CN102643510A - 一种炭酚醛泡沫复合材料及其制备方法 - Google Patents

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张金萍
杜孟浩
胡立松
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Abstract

本发明公开了一种炭酚醛泡沫复合材料，它是由下述重量份的原料混合后发泡制得：可发泡酚醛树脂100份，表面活性剂1-8份，固化剂8-20份，发泡剂5-20份，炭粉5-10份。；本发明提供了一种能使使用者的使用环境相对较为安全的炭酚醛泡沫复合材料。

Description

一种炭酚醛泡沫复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及的是一种泡沫保温材料及其制备方法技术领域，具体地说，是涉及一种炭酚醛泡沫复合材料及其制备方法。
背景技术：
酚醛树脂也叫电木，又称电木粉。1872年德国化学家拜尔首先合成了酚醛树脂，1907年比利时裔美国人贝克兰提出酚醛树脂加热固化法，使酚醛树脂实现工业化生产，酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性，因此经常被应用于在保温材料技术领域，其中最为常见的产品形式即为酚醛泡沫材料，制成后的酚醛泡沫材料被广泛使用在航空航天、国防军工、船舶车辆、油井、建筑、空调等领域，现有技术中的酚醛泡沫材料，由于它的主要原料为酚醛树脂，又由于酚醛树脂是由苯酚和甲醛为原料合成，因此酚醛泡沫材料中往往含有少量的甲醛，众所周知，甲醛是典型的致癌致畸物质，长时间接触甲醛，会引起呼吸道疾病，甚至鼻咽癌等绝症，非常不利用使用者的职业安全。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是，提供一种能使使用者的使用环境相对较为安全的炭酚醛泡沫复合材料。
为解决上述技术问题，本发明采用这样一种炭酚醛泡沫复合材料：它是由下述重量份的原料混合后发泡制得：可发泡酚醛树脂100份，表面活性剂1-8份，固化剂8-20份，发泡剂5-20份，炭粉5-10份。
所述表面活性剂为吐温-80或硅油或吐温-80与硅油的复配体系。
所述固化剂为有机酸或无机酸或有机酸与无机酸的混合物，所述有机酸与无机酸的混合物中有机酸与无机酸的混合用量比为1-2。
所述有机酸为对甲苯磺酸、苯磺酸、对苯磺酸、醋酸或萘磺酸等其中一种，所述无机酸为盐酸、磷酸、硫酸、氢溴酸或硼酸等其中一种。
所述发泡剂为正戊烷、异戊烷、正己烷、异丁烷或环己烷中的至少一种。
所述炭粉为植物材料烧制而成的竹炭、木炭或活性炭的至少一种，所述炭粉的粒径为80-6000目，所述炭粉的碘吸附值为100-1000mg/g。
作为优选，所述表面活性剂为2-6重量份，固化剂为8-16重量份，发泡剂为5-15重量份，炭粉为5-10重量份。
本发明采用的这样一种炭酚醛泡沫复合材料的制备方法，它包括如下步骤：
1)、按重量份取原料可发泡酚醛树脂100份，表面活性剂1-8份，固化剂8-20份，发泡剂5-20份，炭粉5-10份放入容器中形成混合物；
2)、对容器中的混合物进行高速搅拌；
3)、将混合物倒入模具，于20-75℃环境下，进行发泡，发泡时间为10-120分钟，制得炭酚醛泡沫复合材料。
作为上述制备方法的优选，所述步骤3中将混合物倒入模具，于20-70℃环境下，进行发泡，发泡和固化时间为30-90分钟。
作为上述制备方法的优选，所述固化剂为有机酸或无机酸或有机酸与无机酸的混合物，所述发泡剂为正戊烷、异戊烷、正己烷、异丁烷或环己烷中的至少一种，所述炭粉为植物材料烧制而成的竹炭、木炭或活性炭的至少一种，所述炭粉的粒径为80-6000目，所述炭粉的碘吸附值为100-1000mg/g。
