一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂及其制备方法技术

一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂及其制备方法，涉及一种发泡树脂及其制备方法，改性酚醛发泡树脂采用低粘度端羟基聚硅氧烷硅橡胶作为改性剂，利用端羟基聚硅氧烷硅橡胶中的羟基与酚醛树脂中的酚羟基发生脱水缩合反应，形成接枝共聚物，同时在体系中引入硅氧链段，增加了酚醛树脂的韧性，该方法制备的酚醛树脂，降低了酚羟基和水分的相对含量，使改性的热固性酚醛树脂的热稳定性和力学性能得到了改善。采用本发明专利技术制备的酚醛泡沫板，综合性能优异，使其不仅应用于建筑外墙外保温中，还可应用在其他适合的领域，使酚醛泡沫板的应用范围得到扩大。

Hydroxy hydroxyl polysiloxane silicone rubber copolymerized phenolic foaming resin and preparation method thereof

A hydroxyl terminated polysiloxane copolymer foaming phenolic resin and a preparation method thereof, and relates to a foaming resin and a preparation method of modified phenolic foam resin with low viscosity hydroxyl terminated polysiloxane as modifier, the phenolic hydroxyl hydroxyl terminated polysiloxane in silicone rubber and phenolic resin in the dehydration condensation reaction at the same time, the formation of graft copolymer, introducing silicon oxygen segments in the system, increase the toughness of phenolic resin, phenolic resin prepared by this method, reduced the relative content of phenolic hydroxyl group and water, the thermal stability and mechanical properties of thermosetting phenolic resin modified by improved. The phenolic foam board prepared by the invention has excellent comprehensive performance, which not only can be applied to the external thermal insulation of the building exterior wall, but also can be applied to other suitable fields, so that the application range of the phenolic foam board is enlarged.

