腐植酸改性酚醛泡沫材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种腐植酸改性酚醛泡沫材料的制备方法，其是采用改性腐植酸、苯酚和甲醛在碱催化下通过化学反应后，经酸中和、脱水处理制得甲阶酚醛树脂，然后将甲阶酚醛树脂与发泡助剂混匀加热发泡即制得酚醛泡沫材料；所述改性腐植酸为将腐植酸经甲醛预处理得到的羟甲基化腐植酸或将腐植酸经苯酚预处理得到的酚化腐植酸。本发明专利技术采用改性腐植酸部分替代苯酚制备出的腐植酸改性酚醛泡沫材料各项性能良好，改善了现有的酚醛泡沫材料的性能，既拓宽了腐植酸的应用领域，又能缓解苯酚资源不足、价格上涨的状况，工业应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用腐植酸为原料制备改性酚醛泡沫材料的方法。
技术介绍
酚醛泡沫材料是醛类和酚类在特定条件下合成的一种硬质泡沫材料，具有优良的保温、隔热、难燃、自熄、低烟、低毒、遇火无滴落等性能，被广泛应用于建筑和石油化工等领域。但是，酚醛泡沫在脆性和耐热性仍然有待改进和提高。但由于酚醛泡沫材料的重要原料苯酚也受到了资源、产量和价格方面的限制。科研工作者在广泛关注并试图找到合适的苯酚替代品及其衍生物。
技术实现思路
本专利技术的目的是制备出一种可替代苯酚的改性腐植酸，以改善酚醛泡沫材料的性能，既拓宽腐植酸的应用领域，同时又能缓解苯酚资源不足、价格上涨状况。本专利技术的，其是采用改性腐植酸及苯酚的混合物与甲醛在碱催化下通过化学反应后，经酸中和、脱水处理制得甲阶酚醛树脂，然后将甲阶酚醛树脂与发泡助剂混勻加热发泡即制得酚醛泡沫材料；所述改性腐植酸为将腐植酸经甲醛预处理得到的羟甲基化腐植酸或将腐植酸经苯酚预处理得到的酚化腐植酸；本专利技术中所述的腐植酸包括黑腐植酸，黄腐植酸，棕腐植酸；腐植酸原料来源可以为褐煤、风化煤、泥炭、造纸废液及人工合成等。优选地，所述化学反应中，改性腐植酸及苯酚的混合物与甲醛的质量比为1 :1 3。所述改性腐植酸及苯酚的混合物中，改性腐植酸与苯酚的质量比优选为10% 60%。所述化学反应的温度控制在80 120°C，反应时间控制在Ih 4h。所述脱水处理至固含量为70% 90%为佳。本专利技术中所述发泡助剂为酚醛泡沫材料在发泡生产时常用助剂，其包括表面活性剂、发泡剂、复合固化剂和增塑剂，且以甲阶酚醛树脂的质量为基准，其用量分别为表面活性剂5% 15%、发泡剂5% 15%、固化剂10% 20%、增塑剂10% 20% ；所述表面活性剂可以为吐温-80、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚类、壬基酚与环氧乙烷的加成物、聚硅氧烷、聚氧乙烯、聚氧丙烯的嵌段共聚物中的至少一种；所述发泡剂可以为二氯甲烷、氟氯烃 (CF32CF2CHC12、HCF2CF2CEt)、氟利昂-11 与氟利昂-21 的 1 :4 (mol)混和物、N, N—二亚硝基五次甲基四胺中的至少一种；所述复合固化剂可以为盐酸、磷酸、草酸、已二酸、苯硝酸、酚硝酸、甲苯磺酸、苯磺酸、石油磺酸中的两种以上的混合；所述增塑剂可以为聚乙二醇 1000、邻苯二甲酸二辛酯(D0P)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、磷酸三辛酯(TOP)、硅油DC-193中的至少一种。优选地，所述表面活性剂为吐温-80或脂肪醇聚氧乙烯醚、发泡剂为二氯甲烷或氟利昂-11与氟利昂-21的1 :4 (mol)混和物、复合固化剂为盐酸和磷酸按质量比3:1复配或草酸和苯磺酸的复配、增塑剂为聚乙二醇1000或磷酸三辛酯。所述发泡温度在60 100°C。本专利技术采用改性腐植酸部分替代苯酚合成甲阶酚醛树脂，然后，采用物理搅拌的方法将其与表面活性剂、发泡剂、固化剂充分混合均勻，在一定温度下冲模发泡，制得腐植酸改性酚醛泡沫材料。测试表明改性腐植酸部分替代苯酚制备出的腐植酸改性酚醛泡沫材料各项性能良好，改善了现有的酚醛泡沫材料的性能，既拓宽了腐植酸的应用领域，又能缓解苯酚资源不足、价格上涨的状况，工业应用前景广阔。具体实施例方式实施例1将褐煤用复配碱性提取液(氢氧化钠和焦磷酸钠复配)萃取，滤液用20%盐酸溶液酸析至PH为1 2。将沉淀物经纯化后离心分离、洗涤，重复数次至产物为中性停止，然后取沉淀烘干得到固体粉末既为腐植酸(HA)。