以上，或者，可熔性酚醛树脂可以没有经受80°C以上或不超过70°C的温度长达0.5 小时以上。 颗粒组合物的至少一种成分可以以水溶液、分散体或悬浮液的形式提供。在调节 过程中，可以从组合物中移除一些水，这样做的结果是，颗粒组合物基本变干，从而使其能 自由流动并容易转移。如此上下文中所用，术语"基本上"意指以组合物和水的总重量计，颗 粒组合物包含按重量计小于10 %的水，或小于7%的水，或小于5 %的水，或小于3 %的水，或 小于1 %的水，或0%的水。 本文中所公开的方法可得到基本上不溶于水中的部分固化可熔性酚醛树脂。 本文中所公开的方法可包括在调节前将填料与可膨胀热塑性微球、反应性可熔性 酚醛树脂或可膨胀聚苯乙烯颗粒中的一种或多种或其混合物结合的任选步骤。可将填料加 入可膨胀热塑性微球中。可使用多种填料。可根据最终产物所需的特点使用一种或多种填 料。合适的非限制性填料包括颗粒娃土、滑石、高岭土、粘土和二氧化钛、玻璃纤维、纳米复 合材料和纳米颗粒。可使用无机化合物，例如颗粒无机化合物。以颗粒组合物的总重量计， 填料按重量计可以0.5%至60%，或1 %至20%，或2%至15%的量存在。可以通过用一种或 多种试剂进行处理来适当地改变填料的特性，例如以改变填料的表面特性。这种处理可例 如降低可溶性填料在液体(特别是水性液体）中的溶解性。对(多种)改性剂的选择将取决于 填料的期望特点。一类改性剂包括硅烷。 填料可具有0 · 1mm至5mm之间的粒径，或者粒径可在0 · 5mm至2mm之间。颗粒填料可 以是颗粒硼酸。颗粒硼酸的粒径可为约1mm。可以用硅烷处理颗粒硼酸，以得到涂覆硅烷的 颗粒硼酸。硅烷用来降低硼酸的水溶解度。任选地在填料的存在下，热塑性微球可与可膨胀聚苯乙烯颗粒和可熔性酚醛树脂 结合，并且所得混合物用酸性催化剂进行处理。热塑性微球可先利用酸性催化剂处理并且所得混合物与可膨胀聚苯乙烯颗粒和 可熔性酚醛树脂结合。然后，可将填料加入所得混合物中。或者，可以在将热塑性微球、可膨 胀聚苯乙烯颗粒和可熔性酚醛树脂结合的同时添加填料。 其它组分可包括在本文所公开的方法中，以改善产物的特定物理特性或者降低成 本。这些组分可以添加到可膨胀聚苯乙烯、可熔性酚醛树脂或热塑性微球中的一种或多种， 或者在这些组分进行混合的任何阶段中添加。例如，可以加入包含例如氯、溴、硼、磷或氨 (尤其是磷酸铵）的阻燃剂来增强阻燃性。也可以有效地使用可膨胀石墨。石墨在遇到火焰 而暴露于高温下时可发生膨胀。 -种或多种表面活性剂也可包括在本文中所公开的方法中。适合的表面活性剂包 括硅氧烷聚醚，例如硅氧烷乙二醇共聚物。 也可添加防水剂，例如含硅水性乳液，以控制或降低吸水率。 可利用其他添加剂和/或改性剂处理本文中所公开的方法的一种或多种成分。例 如，它们可以用导热性改性剂进行处理，例如碳，特别是水性分散碳。热塑性微球可以用导 热性改性剂进行处理，例如碳，特别是水性分散碳。 还提供了一种用于制备颗粒组合物的方法，其包含以下步骤： a)形成可膨胀热塑性微球和酸性催化剂的混合物； b)将a)中形成的混合物与反应性可熔性酚醛树脂结合； c)将b)中形成的混合物和可膨胀聚苯乙烯颗粒结合； d)调节步骤c)中形成的混合物，以部分固化反应性可熔性酚醛树脂。 还提供了一种用于制备颗粒组合物的方法，其包含以下步骤： 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备颗粒组合物的方法，其包含以下步骤：a)在酸性催化剂存在下，形成可膨胀热塑性微球、反应性可熔性酚醛树脂和可膨胀聚苯乙烯颗粒的混合物；以及b)调节所述混合物，以部分地固化所述反应性可熔性酚醛树脂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：夫伦·布雷斯格德尔，迈克尔·蒙蒂，戈登·史密斯，斯蒂芬·克拉克，斯蒂芬·麦克米伦，朱利安·格林，默里·奥尔皮，
申请(专利权)人：阿克斯拉姆有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU