碳泡沫酚醛树脂的改性及制作方法技术

本发明专利技术涉及改性碳泡沫酚醛树脂及其制作方法，该改性碳泡沫酚醛树脂的原料包含100摩尔份数的苯酚；120—180摩尔份数的多聚甲醛；10—15摩尔份数的改性剂；0.1%—0.2%相对于苯酚的质量分数的硅烷偶联剂；0.2—4摩尔份数的催化剂。制备时，将这些原材料加入到反应釜中进行搅匀；然后加热到70—80℃后停止加热，保温3—5小时；最后停止反应降温获取成品。本发明专利技术添加了硅烷偶联剂，增加了树脂基与无机类物质的连接力，从而极大增加了碳泡沫制品的强度，并通过添加了氰胺类和硼化物改性剂，提高了合成树脂的韧性及树脂的残炭；同时，克服了普通制造工艺中有废水产生的缺陷，有利于环保，其利用碳泡沫树脂发泡灼烧制得的碳泡沫材料，具有轻质、高强度、绝热等特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种酚醛树脂改性及其制作方法，其适用于发泡，高温灼烧后制得碳泡沫制品。
技术介绍
普通的酚醛树脂大多是采用热固性酚醛树脂的合成方法合成的。具体来说，其采用苯酚和过量的甲醛水溶液(甲醛含量为37%的水溶液)在碱性物质(如:氨水、氢氧化钠、氢氧化钡等)催化下，经过聚合反应制得。在生产过程中需要真空脱水，从而产生含酚及醛的废水。众所周知，废水的排放必定造成环境污染。并且，用这种方法生产的酚醛树脂制得的碳泡沫材料强度较低、韧性差，达不到 作为碳泡沫材料的使用要求。再者，不加改性合成的酚醛树脂的残炭率在40 45%，而碳泡沫对酚醛树脂的残炭要求非常高，残炭率越高制得的的泡体材料的强度越高，而我们通过添加改性剂可以得到残炭率在50 60%的高残炭改性酚醛树脂。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种改性碳泡沫酚醛树脂及其制作方法。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现:改性碳泡沫酚醛树脂，其特征在于包含下述原料:苯酚100摩尔份数；多聚甲醛120—180摩尔份数；改性剂10 —15摩尔份数；硅烷偶联剂 0.1% — 0.2%相对于苯酚的质量分数；催化剂0.2— 4摩尔份数。上述的改性碳泡沫酚醛树脂，其中，多聚甲醛的摩尔份数的换算是根据多聚甲醛的质量分数进行换算。(现市场上大多数工业用多聚甲醛的质量分数为92%、93%、96%、98%)上述的改性碳泡沫酚醛树脂，其中:所述的改性剂为氰胺类或硼化物改性剂。进一步地，上述的改性碳泡沫酚醛树脂，其中:所述的改性剂为三聚氰胺、二聚氰胺或硼化物。再进一步地，上述的改性碳泡沫酚醛树脂，其中所述的催化剂是氨水、氢氧化钠、氢氧化钡或碳酸钠。改性碳泡沫醛树脂的制造方法，其特征在于包括以下步骤:步骤一，按配比将苯酚、多聚甲醛、改性剂、催化剂作为原料加入到反应釜中进行搅匀；步骤二，加热到70— 80°C后停止加热，保温3— 5小时；步骤三，停止反应降温加入硅烷偶联剂后获取成品。本专利技术技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在:其相对现有合成酚醛树脂的方法，其主要添加了硅烷偶联剂，增加了树脂基与无机类物质的连接力，从而极大增加了碳泡沫制品的强度，并通过添加了氰胺类和硼化物改性剂，提高了合成树脂的韧性及树脂的残炭；同时，把现有甲醛水溶液原料更换为多聚甲醛，这样在制造过程中不会产生含酚和醛的废水，克服了普通制造工艺中有废水产生的缺陷，有利于环保，其利用碳泡沫树脂发泡灼烧制得的碳泡沫材料，具有轻质、高强度、绝热等特性。本专利技术的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行解释。这些实施例仅是应用本专利技术技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本专利技术要求保护的范围之内。具体实施例方式本专利技术的改性碳泡沫酚醛树脂，其与众不同之处在于包含下述原料:100摩尔份数的苯酚、120—180摩尔份数的多聚甲醛、10 —15摩尔份数的改性剂a、0.1% — 0.2%相对于苯酚的质量分数的改性剂b、0.5-4摩尔份数催化剂；其中，改性剂b为硅烷偶联剂。进一步来看，经过多次对比试验得出，改性剂a包括三聚氰胺、二聚氰胺、硼酸锌，可以得出较佳的效果。