取适量的腐植酸，加入质量分数为10%的NaOH溶液，固液比约为1:5，使HA完全溶解，在氮气氛中缓慢加入定量甲醛缓慢加热至90°C，反应池后冷却，然后，酸析、离心、洗涤至中性，烘干得羟甲基化腐植酸(FHA)。以苯酚为基准，FHA占苯酚的质量分数为30%，甲醛与苯酚及羟甲基化腐植酸的混合物的质量比为2. 0 1，以20%的NaOH作为催化剂，调节pH为8. 5，缓慢升温至90°C，反应 2h ；待反应结束后，反应液用醋酸中和至pH值为7左右，在70°C进行减压脱水，固含量为 85%左右停止脱水，得到甲阶酚醛树脂，树脂粘度为1. 5 2. OPa. S。取适量上述树脂，在高速搅拌条件下，以甲阶酚醛树脂的质量为基准，依次加入10%的表面活性剂(吐温-80)，8% 发泡剂(二氯甲烷)，15%复合固化剂(盐酸与醋酸按质量比为3:1复配)，15%增塑剂(硅油 DC-193)，快速搅拌3 k后迅速放入已预热的模具发泡，100°C发泡池，待泡沫固化完全， 即制备出羟甲基化腐植酸-酚醛泡沫材料。制得的羟甲基化腐植酸-酚醛泡沫材料，表观密度为105 Kg/m3，冲击强度为6. OKJ/m2，压缩强度为0. 35MP，导热系数为0. 35W/ (m -K), 氧指数为45，热分解温度彡400°C，400°C时热残留量为80.实施例2将褐煤用复配碱性提取液(氢氧化钠和焦磷酸钠复配)萃取，滤液用20%盐酸溶液酸析至pH为1 2。将沉淀物经纯化后离心分离、洗涤，重复数次至产物为中性停止，然后取沉淀烘干所得固体既为腐植酸(HA)。取适量的腐植酸，加入质量分数为10%的NaOH溶液，固液比约为1 5，使HA完全溶解，在氮气氛中缓慢加入定量苯酚缓慢加热至90°C，反应池后冷却，然后，酸析、离心、洗涤至中性，烘干得酚化腐植酸(PHA)。以苯酚为基准，PHA占苯酚的质量分数为40%，甲醛与苯酚及腐植酸的混合物的质量比为2. 2 :1，以20%的NaOH溶液作为催化剂，调节pH为8 9，缓慢升温至100°C，反应1 1.证。待反应结束后，反应液用酸中和至PH值为7左右，在70°C进行减压脱水，固含量为 85%左右停止脱水，得到甲阶酚醛树脂，树脂粘度为1. 5 2. OPa. S。取适量上述树脂，在高速搅拌条件下，以甲阶酚醛树脂的质量为基准，依次加入10%表面活性剂(吐温-80)，10% 发泡剂(二氯甲烷)，12%复合固化剂(盐酸与醋酸按质量比为3:1复配)，15%增塑剂(聚乙二醇1000)，快速搅拌k后迅速放入已预热的模具发泡，90°C发泡池，待泡沫固化完全，即制备出酚化腐植酸-酚醛泡沫材料。制得的酚化腐植酸-酚醛泡沫材料，表观密度> 88. 4 Kg/m3，冲击强度>5. 7 KJ/m2，压缩强度>0.33MP，导热系数<0.38W/ (!1!*10，氧指数> 43，热分解温度> 400°C，400°C时热残留量为79. 1，其热性能优于未改性的酚醛泡沫。实施例3向腐植酸(HA)中加入质量分数为10%的NaOH溶液，使HA完全溶解，在氮气氛中缓慢加入定量甲醛缓慢加热至90°C，反应池后冷却，然后，酸析、离心、洗涤至中性，烘干得羟甲基化腐植酸(FHA)。以苯酚为基准，FHA占苯酚的质量分数为15%，甲醛与苯酚及羟甲基化腐植酸的混合物的质量比为1. 5 :1，以20%的NaOH作为催化剂，调节pH为8. 5，缓慢升温至90°C，反应池；待反应结束后，反应液用醋酸中和至pH值为7左右，在70°C进行减压脱水，固含量为80%左右停止脱水，得到甲阶酚醛树脂，树脂粘度为1. 5 2. OPa. S。取适量上述树脂，在高速搅拌条件下，以甲阶酚醛树脂的质量为基准，依次加入10%的表面活性剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种腐植酸改性酚醛泡沫材料的制备方法，其特征在于：采用改性腐植酸及苯酚的混合物与甲醛在碱催化下通过化学反应后，经酸中和、脱水处理制得甲阶酚醛树脂，然后将甲阶酚醛树脂与发泡助剂混匀加热发泡即制得酚醛泡沫材料；所述改性腐植酸为将腐植酸经甲醛预处理得到的羟甲基化腐植酸或将腐植酸经苯酚预处理得到的酚化腐植酸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：章祥林，汪正安，
申请(专利权)人：安徽建筑工业学院，
类型：发明
国别省市：34