【技术实现步骤摘要】
一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂及其制备方法
本专利技术涉及一种发泡树脂及其制备方法，特别是涉及一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂及其制备方法。
技术介绍
酚醛泡沫塑料是近些年发展起来的一类新型泡沫塑料，酚醛泡沫相对于聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫，在耐高温方面有明显优势，而且其质轻、隔热、燃烧时低烟、低毒、无明显火焰、无滴落物、热导率低，隔热性能好，优良的电绝缘性能，耐化学腐蚀的优点，因此在建筑保温、石油化工行业、航空航天器绝热方面有广阔的应用前景。然而，酚醛发泡树脂其缺点也很突出。在泡沫板中主要体现为脆性大，抗冲击强度差，同时游离甲醛的释放对环境和人体也会造成伤害。改善酚醛树脂的韧性是当下酚醛发泡保温板行业的一个大问题，一些研究者为此做了很多有益的探索。专利CN200810060760采用橡胶增韧的方法对酚醛树脂进行改性，也在一定程度上达到了增韧的效果。具体技术路线为通过在酚醛树脂水溶液中添加丁腈橡胶的乳液，使酚醛树脂的韧性得到提高。但是由于橡胶乳液是一个亚稳态体系，在酚醛树脂水溶液中不能实现均相共混，因此这种方法改性的酚醛树脂稳定性较差，在使用过程中容易出现相分离。另外，由于是非均相共混，因此当胶黏剂固化时，橡胶的分布不均匀，导致增韧效果较差。专利CN103468183A利用硼酸与有机硅预聚物来制备聚硼硅氧烷，并将其用于酚醛树脂的改性，改性后的树脂耐热性能以及韧性大幅提高，但是在合成路线中存在如下的问题：其反应条件苛刻，需要300℃高温，对真空度要求很高，对设备和人员的技术要求也很高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂及其制备方法，本专利技术制备改性的酚醛树脂过程中，端羟基聚硅氧烷硅橡胶分子两端的羟基可与酚醛树酯中的酚羟基发生脱水缩合反应，形成接枝共聚物，从而起到内增韧的作用。而且在体系中引入硅氧链段，也增加了酚醛树脂的韧性，发泡制备的酚醛泡沫断裂伸长率、冲击强度和抗拉强度都明显改善，拓宽了酚醛树脂的应用范围。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，树脂合成阶段各组分按重量计，由酚类化合物100份、醛类化合物45-85份、改性剂10-40份、催化剂1-6份、组成；树脂发泡阶段，各组分按重量计，由改性后酚醛树脂100份、表面活性剂2-15份、发泡剂8-16份、固化剂10-20份组成。所述的一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，所述的改性剂为低粘度107硅橡胶，与酚醛树脂共聚机理如下：。所述的一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，所述酚类化合物选自苯酚、甲酚、二甲酚、壬基苯酚、双酚A、间苯二酚、丙基苯酚、乙基苯酚与腰果酚中的一种或多种。所述的一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，所述醛类化合物选自甲醛、乙醛、丁醛、聚甲醛与糠醛中的一种或多种。所述一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾等强碱物质中的一种或多种。所述的一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，所述的表面活性剂为吐温-80、硅油中的至少一种。所述的一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，所述的发泡剂为正戊烷、异戊烷中的至少一种。所述的一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，所述的固化剂为对甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯酚磺酸、苯磺酸中的一种或几种硫酸中的一种或多种。一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将定量的酚类化合物、催化剂、醛类化合物依次加到约50~80℃反应釜中反应，再加入低粘度107硅橡胶，高速搅拌使混合均匀，通N2保护，以1～5℃/min的升温速度缓慢升温至80~100℃，恒温搅拌1.5-2.5h后冷却至室温，用醋酸中和树脂液中性，然后减压蒸除体系中的小分子直至无液体排出，得粘稠液体，一种107硅橡胶共聚酚醛发泡树脂；改性酚醛树脂置于容器中待用，依次称量表面活性剂、发泡剂、加入容器中，快速搅拌，搅拌1-3分钟，再将称量好的固化剂倒入容器中，搅拌1-2分钟，然后将搅拌好的液体倒入模具中，将模具放入60-80℃的烘箱中进行发泡成型，待发泡成型完成后，将模具取出、拆模，即得到酚醛泡沫板进行性能测试。本专利技术的优点与效果是：本专利技术酚醛泡沫板作为一种新型多用途泡沫材料，其主要用于绝热保温和隔音等领域。尤其是作为绝热保温材料,其在建筑、石油化工、医药卫生以及船舶运输等领域的应用,正得以快速发展。1．本专利技术是利用低粘度端羟基聚硅氧烷硅橡胶为增韧剂改性酚醛树脂，硅橡胶分子两端的羟基可与酚醛树酯中苯酚分子上的酚羟基发生脱水缩合反应，形成接枝共聚物，而起到内增韧的作用。2．在反应的过程中，在酚醛树脂分子中加入硅氧链段，增加了酚醛树脂的韧性，断裂伸长率、冲击强度和抗拉强度都明显改善，拓宽了酚醛树脂的应用范围。3．本专利技术的制备工艺简单、反应周期短、原料易得。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。实施所用材料：107硅橡胶（黏度为1500-3000Cp）苯酚多聚甲醛氢氧化钠乙酸吐温-80正戊烷苯磺酸实施例1将65g苯酚溶液、质量分数为50%的氢氧化钠溶液0.65g加入到60℃的三口烧瓶中，混合均匀后，反应5min，然后称量35g多聚甲醛于烧瓶中，反应1h后，再加入15g107硅橡胶，高速搅拌使混合均匀，通N2保护，以3℃/min的升温速度缓慢升温至90℃，恒温搅拌1.5后冷却至室温。用醋酸中和树脂为中性，得到107硅橡胶共聚酚醛发泡树脂。将酚醛发泡树脂、吐温-80、正戊烷：苯磺酸按配比100：12：10：12的比例进行充分均匀混合，快速搅拌1min，然后将混好的物料转移到模具中，在70℃下反应10分钟，脱模即得到酚醛泡沫板进行性能测试。实施例2将65g苯酚溶液、质量分数为50%的氢氧化钠溶液0.65g加入到60℃的三口烧瓶中，混合均匀后，反应5min，然后称量35g多聚甲醛于烧瓶中，反应1h后，再加入20g107硅橡胶，高速搅拌使混合均匀，通N2保护，以3℃/min的升温速度缓慢升温至90℃，恒温搅拌1.5后冷却至室温。用醋酸中和树脂为中性，得到107硅橡胶共聚酚醛发泡树脂。将酚醛发泡树脂、吐温-80、正戊烷：苯磺酸按配比100：12：10：12的比例进行充分均匀混合，快速搅拌1min，然后将混好的物料转移到模具中，在70℃下反应10分钟，脱模即得到酚醛泡沫板进行性能测试。实施例3将65g苯酚溶液、质量分数为50%的氢氧化钠溶液0.65g加入到60℃的三口烧瓶中，混合均匀后，反应5min，然后称量35g多聚甲醛于烧瓶中，反应1h后，再加入25g107硅橡胶，高速搅拌使混合均匀，通N2保护，以3℃/min的升温速度缓慢升温至90℃，恒温搅拌1.5后冷却至室温。用醋酸中和树脂为中性，得到107硅橡胶共聚酚醛发泡树脂。将酚醛发泡树脂、吐温-80、正戊烷：苯磺酸按配比100：12：10：12的比例进行充分均匀混合，快速搅拌1min，然后将混好的物料转移到模具中，在70℃下反应10分钟，脱模即得到酚醛泡沫板进行性能测试。实施例4将65g苯酚溶液、质量分数为50%的氢氧化钠溶液加入到60℃的三口烧瓶中，混合均匀后，反应5min，然后称量35g多聚甲醛于烧瓶中，反应1h后，再加入30g1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，其特征在于，树脂合成阶段各组分按重量计，由酚类化合物100份、醛类化合物45‑85份、改性剂10‑40份、催化剂1‑6份、组成；树脂发泡阶段，各组分按重量计，由改性后酚醛树脂100份、表面活性剂2‑15份、发泡剂8‑16份、固化剂10‑20份组成。

【技术特征摘要】
1.一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，其特征在于，树脂合成阶段各组分按重量计，由酚类化合物100份、醛类化合物45-85份、改性剂10-40份、催化剂1-6份、组成；树脂发泡阶段，各组分按重量计，由改性后酚醛树脂100份、表面活性剂2-15份、发泡剂8-16份、固化剂10-20份组成。2.根据权利要求1所述的一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，其特征在于，所述的改性剂为低粘度107硅橡胶，与酚醛树脂共聚机理如下：。3.根据权利要求1所述的一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，其特征在于，所述酚类化合物选自苯酚、甲酚、二甲酚、壬基苯酚、双酚A、间苯二酚、丙基苯酚、乙基苯酚与腰果酚中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，其特征在于，所述醛类化合物选自甲醛、乙醛、丁醛、聚甲醛与糠醛中的一种或多种。5.根据权利要求1所述一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，其特征在于，所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾等强碱物质中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的一种端羟基聚硅氧烷硅橡胶共聚酚醛发泡树脂，其特征在于，所述的表面活性剂为吐温-80、硅油...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛铁军，王佳，王成城，徐志华，唐恺鸿，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21