一种具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂及制备方法技术

本发明专利技术提供一种具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂及制备方法，首先采用硅酸酯水解得到硅溶胶，再通过纳米种子聚合法，经水洗、老化、干燥步骤，得到纳米级微球硅胶，最后由微球硅胶吸附OBSH作为酚醛塑料的复合发泡剂。所述硅胶微球是一种弹性体，吸附了OBSH之后可起到稳定OBSH的作用，采用复合发泡剂与酚醛塑料共混，发泡后，微球硅胶能起到增韧效果，克服了现有方法制备的酚醛泡沫质地较脆、韧性不足、易粉化和易掉渣的缺点。

A kind of phenolic plastic foaming agent with toughening function and preparation method

The invention provides a function with toughened phenolic plastics foaming agent and preparation method, first using silica sol silicate hydrolysis by nano seed polymerization, after washing, aging and drying steps, the nanometer silica microspheres, finally by silica microspheres for adsorption of OBSH as composite foaming agent phenolic plastics. The silica gel is an elastic body, after adsorption of OBSH could play a stable role of OBSH, the composite foaming agent and phenolic resin blend, foaming, silica microspheres can play a toughening effect, overcomes the defects of the existing method for preparing phenolic foam crisp texture, toughness, easy pulverization and easy dregs the disadvantage of.

