一种联苯胺改性酚醛树脂材料及其制备方法技术

一种联苯胺改性酚醛树脂材料及其制备方法，涉及一种树脂材料及其制备方法，为了改善酚醛树脂的脆性、吸水、掉渣等缺点，提高其韧性及耐热性。本发明专利技术联苯胺改性酚醛树脂的制取过程分为如下两个反应阶段；反应阶段I为联苯胺与甲醛发生反应；反应阶段II为使用反应阶段I所生成的化合物与苯酚甲醛在碱性条件下反应，生成改性的酚醛树脂；其与酚醛树脂相容性良好，引进的联苯胺可和甲醛反应，降低吸水性，提高耐热性此外还可改善酚醛树脂的韧性。改善后的酚醛树脂应用范围广，具有显著的社会和经济效益。

A Benzidine Modified Phenolic Resin Material and Its Preparation Method

The invention relates to a benzidine modified phenolic resin material and a preparation method, which relates to a resin material and a preparation method. In order to improve the shortcomings of phenolic resin such as brittleness, water absorption, slagging, etc., and improve its toughness and heat resistance. The preparation process of the benzidine modified phenolic resin can be divided into two reaction stages: reaction stage I is the reaction of benzidine with formaldehyde; reaction stage II is the reaction of the compound generated by reaction stage I with phenolic formaldehyde under alkaline conditions to produce the modified phenolic resin; good compatibility with the phenolic resin, and the introduced benzidine can react with formaldehyde to reduce water absorption. In addition, it can improve the toughness of phenolic resin. The improved phenolic resin has a wide range of applications and significant social and economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种联苯胺改性酚醛树脂材料及其制备方法
本专利技术涉及一种树脂材料及其制备方法，特别是涉及一种联苯胺改性酚醛树脂材料及其制备方法。
技术介绍
酚醛泡沫适用于大型冷库、贮罐、船舶及各种保温管道和建筑，原因在于酚醛分子具有刚性的苯环结构，致使酚醛树脂尺寸稳定，且化学成分稳定。因为酚醛泡沫的广泛应用，因此对其耐热性性、压缩强度、密度、掉渣率、韧性等性能的表征是当今保温材料研究的热点。但是,酚醛树脂结构上酚羟基易氧化，耐热性有待改善；结构上的亚甲基链接的刚性芳环紧密堆砌,韧性也受到影响。因此,随着工业的不断发展,为适应汽车、电子、航空、航天及国防工业等高新
