CN101020736A - 高强度低密度酚醛泡沫生产方法 - Google Patents

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一种高强度低密度酚醛泡沫生产方法，该方法为下述步骤：(1)按一定重量比备份苯酚、腰果壳油、桐油、甲醛、氢氧化钠、尿素；(2)将苯酚、腰果壳油、桐油及甲醛份量的70％～75％、氢氧化钠的50％～55％投入反应釜。温度达80℃时持续20分钟；(3)所余甲醛和氢氧化钠投入反应釜。温度达100℃～103℃时保持50～70分钟，加入尿素，按苯酚投量的0.35％～0.85％加入改性剂得酚醛树脂；(4)将所得酚醛树脂和表面活性剂、发泡剂、固化剂按一定重量比投入模具发泡得酚醛泡沫，该泡沫密度低而强度高，同时保温性能得到提高，生产成本得到降低。

Description

高强度低密度酚醛泡沫生产方法
技术领域
本发明涉及一种密度低而强度高的酚醛泡沫材料产品的生产方法，属于有机化工技术领域。
背景技术
酚醛树脂是世界上最早工业化的塑料产品，而酚醛泡沫塑料则是近几十年来刚刚开发成功的品种。酚醛泡沫塑料被称为“保温之王”，但酚醛泡沫结构疏松，在应用上受到局限。为了使之获得广泛的推广应用，通常比较有效的办法就是提高泡沫的密度来提高泡沫的强度。但如此一来就会影响其保温效果，加大其生产成本，降低产品的竞争力。尤其在当前石化原料价格居高不下的现实境况下，低成本，高性能酚醛泡沫材料的工业化生产已成为本技术领域的追求目标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出一种高强度的低密度酚醛泡沫材料的生产方法，借以改进酚醛泡沫的品质和工艺路线，生产出高强度低密度酚醛泡沫产品。
本发明的技术解决方案是，所述高强度低密度酚醛泡沫生产方法采用下述原料和步骤制取酚醛泡沫：
(1)、按下述重量比备份原料：苯酚495～505、腰果壳油0.7～1.5、桐油0.4～1、甲醛710～730、氢氧化钠1.6～1.8、尿素18～22。
(2)、将步骤1所备苯酚、腰果壳油、桐油及甲醛份量的70％～75％、氢氧化钠份量的50％～55％投入反应釜中。加热，升温至60℃停止加热。然后随反应过程所放热量自行升温，升温速度每分钟1℃。达到80℃时升温速度控制在每1.5分钟1℃，温度达80℃时计时，持续20分钟；
(3)、20分钟结束时，将步骤1所余甲醛和氢氧化钠投入反应釜中。温度控制在70℃以上，以每分钟1℃的速度升温，达到100℃～103℃时保持50～70分钟，加入上述份量的尿素，同时按照上述苯酚投量的0.35％～0.85％加入改性剂即得专用酚醛树脂，存放24小时后备用。所述改性剂按下述重量比择取具有长链结构的材料聚丙烯酰胺0.9～1.2、聚乙二醇0.9～1.3、磷酸三苯酯0.8～1.9配伍后混合获得；
(4)、将上述所得专用酚醛树脂和表面活性剂、发泡剂、固化剂依序按下述重量比30～40∶1～1.3∶2～2.5投入预设模具发泡得酚醛泡沫，该酚醛泡沫发泡密度范围为30～40kg/m3。所述表面活性剂可采用有机硅泡沫稳定剂，所述发泡剂可采用正戊烷，所述固化剂可采用有机复合固化剂对甲苯磺酸。
上述步骤所得由树脂发泡的酚醛泡沫经抽样检验结果表明，具有密度低而强度高的特点，其效果可见下表所示普通酚醛泡沫与本发明的高强度低密度酚醛泡沫产品的对比：
项目   普通酚醛泡沫(35kg密度)     普通酚醛泡沫(65kg密度)     高强度低密度酚醛泡沫(35kg密度)
导热系数   0.018     0.022     0.018
绍氏硬度   0.05～0.2     3.0～5.0     4.0～6.0
从上表可以看出，采用本发明生产的酚醛泡沫导热系数低，强度高，原因是在树脂合成生产过程中，长链分子交织在酚醛树脂中，阴离子型PAM颗粒加入到酚醛树脂中，形成分布均匀的PAM-PF交溶体系，在发泡过程结束后，PAM恢复为附着于PF泡孔内外的坚硬的玻璃态固体，形成独立的网格状骨架结构，增强了泡沫的硬度，同时，因为密度低，导热系数也低。
本发明的有益效果是，如上述，通过在树脂合成过程中成功加入具有吸附性长链结构材料，使酚醛树脂发泡后形成网格状骨架结构，从而成功地提高了酚醛泡沫的强度，使高强度的低密度酚醛泡沫实现工业化生产。而本发明的高强度低密度酚醛泡沫既保持了传统酚醛泡沫的基本性能，同时又提高了保温性能，提高了产品强度，且使生产成本降低，使产品的使用领域拓宽，从而大大提高了产品的市场竞争能力。
具体实施方式：
实施例1：
(1)、将苯酚495kg、腰果壳油0.7kg、桐油0.4kg、甲醛497kg、氢氧化钠0.8kg投入反应釜中。加热，升温至60℃停止加热。然后随反应过程所放热量自行升温，升温速度每分钟1℃。达到80℃时升温速度控制在每1.5分钟1℃，温度达80℃时计时，持续20分钟；
(2)、20分钟结束时，将所余甲醛213kg和氢氧化钠0.8kg投入反应釜中。温度控制在70℃以上，以每分钟1℃的速度升温，达到100℃～103℃时保持60分钟；
(3)时间达到后将聚丙烯酰胺0.9kg、聚乙二醇0.9kg、磷酸三苯酯0.8kg加入其中，真空脱水398kg，脱水完毕后降温至60℃，加入尿素18kg，降温至50℃以下时，得半成品专用酚醛树脂。
(4)、将上述所得专用酚醛树脂和有机硅泡沫稳定剂30kg、正戊烷1kg及对甲苯磺酸2kg投入预设模具发泡得高强度低密度酚醛酚醛泡沫成品，该酚醛泡沫发泡密度为30kg/m3。
实施例2：
(1)、将苯酚505kg、腰果壳油1.5kg、桐油1kg、甲醛547.5kg、氢氧化钠0.9kg投入反应釜中。加热，升温至60℃停止加热。然后随反应过程所放热量自行升温，升温速度每分钟1℃。达到80℃时升温速度控制在每1.5分钟1℃，温度达80℃时计时，持续20分钟；
(2)、20分钟结束时，将所余甲醛182.5kg和氢氧化钠0.9kg投入反应釜中。温度控制在70℃以上，以每分钟1℃的速度升温，达到100℃～103℃时保持60分钟；
(3)时间达到后将聚丙烯酰胺0.9kg、聚乙二醇0.9kg、磷酸三苯酯0.8kg加入其中，真空脱水398kg，脱水完毕后降温至60℃，加入尿素22kg，降温至50℃以下时，得半成品专用酚醛树脂。
(4)、将上述所得专用酚醛树脂和有机硅泡沫稳定剂40kg、正戊烷1.3kg及对甲苯磺酸2.5kg投入预设模具发泡得高强度低密度酚醛酚醛泡沫成品，该酚醛泡沫发泡密度为40kg/m3。
上述实施例1和2所获得的本发明的高强度低密度酚醛泡沫经检验产品合格，检测结果见下表：
高强度低密度酚醛泡沫检测表
    实验项目     常规树脂     树脂1     树脂2
    泡体邵氏硬度     3.74     4.58     4.62
    泡沫密度     65     35     39
    导热系数     0.022     0.018     0.0182
检测结果：酚醛泡沫密度明显降低、强度明显提高。