【技术实现步骤摘要】
一种具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂及制备方法
本专利技术涉及高分子复合材料加工领域，具体涉及一种具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂及制备方法。
技术介绍
酚醛泡沫塑料(PF)是由酚醛树脂加入表面活性剂、发泡剂、固化剂等多种加工助剂，经搅拌、发泡、熟化而成的泡沫塑料。因其具有良好的保温效果而被称为“保温之王”，与聚苯乙烯泡沫，聚氯乙烯泡沫，聚氨酯泡沫相比较，酚醛泡沫塑料又具有轻质、难燃、自熄、低烟、耐火焰、遇火无滴落物、不产生有毒气体等优点，因此在发达国家的研究开发相当活跃。它适用于大型冷库、贮罐、船舶及各种保温管道和建筑业。如果用于防火要求严格的厂矿及机械设备，更能突出它难燃、低烟、抗高温歧变的特点。在轮船、军舰、火车、装甲车的保温以及造纸、化工、制药等方面大量应用。尽管酚醛泡沫具有优异的综合性能，使用范围广泛，是一种很有发展的隔热材料，但酚醛泡沫存在的缺陷也是不容忽视的，其韧性不足、易粉化和易掉渣等缺点仍有待进一步改善。酚醛树脂发泡一般选用低沸点的液态发泡剂。低沸点的烷烃是生产酚醛泡沫塑料的常用发泡剂，如环戊烷、正戊烷、正丁烷、异戊烷、石油醚等，由于发泡效率高，价格较低，故广为应用，但这些发泡剂都易燃，故存在安全隐患。固体发泡剂一般采用与酸反应或受热分解的化学发泡剂，如硫酸钠、碳酸钠、碳酸铵、碳酸钙，但是这种发泡剂将引入无机盐类，导致酚醛塑料中已形成微晶颗粒，与酚醛聚合物之间没有链段连接，降低酚醛树脂性能。中国专利技术专利申请号201410472488.8公开了一种增韧的酚醛树脂，由下列重量份的原料制成：多聚甲醛50-150份、苯酚100-200份、增韧剂20-50份、发泡剂20-40份、匀泡剂1-5份、固化剂30-50份和表面活性剂1-10份。该专利技术中发泡剂为正戊烷，增韧剂为1-甲基-4-[(二甲胺基)甲基]-2-[(3，4-二氟苯基)硫甲基]-5-羟基-6-溴-1H-吲哚-3-羧酸乙酯盐酸盐。中国专利技术专利申请号201210477582.3公开了一种增韧改性酚醛树脂发泡材料及其制备方法，该专利技术通过壬基酚型酚醛树脂和苯酚型酚醛树脂等改性酚醛树脂为原料，发泡剂采用正戊烷或石油醚，进而发泡制备出增韧酚醛树脂材料。综上所述，现有技术对酚醛树脂进行增韧改性一般通过添加增韧剂的方式或者对酚醛树脂本体进行增韧改性，并不能克服现有技术中使用的发泡剂存在安全隐患以及存在降低酚醛树脂性能缺点，因此，亟待开发一种具有增韧功能且稳定可靠的酚醛塑料发泡剂。
技术实现思路
针对现有技术中使用的发泡剂存在安全隐患以及存在降低酚醛树脂性能缺点的技术缺陷，本专利技术提出一种具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂及制备方法，制备出一种由微球硅胶吸附OBSH的复合发泡剂，采用该复合发泡剂发泡制备的酚醛塑料，微球硅胶能起到增韧效果，克服了现有方法制备的酚醛泡沫质地较脆、韧性不足、易粉化和易掉渣的缺点。为解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：一方面提供一种具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂，所述具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂由下列重量份的原料制备而成：OBSH15-25份硅酸酯12-20份盐酸2-5份去离子水38-50份纳米种子剂2-10份分散剂1.5-5份其中，所述硅酸酯为正硅酸乙酯、硅酸异丙酯、硅酸甲酯、四(2-甲氧乙醇)硅酸酯、四(2-乙基己基)硅酸酯中的一种或几种，所述盐酸的体积浓度为3-7%，所述纳米种子剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种，所述分散剂为Span80、Tween40中的至少一种。另一方面，提供一种具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂的制备方法，采用微球硅胶和发泡剂OBSH复合，得到具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂，具体方法如下：（1）将2-5份盐酸、12-20份硅酸酯和38-50份去离子水混合，充分搅拌，形成均匀分散的水相硅溶胶；（2）向步骤（1）得到水相硅溶胶中加入2-10份纳米种子剂，1.5-5份分散剂，不断搅拌，使纳米种子剂均匀地分散进入硅溶胶中；（3）对步骤（2）获得的硅溶胶加热，所述硅溶胶聚合老化，再经过水洗、干燥和高温处理，得到粒径均一的纳米级微球硅胶；（4）将步骤（3）获得的纳米级微球硅胶与OBSH粉末混合，搅拌均匀，OBSH粉末吸附在硅胶微球表面，得到具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂。优选的，所述纳米种子剂采用导管导入所述硅溶胶中，搅拌速度为2-8rpm/分钟。优选的，所述步骤（3）中老化反应的温度为60-80℃。优选的，所述水洗、干燥工艺为用去离子水，以5-10cm3/分钟的流量冲洗，然后在1-500Pa的真空环境中快速干燥。优选的，所述高温处理的温度为120-140℃，处理时间为1-2min。优选的，所述硅胶微球的平均粒径在20-100纳米。进一步提供一种具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂在制备酚醛泡沫塑料中应用。本专利技术提供一种具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：1、本专利技术提供的一种具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂及制备方法，采用硅酸酯水解得到硅溶胶，再通过纳米种子聚合法，经水洗、老化、干燥步骤，得到纳米级微球硅胶，最后由微球硅胶吸附OBSH作为酚醛塑料的复合发泡剂，克服了现有的发泡剂存在安全隐患以及存在降低酚醛树脂性能缺点，加入后发泡剂分散均匀，发泡效果提升。2、本方案以纳米级微球硅胶作为增韧材料与发泡剂一起加入树脂，在发泡过程中微球硅胶与酚醛树脂之间存在共价键连接，使得发泡后酚醛树脂的韧性大幅提升。3、本专利技术公开的方案制备工艺简单，原料来源广泛，成本低廉，环境稳定，易储存输运，易于实现规模化工业生产。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本专利技术的范围内。实施例1（1）将2份浓度为7%盐酸、12份正硅酸乙酯和50份去离子水混合，充分搅拌，形成均匀分散的水相硅溶胶；（2）将导管插入步骤（1）得到水相硅溶胶硅溶胶液面以下，将2份纳米种子剂聚乙烯醇通过导管导入到硅溶胶中，再加入1.5份Span80，设置搅拌速度为8rpm/分钟，不断搅拌，使纳米种子剂均匀地分散进入硅溶胶中；（3）对步骤（2）获得的硅溶胶加热，所述硅溶胶聚合老化，老化反应的温度为80℃，用去离子水，以10cm3/分钟的流量冲洗，然后在1Pa的真空环境中快速干燥，最后经高温处理，设置高温处理的温度为120℃，处理时间为2min，得到粒径均一的纳米级微球硅胶，纳米级微球硅胶平均粒径为80纳米；（4）将步骤（3）获得的纳米级微球硅胶与23份OBSH粉末混合，搅拌均匀，OBSH粉末吸附在硅胶微球表面，得到具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂。将25g本实施例中制备的具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂应用在制备酚醛泡沫塑料，取多聚甲醛100克、苯酚130克，固化剂苯酚磺酸水溶液的35克和表面活性剂吐温80克，进行发泡，获得酚醛泡沫塑料。按照GB/T1701-2001PBT对实施例中制备的酚醛树脂样条的《塑料拉伸性能测试方法》、GB/T9341-88《塑料弯曲性能测试方法》和GB/T1043-79《塑料简支梁冲击试验方法》的要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂，其特征在于，所述具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂由下列重量份的原料制备而成：OBSH              15‑25份硅酸酯            12‑20份盐酸              2‑5份去离子水          38‑50份纳米种子剂        2‑10份分散剂            1.5‑5份其中，所述硅酸酯为正硅酸乙酯、硅酸异丙酯、硅酸甲酯、四(2‑甲氧乙醇)硅酸酯、四(2‑乙基己基)硅酸酯中的一种或几种；所述盐酸的体积浓度为3‑7%；所述纳米种子剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种；所述分散剂为Span80、Tween40中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂，其特征在于，所述具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂由下列重量份的原料制备而成：OBSH15-25份硅酸酯12-20份盐酸2-5份去离子水38-50份纳米种子剂2-10份分散剂1.5-5份其中，所述硅酸酯为正硅酸乙酯、硅酸异丙酯、硅酸甲酯、四(2-甲氧乙醇)硅酸酯、四(2-乙基己基)硅酸酯中的一种或几种；所述盐酸的体积浓度为3-7%；所述纳米种子剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种；所述分散剂为Span80、Tween40中的至少一种。2.一种具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂的制备方法，其特征在于，采用微球硅胶和发泡剂OBSH复合，得到具有增韧功能的酚醛塑料发泡剂，具体方法如下：（1）将2-5份盐酸、12-20份硅酸酯和38-50份去离子水混合，充分搅拌，形成均匀分散的水相硅溶胶；（2）向步骤（1）得到水相硅溶胶中加入2-10份纳米种子剂，1.5-5份分散剂，不断搅拌，使纳米种子剂均匀地分散进入硅溶胶中；（3）对步骤（2）获得的硅溶胶加热，所述硅溶胶聚合老化，再经过水洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，昝航，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51