CN103146016A - 一种以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法 - Google Patents
一种以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法。以三聚氰胺-甲醛树脂或改性的三聚氰胺-甲醛树脂为基料，加入适量固化剂和泡沫抑制剂，搅拌均匀；用丙酮、乙醇、异丙醇其中一种或几种的混合物溶解松香，然后加入表面活性剂并充分分散，将分散均匀的松香溶液加入树脂中，搅拌均匀，常温静置固化；将固化成型的三聚氰胺-甲醛树脂浸泡于丙酮、乙醇、异丙醇其中一种或几种的混合物中或者放于烘箱中，待松香溶出或融出，即可得到三聚氰胺-甲醛树脂泡沫。松香不仅价格低廉，而且容易回收，树脂泡沫孔径大小易于调节，可制得各尺寸的高孔隙率三聚氰胺-甲醛泡沫。
Description
技术领域
本发明公开了一种以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法。以松香为致孔剂不仅可以制得各尺寸的高孔隙率三聚氰胺-甲醛泡沫，而且松香易于回收，可降低生产成本，绿色环保。
背景技术
近年来，随着社会的发展与人们安全意识的提高，具有低密度、低导热性、高阻燃性、良好隔音性、耐酸碱和介电性的三聚氰胺-甲醛泡沫得到快速发展。另外三聚氰胺-甲醛泡沫残余游离甲醛含量低，因此，其应用范围越来越广。
最早研究三聚氰胺-甲醛泡沫塑料的是德国的BASF公司，并在1982年获得美国专利US4334971。与此同时世界很多国家也开始进行三聚氰胺-甲醛泡沫的研究，美国、日本、法国、中国等国家也相继研制出不同的生产方法。到目前为止，在全球约有近百项关于三聚氰胺-甲醛泡沫和三聚氰胺-甲醛纤维的专利。
通过人们近三十年的努力，三聚氰胺-甲醛泡沫已经在韧性、弹性、脆性、压缩回弹性等方面有了很大的提高，但是，众多专利中绝大部分是通过发泡剂得到软质树脂泡沫，通过传统的硬质模板或软质模板法得到硬质泡沫板，没有通过松香作为致孔剂得到树脂泡沫的报导。专利CN1934175A提及使用含有聚合物的水分散体作为致孔剂，但没有使用廉价环保又易于回收的松香作为致孔剂。
发明内容
本发明的基本思路是通过在三聚氰胺-甲醛树脂中加入松香溶液，得到孔径可调节的树脂泡沫。针对三聚氰胺-甲醛泡沫现有技术中硬质三聚氰胺甲醛泡沫生产模板不可回收利用的缺陷，本发明的目的旨在公开一种通过以松香为致孔剂制备三聚氰胺硬质泡沫的方法。本发明利用松香在溶剂和树脂中的溶解度不同造成部分松香颗粒析出的特点。通过控制表面活性剂的种类和用量或搅拌的速度以及搅拌时间控制孔径的尺寸；通过控制反应条件避免松香与树脂反应，树脂固化后将松香颗粒用溶剂再次溶出，或是通过高温将颗粒融出的方法，达到致孔的目的。溶出或融出的松香可以循环利用。
本发明提供的三聚氰胺泡沫生产方法主要通过以下步骤实现的：
1） 以三聚氰胺-甲醛树脂或改性的三聚氰胺-甲醛树脂为基料，加入适量固化剂和泡沫抑制剂，搅拌均匀；
2） 取适量松香，用丙酮、乙醇、异丙醇其中一种或几种的混合物溶解并加入适量表面活性剂，搅拌至完全溶解；
3） 将松香溶液加入步骤1）所述的树脂中，搅拌至均匀，常温下静置固化；
4）将步骤3）所述固化成型的三聚氰胺-甲醛树脂浸泡于丙酮、乙醇、异丙醇其中一种或几种的混合物中或者放于烘箱中，待松香溶出或融出，即可得到三聚氰胺-甲醛树脂泡沫。
所述三聚氰胺-甲醛树脂或改性的三聚氰胺-甲醛树脂为以三聚氰胺与甲醛摩尔比为1:1～1:8合成的树脂。
所述三聚氰胺-甲醛树脂或经过改性的三聚氰胺-甲醛树脂，其固含量为30～80%。
所述固化剂为水溶性酸或潜酸，有：甲酸、乙酸、丙酸、丙烯酸、丙二酸、丁二酸、乙酸酐、苯磺酸、硫酸、磷酸、盐酸、硫酸氨或氯化铵中一种或几种的混合物。
所述泡沫抑制剂为二甲基聚硅氧烷类化合物。
所述表面活性剂有：十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、OP-10、吐温-80、吐温-60或司盘-80的其中一种或几种的混合物。
步骤1）的固化剂的用量为树脂质量的3～20%。泡沫抑制剂的用量为树脂质量的0～3%。
步骤2）的松香的用量为树脂质量的50～200%，松香与溶剂的质量比为1：0.8～1:3，表面活性剂的用量为松香质量的0～2%。
步骤4）的烘箱温度为130～300℃。
本发明的有益效果是，所得的泡沫产品孔径大小分布均匀且孔隙率高，并且孔径尺寸可以调节。松香易于回收，能够降低生产成本，并且绿色环保。具体实施方式：
为了更好的理解本发明的技术方案，以下通过具体的实施例进一步详细论述。
实施例1：
将50克松香溶于50ml乙醇中，加入1g吐温-80，搅拌15分钟。取100g固含量为60%的三聚氰胺-甲醛树脂， 5g甲酸，1.5g泡沫抑制剂，搅拌3分钟。将松香的乙醇溶液加入树脂中，搅拌5分钟，静置固化。将固化成型的树脂放入乙醇中至松香溶出，得到产品的平均孔径为100～500nm，泡沫密度为93g∕l，总孔隙率为72﹪,比表面积300m2/g。
实施例2：
将40克松香溶于45ml乙醇中，加入1g吐温-60，搅拌10分钟。取100g固含量为40%的三聚氰胺-甲醛树脂， 5g乙酸，1g泡沫抑制剂，搅拌2分钟。将松香的乙醇溶液加入树脂中，搅拌10分钟，静置固化。将固化成型的树脂放入乙醇中至松香溶出，得到产品平均孔径为200～600nm，泡沫密度为78g∕l，总孔隙率为69﹪，比表面积270m2/g。
实施例3：