本发明与现有技术中的酚醛泡沫材料和制备方法相比，具有以下优点：本发明的炭酚醛泡沫复合材料，其主要原料中设置有植物材料烧制而成的竹炭、木炭或活性炭的至少一种，所述炭粉的粒径为80-6000目，碘吸附值为100-1000mg/g，炭粉作为作为一种炭质吸附材料，具有发达的空隙结构和极大的比表面积，具有良好的除臭，除菌，吸附有害异味如甲醛等功能，同时能产生负离子，释放远红外线及微量元素，屏蔽静电和防电磁波辐射，且性能稳定、抗腐蚀性好、成本低廉，当被添加进本发明的炭酚醛泡沫复合材料中时，不仅能使本发明的炭酚醛泡沫复合材料也具有除臭，除菌，吸附有害异味，产生负离子，释放远红外线及微量元素，屏蔽静电和防电磁波辐射等功能，据统计，本发明的炭酚醛泡沫复合材料甲醛吸附值大于7mg/g，负离子释放量为10-500个/cm3，远红外发射率为50-96％，此外，本发明中的炭酚醛泡沫复合材料减少了可发泡酚醛树脂的用量，降低了成本。
本发明的炭酚醛泡沫复合材料的制备方法中，步骤1的各组分混合只需在常温下进行，操作简便，无需加热，污染性小，得到的混合物混合均匀，成本较低。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明的一种炭酚醛泡沫复合材料，它是由下述重量份的原料混合后发泡制得：可发泡酚醛树脂100份，表面活性剂1-8份，固化剂8-20份，发泡剂5-20份，炭粉5-10份，对上述重量份进一步设置，可以为，所述表面活性剂为2-6重量份，固化剂为8-16重量份，发泡剂为5-15重量份，炭粉为5-10重量份。所述的可发泡酚醛树脂为市售的可发泡制备酚醛泡沫的树脂，所述表面活性剂为吐温-80或硅油或吐温-80与硅油的复配体系，也就是说，所述的表面活性剂可单独采用吐温-80，也可以单独采用硅油，也可以采用吐温-80与硅油的复配体系，无论哪种，都可以有相同的效果，另外，所述固化剂为有机酸或无机酸或有机酸与无机酸的混合物，同理，所述的固化剂可以单独采用有机酸，具体的有机酸种类多样化，比如，可以为对甲苯磺酸、苯磺酸、对苯磺酸、醋酸或萘磺酸等，所述固化剂也可以单独采用无机酸，所述的无机酸可以为盐酸、磷酸、硫酸、氢溴酸或硼酸等，也可以采用有机酸和无机酸的混合物，无论采用哪种，都可以有相同的效果，所述发泡剂为正戊烷、异戊烷、正己烷、异丁烷或环己烷中的至少一种，也就是说所述发泡剂可以为正戊烷、异戊烷、正己烷、异丁烷或环己烷中的一种或几种进行混合得到的混合物，所述炭粉为植物材料烧制而成的竹炭、木炭或活性炭的至少一种，所述炭粉的粒径为80-6000目，所述炭粉的碘吸附值为100-1000mg/g，换句话说，所述炭粉可以单独采用采用植物材料烧制而成的竹炭，也可以单独采用植物材料烧制而成的木炭，也可以单独采用采用植物材料烧制而成的活性炭，也可以采用这其中的一种或两种或三种混合得到的混合炭粉，只要炭粉的粒径为80-6000目，碘吸附值为100-1000mg/g的范围内，都可以，将原料准备称取完成后，对容器中的混合物进行高速搅拌，最后，将搅拌后的混合物倒入模具，于20-75℃环境下，进行发泡，发泡时间为10-120分钟，制得炭酚醛泡沫复合材料。制得成品，放置特定时间后，在测定其甲醛吸附值。
实施例一
依次按照重量配比称取100份可发酚醛树脂，2份吐温-80，5份炭粉，5份正戊烷、5份对甲苯磺酸，5份磷酸形成混合物，室温20℃下将混合物在搅拌器下进行高速搅拌，为时10秒，接着将搅拌后的混合物放入70℃环境中进行发泡，30分钟后得到炭酚醛泡沫复合材料，放置1个月后，该炭酚醛泡沫复合材料的甲醛吸附值为7mg/g。
实施例二
依次按照重量配比称取100份可发酚醛树脂，4份吐温-80，7份炭粉，6份异戊烷、7份对甲苯磺酸，2份硫酸形成混合物，室温20℃下将混合物在搅拌器下进行高速搅拌，为时10秒，接着将搅拌后的混合物放入40℃环境中进行发泡，60分钟后得到炭酚醛泡沫复合材料，放置2个月后，该炭酚醛泡沫复合材料的甲醛吸附值为11mg/g。
实施例三
依次按照重量配比称取100份可发酚醛树脂，5份硅油，9份炭粉，5份氯乙烷、5份对甲苯磺酸，5份盐酸形成混合物，室温20℃下将混合物在搅拌器下进行高速搅拌，为时10秒，接着将搅拌后的混合物放入70℃环境中进行发泡，90分钟后得到炭酚醛泡沫复合材料，放置3个月后，该炭酚醛泡沫复合材料的甲醛吸附值为15mg/g。
实施例四
依次按照重量配比称取100份可发酚醛树脂，3份吐温-80，10份炭粉，5份正戊烷、5份对甲苯磺酸，5份磷酸形成混合物，室温20℃下将混合物在搅拌器下进行高速搅拌，为时10秒，接着将搅拌后的混合物放入70℃环境中进行发泡，30分钟后得到炭酚醛泡沫复合材料，放置4个月后，该炭酚醛泡沫复合材料的甲醛吸附值为19.2mg/g。