Claims (2)

1、一种高强度低密度酚醛泡沫生产方法，该方法采用下述原料和步骤制取酚醛泡沫：
(1)、按下述重量比备份原料：苯酚495～505、腰果壳油0.7～1.5、桐油0.4～1、甲醛710～730、氢氧化钠1.6～1.8、尿素18～22；
(2)、将步骤1所备苯酚、腰果壳油、桐油及甲醛份量的70％～75％、氢氧化钠份量的50％～55％投入反应釜中，加热，升温至60℃停止加热，然后随反应过程所放热量自行升温，升温速度每分钟1℃，达到80℃时升温速度控制在每1.5分钟1℃，温度达80℃时计时，持续20分钟；
(3)、20分钟结束时，将步骤1所余甲醛和氢氧化钠投入反应釜中，温度控制在70℃以上，以每分钟1℃的速度升温，达到100℃～103℃时保持50～70分钟，加入上述份量的尿素，同时按照上述苯酚投量的0.35％～0.85％加入改性剂即得专用酚醛树脂，存放24小时后备用，所述改性剂按下述重量比择取具有长链结构的材料聚丙烯酰胺0.9～1.2、聚乙二醇0.9～1.3、磷酸三苯酯0.8～1.9配伍后混合获得；
(4)、将上述所得专用酚醛树脂和表面活性剂、发泡剂、固化剂依序按下述重量比30～40∶1～1.3∶2～2.5投入预设模具发泡得酚醛泡沫，该酚醛泡沫发泡密度范围为30～40kg/m3。
2、根据权利要求1所述的高强度低密度酚醛泡沫生产方法，其特征在于所述表面活性剂采用有机硅泡沫稳定剂，所述发泡剂采用正戊烷，所述固化剂采用有机复合固化剂对甲苯磺酸。
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