催化剂采用碱性物质，尤其以氨水、氢氧化钠、氢氧化钡、碳酸钠制备起来效果较佳。结合本改性碳泡沫酚醛树脂的制造方法来看，其包括以下步骤:首先，按配比将苯酚、多聚甲醛、改性剂a、催化剂作为原料加入到反应釜中进行搅匀。随后，加热到70—80°C后停止加热，保温3— 5小时。最后，停止反应降温加入改性剂b搅拌10分钟后即可获取成品OK实施例一 3改性碳泡沫酚醛树脂的制造`方法:首先，准备100摩尔份数的苯酚、120摩尔份数的多聚甲醛。同时，准备15摩尔份数的三聚氰胺作为改性剂a、4摩尔份数的氨水作为催化剂。随后，将以上配比的原料分别加入到反应釜中搅拌均匀。之后加热到80°C后停止加热。接着，在常压下保温5小时。最后，停止反应，使得反应釜中的材料进行降温，加入0.1%相对于苯酚的质量分数的改性剂b后搅拌10分钟继而制得所需改改性碳泡沫酚醛树脂。本实施例的改性剂b采用的是型号为KH-550硅烷偶联剂。K实施例二 3改性碳泡沫酚醛树脂的制造方法:首先，准备100摩尔份数的苯酚、150摩尔份数的多聚甲醛。同时，准备15摩尔份数的二聚氰胺作为改性剂a、0.2摩尔份数的氢氧化钠作为催化剂。随后，将以上配比的原料分别加入到反应釜中搅拌均匀。之后加热到70°C后停止加热。接着，在常压下保温3小时。最后，停止反应，使得反应釜中的材料进行降温，加入0.1%相对于苯酚的质量分数的改性剂b后搅拌10分钟继而制得所需改性碳泡沫酚醛树脂。本实施例的本实施例的改性剂b采用的是型号为KH-560硅烷偶联剂。K实施例三3改性碳泡沫酚醛树脂的制造方法:首先，准备100摩尔份数的苯酚、180摩尔份数的多聚甲醛。同时，准备10摩尔份数的硼酸锌作为改性剂a、0.5摩尔份数的氢氧化钠作为催化剂。随后，将以上配比的原料分别加入到反应釜中搅拌均匀。之后加热到70°C后停止加热。接着，在常压下保温3小时。最后，停止反应，使得反应釜中的材料进行降温，加入0.2%相对于苯酚的质量分数的改性剂b后搅拌10分钟继而制得所需改性碳泡沫酚醛树脂。本实施例的改性剂b采用的是型号为KH-550硅烷偶联剂。 K实施例四3改性碳泡沫酚醛树脂的制造方法:首先，准备100摩尔份数的苯酚、120摩尔份数的多聚甲醛。同时，准备15摩尔份数的硼酸锌作为改性剂a、1.0摩尔份数的氢氧化钡作为催化剂。随后，将以上配比的原料分别加入到反应釜中搅拌均匀。之后加热到80°C后停止加热。接着，在常压下保温3小时。最后，停止反应，使得反应釜中的材料进行降温，加入0.1%相对于苯酚的质量分数的改性剂b后搅拌10分钟继而制得所需改性碳泡沫酚醛树脂。本实施例的改性剂b采用的是型号为KH-550硅烷偶联剂。K实施例五3改性碳泡沫酚醛树脂的制造方法:首先，准备100摩尔份数的苯酚、180摩尔份数的多聚甲醛。同时，准备10摩尔份数的三聚氰胺作为改性剂a、4摩尔份数的碳酸钠作为催化剂。随后，将以上配比的原料分别加入到反应釜中搅拌均匀。之后加热到80°C后停止加热。接着，在常压下保温5小时。最后，停止反应，使得反应釜中的材料进行降温，加入0.2%相对于苯酚的质量分数的改性剂b后搅拌10分钟继而制得所需改性碳泡沫酚醛树脂。本实施例的改性剂b采用的是型号为KH-560硅烷偶联剂。通过上述的文字表述可以看出，采用本专利技术后，在以往合成酚醛树脂的基础上添加了氰胺类、硼化物和硅烷偶联剂改性剂，提高了合成树脂的强度、韧性及树脂的残炭。同时把甲醛水溶液原料更换为多聚甲醛，这样在制造过程中不会产生含酚和醛的废水，克服了普通制造工艺中有废水产生的缺陷，有利于环保。并且，最终产品的强度也能达到碳泡沫所需要求。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
改性碳泡沫酚醛树脂，其特征在于包含下述原料：苯酚???????????100摩尔份数；多聚甲醛???????120—180摩尔份数；改性剂?????????10—15摩尔份数；硅烷偶联剂?????0.1%—0.2%相对于苯酚的质量分数；催化剂?????????0.2—4摩尔份数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛永顺，杨金平，
申请(专利权)人：苏州美克思科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：