Claims (10)

1.一种炭酚醛泡沫复合材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料混合后发泡制得：可发泡酚醛树脂100份，表面活性剂1-8份，固化剂8-20份，发泡剂5-20份，炭粉5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种炭酚醛泡沫复合材料，其特征在于，所述表面活性剂为吐温-80或硅油或吐温-80与硅油的复配体系。
3.根据权利要求1所述的一种炭酚醛泡沫复合材料，其特征在于，所述固化剂为有机酸或无机酸或有机酸与无机酸的混合物，所述有机酸与无机酸的混合物中有机酸与无机酸的混合用量比为1-2。
4.根据权利要求3所述的一种炭酚醛泡沫复合材料，其特征在于，所述有机酸为对甲苯磺酸、苯磺酸、对苯磺酸、醋酸或萘磺酸等其中一种，所述无机酸为盐酸、磷酸、硫酸、氢溴酸或硼酸等其中一种。
5.根据权利要求1所述的一种炭酚醛泡沫复合材料，其特征在于，所述发泡剂为正戊烷、异戊烷、正己烷、异丁烷或环己烷中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种炭酚醛泡沫复合材料，其特征在于，所述炭粉为植物材料烧制而成的竹炭、木炭或活性炭的至少一种，所述炭粉的粒径为80-6000目，所述炭粉的碘吸附值为100-1000mg/g。
7.根据权利要求1所述的一种炭酚醛泡沫复合材料，其特征在于，所述表面活性剂为2-6重量份，固化剂为8-16重量份，发泡剂为5-15重量份，炭粉为5-10重量份。
8.一种炭酚醛泡沫复合材料的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
1)、按重量配比取原料可发泡酚醛树脂100份，表面活性剂1-8份，固化剂8-20份，发泡剂5-20份，炭粉5-10份放入容器中形成混合物；
2)、对容器中的混合物进行高速搅拌；
3)、将混合物倒入模具，于20-75℃环境下，进行发泡，发泡时间为10-120分钟，制得炭酚醛泡沫复合材料。
9.根据权利要求8所述的一种炭酚醛泡沫复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中将混合物倒入模具，于20-70℃环境下，进行发泡，发泡和固化时间为30-90分钟。
10.根据权利要求8所述的一种炭酚醛泡沫复合材料的制备方法，其特征在于，所述固化剂为有机酸或无机酸或有机酸与无机酸的混合物，所述发泡剂为正戊烷、异戊烷、正己烷、异丁烷或环己烷中的至少一种，所述炭粉为植物材料烧制而成的竹炭、木炭或活性炭的至少一种，所述炭粉的粒径为80-6000目，所述炭粉的碘吸附值为100-1000mg/g。
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