的需要,对酚醛树脂进行改性,提高其韧性及耐热性是酚醛树脂的发展方向。酚醛泡沫通常由甲阶酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂混合均匀后再加入固化剂，搅拌均匀后加热发泡，所形成的酚醛泡沫一般情况下存在密度高，脆性大，吸水率高等缺陷，所以酚醛泡沫发泡使用的酚醛树脂需要引进其他基团进行改性，以解决酚醛泡沫的部分缺陷。中国专利CN105733014A涉及一种木质素改性酚醛泡沫的制备方法，包括木质素酚化处理、木质素改性可发性酚醛树脂的制备、木质素改性酚醛泡沫的制备三个步骤，制备得到木质素改性酚醛泡沫。该方案只是提高了树脂的活性，并没有提高压缩强度和耐热性能，也没有降低泡沫的掉渣率。通过在分子主链上引入新的苯胺基团,可以与酚羟基反应，从而改变固化速度，降低吸水性，同时提高耐热性。此外引入的苯胺还可改善酚醛树脂的韧性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种联苯胺改性酚醛树脂材料及其制备方法，本专利技术通过在分子主链上引入新的苯胺基团,可以与酚羟基反应，从而改变固化速度，降低吸水性，同时提高了耐热性。此外引入的苯胺组分还可改善酚醛树脂的韧性，故所制得的酚醛泡沫韧性大大提高，同时改善了酚醛泡沫的残炭率和热分解峰值温度等综合性能。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种联苯胺改性酚醛树脂材料，首先，选用联苯胺改性甲醛后，在碱性条件下与甲醛苯酚生成一种热固性改性酚醛树脂，按下列重量份的原料配制：联苯胺10-18份；苯酚60份；多聚甲醛40份；氢氧化钠1份；再按下列重量份的原料配制成联苯胺改性酚醛树脂材料：酚醛树脂100份；表面活性剂4-6份；发泡剂8-12份；固化剂12-16份。所述的一种联苯胺改性酚醛树脂材料，表面活性剂为吐温-80、硅油中的至少一种。所述的一种联苯胺改性酚醛树脂材料，所述发泡剂为二氯甲烷、正戊烷、异戊烷中的至少一种。所述的一种联苯胺改性酚醛树脂材料，所述固化剂为对甲基苯磺酸、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。一种联苯胺改性酚醛树脂材料制备方法，联苯胺改性酚醛树脂的制取过程分为如下两个反应阶段；反应阶段I为联苯胺与甲醛发生反应；反应阶段II为使用反应阶段I所生成的化合物与苯酚甲醛在碱性条件下反应，生成改性的酚醛树脂；。本专利技术的优点与效果是：本专利技术通过联苯胺与甲醛反应，所得产物与酚醛上的酚羟基反应，从而改性酚醛，在酚醛树脂中引入了大量苯胺基团，改变了树脂间仅有亚甲基连接的结构。改性泡沫的韧性得到了大大的提高，同时燃烧后的残碳率及吸水率也得到了改善。具体实施方式制取联苯胺改性酚醛树脂的过程分为如下两个反应阶段。反应阶段I为联苯胺与甲醛发生反应；反应阶段II为使用反应阶段I所生成的化合物与苯酚甲醛在碱性条件下反应，生成改性的酚醛树脂。此反应过程是由以下原料按重量份配比制成：联苯胺10-18份；苯酚60份；多聚甲醛40份；氢氧化钠1份；所得的改性酚醛泡沫是由改性酚醛树脂，表面活性剂，发泡剂按一定的配比混合均匀后，再加入固化剂混合均匀，倒入模具中，在一定的温度下发泡，脱模，即可得到结构稳定的改性酚醛泡沫。酚醛树脂100份；表面活性剂4-6份；发泡剂8-12份；固化剂12-16份；优选地，所述表面活性剂为吐温-80。优选地，所述发泡剂为正戊烷。优选地，所述固化剂为对甲基苯磺酸。优选地，所述联苯胺改性苯酚与甲醛反应增加了苯胺基团，改善了酚醛树脂的韧性，提高了树脂的抗冲击强度。优选地，所述联苯胺改性苯酚与甲醛反应引进了苯胺基团与酚羟基反应，降低了酚醛树脂的吸水性，同时提高了耐热性。以下通过具体实施方式的描述对本专利技术作进一步说明，但这并非是对本专利技术的限制，本领域技术人员根据本专利技术的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本专利技术的基本思想，均在本专利技术的范围之内。实施例1将联苯胺：苯酚：甲醛为1:4：6的份量，加入三颈烧瓶中，再用电子天平称取苯酚的1%的氢氧化钠加入三口烧瓶。将三颈烧瓶放入已设置好温度为65℃的水浴锅中，安装好搅拌桨和冷凝管，塞上瓶塞，打开冷凝水开关和搅拌棒开关。开始反应，反应2小时后可升高温度到95℃，持续搅拌，2小时后得到联苯胺改性酚醛树脂。