将60克松香溶于60ml丙酮中，加入1.5g司盘-80，搅拌20分钟。取100g固含量为50%的三聚氰胺-甲醛树脂， 5g丙烯酸，1g泡沫抑制剂，搅拌2分钟。将松香的丙酮溶液加入树脂中，搅拌15分钟，静置固化。将固化成型的树脂放入乙醇中至松香溶出，得到产品的平均孔径为10～500nm，泡沫密度为86g∕l，总孔隙率为71﹪,比表面积320m2/g。
实施例4：
将60克松香溶于65ml丙酮中，加入1g OP-10，搅拌20分钟。取100g固含量为60%的改性三聚氰胺-甲醛树脂，5g丙二酸，1g泡沫抑制剂，搅拌4分钟。将松香的丙酮溶液加入树脂中，搅拌15分钟，静置固化。将固化成型的树脂放入烘箱中至松香融出，得到产品的平均孔径为200～700nm，泡沫密度为91g∕l，总孔隙率为68﹪,比表面积260m2/g。
实施例5：
将100克松香溶于110ml异丙醇中，加入2g吐温-80，搅拌30分钟。取100g固含量为70%的改性三聚氰胺-甲醛树脂，5g磷酸，2g泡沫抑制剂，搅拌5分钟。将松香溶液加入树脂中，搅拌25分钟，静置固化。将固化成型的树脂放入烘箱中至松香融出，，得到产品的平均孔径为100～800nm，泡沫密度为107g∕l，总孔隙率为65﹪,比表面积240m2/g。
实施例6：
将70克松香溶于70ml乙醇中，加入1g司盘-80，搅拌20分钟。取100g固含量为40%的改性三聚氰胺-甲醛树脂，5g甲酸，1g泡沫抑制剂，搅拌2分钟。将松香的乙醇溶液加入树脂中，搅拌20分钟，静置固化。将固化成型的树脂放入烘箱中至松香融出，后得到产品的平均孔径为100～400nm，泡沫密度为62g∕l，总孔隙率为77﹪，比表面积310m2/g。
Claims (13)
1.一种以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，其特征在于通过以下步骤实现的：1）以三聚氰胺甲醛树脂或改性的三聚氰胺甲醛树脂为基料，加入适量固化剂和泡沫抑制剂，搅拌均匀；
2）取适量松香，用丙酮、乙醇、异丙醇其中一种或几种的混合物溶解并加入适量表面活性剂，搅拌至完全溶解；
3）将松香溶液加入搅拌均匀的三聚氰胺-甲醛树脂中，搅拌至均匀，常温下静置固化；
4）将固化成型的三聚氰胺-甲醛树脂浸泡于丙酮、乙醇、异丙醇其中一种或几种的混合物中或者放于烘箱中高温加热，待松香溶出或融出，即可得到三聚氰胺-甲醛树脂泡沫。
2.如权利要求1所述的以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，其特征是，所述三聚氰胺甲醛树脂或改性的三聚氰胺甲醛树脂为以三聚氰胺与甲醛摩尔比为1:1～1:8合成的树脂。
3.如权利要求1所述的以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，其特征是，所述三聚氰胺甲醛树脂或经过改性的三聚氰胺甲醛树脂，其固含量为30～80%。
4.如权利要求1所述的以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，其特征是，所述泡沫抑制剂为二甲基聚硅氧烷类化合物。
5.如权利要求1所述的以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，其特征是，泡沫抑制剂的用量为树脂质量的0～3%。
6.如权利要求1所述的以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，其特征是，所述表面活性剂为：十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、OP-10、吐温-80、双亲性表面活性剂、吐温-60或司盘-80的其中一种或几种的混合物。
7.如权利要求6所述的以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，其特征是，表面活性剂的用量为松香质量的0～2%。
8.如权利要求1所述的以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，其特征是，所述固化剂为水溶性酸或潜酸。
9.如权利要求8所述的以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，其特征是，所述固化剂为：甲酸、乙酸、丙酸、丙烯酸、丙二酸、丁二酸、乙酸酐、苯磺酸、硫酸、磷酸、盐酸、硫酸氨或氯化铵中一种或几种的混合物。
10.如权利要求9所述的以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，其特征是，固化剂的用量为树脂质量的3～20%。
11.如权利要求1所述的以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，其特征是，松香的用量为树脂质量的50～200%。
12.如权利要求1所述的以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，其特征是，松香与溶剂的质量比为1：0.8～1:3。
13.如权利要求1所述的以松香为致孔剂制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，其特征是，烘箱温度为130～300℃。
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