将所得的改性酚醛树脂溶液与吐温-80、正戊烷按照100：4：8的份数比进行充分均匀混合，搅拌3分钟，再将12份对甲基苯磺酸加入搅拌15秒，然后将混合好的物料转移到模具中，在70℃烘箱下反应10分钟后进行脱模、拆模，即可得到需要的酚醛泡沫。实施例2将联苯胺：苯酚：甲醛为1:5:8的份量，加入三颈烧瓶中，再用电子天平称取苯酚的1%的氢氧化钠加入三口烧瓶。将三颈烧瓶放入已设置好温度为65℃的水浴锅中，安装好搅拌桨和冷凝管，塞上瓶塞，打开冷凝水开关和搅拌棒开关。开始反应，反应2小时后可升高温度到95℃，持续搅拌，2小时后得到联苯胺改性酚醛树脂。将所得的改性酚醛树脂溶液与吐温-80、正戊烷按照100：4：8的份数比进行充分均匀混合，搅拌3分钟，再将12份对甲基苯磺酸加入搅拌15秒，然后将混合好的物料转移到模具中，在70℃烘箱下反应10分钟后进行脱模、拆模，即可得到需要的酚醛泡沫。实施例3将联苯胺：苯酚：甲醛为1:6：9的份量，加入三颈烧瓶中，再用电子天平称取苯酚的1%的氢氧化钠加入三口烧瓶。将三颈烧瓶放入已设置好温度为65℃的水浴锅中，安装好搅拌桨和冷凝管，塞上瓶塞，打开冷凝水开关和搅拌棒开关。开始反应，反应2小时后可升高温度到95℃，持续搅拌，2小时后得到联苯胺改性酚醛树脂。将所得的改性酚醛树脂溶液与吐温-80、正戊烷按照100：4：8的份数比进行充分均匀混合，搅拌3分钟，再将12份对甲基苯磺酸加入搅拌15秒，然后将混合好的物料转移到模具中，在70℃烘箱下反应10分钟后进行脱模、拆模，即可得到需要的酚醛泡沫。实施例4将联苯胺：苯酚：甲醛为1:7：9的份量，加入三颈烧瓶中，再用电子天平称取苯酚的1%的氢氧化钠加入三口烧瓶。将三颈烧瓶放入已设置好温度为65℃的水浴锅中，安装好搅拌桨和冷凝管，塞上瓶塞，打开冷凝水开关和搅拌棒开关。开始反应，反应2小时后可升高温度到95℃，持续搅拌，2小时后得到联苯胺改性酚醛树脂。将所得的改性酚醛树脂溶液与吐温-80、正戊烷按照100：4：8的份数比进行充分均匀混合，搅拌3分钟，再将12份对甲基苯磺酸加入搅拌15秒，然后将混合好的物料转移到模具中，在70℃烘箱下反应10分钟后进行脱模、拆模，即可得到需要的酚醛泡沫。本专利技术实施例1至4所制备的酚醛泡沫与普通酚醛泡沫的性能对比如下表：由上表可见，联苯胺改性的酚醛泡沫的弯曲形变比基础泡沫提高了4倍。这是因为在酚醛树脂中引入了苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种联苯胺改性酚醛树脂材料，其特征在于，首先，选用联苯胺改性甲醛后，在碱性条件下与甲醛苯酚生成一种热固性改性酚醛树脂，按下列重量份的原料配制：联苯胺                        10‑18份；苯酚                          60份；多聚甲醛                      40份；氢氧化钠                      1份；再按下列重量份的原料配制成联苯胺改性酚醛树脂材料：酚醛树脂                      100份；表面活性剂                    4‑6份；发泡剂                        8‑12份；固化剂                        12‑16份。

【技术特征摘要】
1.一种联苯胺改性酚醛树脂材料，其特征在于，首先，选用联苯胺改性甲醛后，在碱性条件下与甲醛苯酚生成一种热固性改性酚醛树脂，按下列重量份的原料配制：联苯胺10-18份；苯酚60份；多聚甲醛40份；氢氧化钠1份；再按下列重量份的原料配制成联苯胺改性酚醛树脂材料：酚醛树脂100份；表面活性剂4-6份；发泡剂8-12份；固化剂12-16份。2.如权利要求1所述的一种联苯胺改性酚醛树脂材料，其特征在于，表面活性剂为吐温-80、硅油中的至少一种。3.如权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛铁军，王东奇，唐恺鸿，张煜欣，张美玲，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21