CN104307428B - 表面活性剂、其用途、及使用其的酚醛树脂泡沫板 - Google Patents

Abstract

发明提供了一种表面活性剂，其由香茅醇和衣康酸酐经酯化反应制得。该表面活性剂可以用于发泡树脂，在树脂固化树脂中参与反应，提高材料任性，降低导热系数。本发明因此还涉及该表面活性剂在有机泡沫板中的应用。本发明还提供一种酚醛树脂泡沫板，其使用了前述表面活性剂。

Description

表面活性剂、其用途、及使用其的酚醛树脂泡沫板

技术领域

本发明涉及高分子材料，尤其涉及建筑节能材料，具体涉及酚醛泡沫板及其制备方法。

背景技术

近年来，我国保温材料行业出现了迅猛发展，各种保温材料如雨后春笋板的出现。截止到目前，我国保温材料的总消耗量已超过300万吨。伴随着保温工程的日益增长，工业保温材料、设备生产行业的发展也迎来一个新的高潮，外墙外保温材料的发展正迎来一个前所未有的机遇。

现有的保温材料可分为有机保温材料和无机保温材料两大类。其中，无机保温材料导热系数高，难以满足越来越高的保温要求，使用也较为有限。对于有机保温材料而言，除酚醛外，其它保温材料都较易燃烧，存在安全隐患。由于国家对保温及防火的双重要求，使得目前市场上难以寻得一种较为合适的保温材料。目前，各种保温材料存在的问题有：可发性聚苯乙烯(EPS)和聚苯乙烯挤塑板(XPS)阻燃级别低，需通过外加阻燃剂来提高泡沫的阻燃性，虽能有效提高其阻燃性，但无法改变燃烧过程中的滴落问题。聚氨酯具有较低的导热系数，保温效果好，但聚氨酯自身易燃，生产时需添加阻燃剂，多数厂家生产的聚氨酯在保持力学性能合格的前提下，极限氧指数很难达到30％以上，且聚氨酯的生产成本较高。常规的酚醛泡沫阻燃效果好，在不添加阻燃剂的前提下，氧指数便能达到30％以上，但泡沫的导热系数高，个别大公司所生产的酚醛泡沫产品虽然可以在短时间内保持较低的导热系数，却无法保持长期稳定性，这使得墙体的长期保温效果较差。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种酚醛树脂用表面活性剂，以赋予树脂产品提高的性能。

本发明的另一个目的提供一种使用该表面活性剂的酚醛树脂泡沫材料，以使该泡沫材料具有较低且稳定的导热系数。

在本发明的第一方面，提供一种树脂用表面活性剂，其由香茅醇和衣康酸酐制得。本发明中，香茅醇和衣康酸酐的比例为1-2:1，优选1-1.4:1。使二者在加热的条件下，例如40-100℃，优选在催化剂的存在下反应。可使用的催化剂包括磷酸、浓硫酸、浓盐酸、氯化铁、二氯亚砜、对甲基苯磺酸。在本发明的另一种实施方式中，使用的催化剂是强酸性离子交换树脂，尤其是带有磺酸基的聚苯乙烯型树脂，使用该树脂具有很好的催化效率。

根据本发明获得的表面活性剂的一个用途是添加到甲阶酚醛树脂中，用来制备酚醛泡沫板。为此，在本发明的第二方面，提供一种酚醛泡沫板，其包含上述表面活性剂。该表面活性剂在树脂固化过程中参与反应，

一般地，根据本发明的酚醛泡沫板的制备原料以重量计包含：甲阶酚醛树脂100份；表面活性剂2～10份，其中优选6～10份；发泡剂5～20份；固化剂5～20份；和可选的阻燃剂3～15份。

在该应用中，上述表面活性剂不仅具备普通表面活性剂的乳化功能，而且其分子量较大，基本为线形，两端带有反应性基团，在酚醛树脂固化过程中可以参与反应，能够有效的改善泡沫的韧性和泡孔的强度，使得所制备的泡沫具有较高的闭孔率，闭孔率可达到90％以上，从而具有较低的导热系数，且能够保持长期稳定性。

可用于本发明的阻燃剂包括但不限于氢氧化铝、氢氧化镁、二氧化硅、二氧化锆、二氧化钛、硼酸锌、氧化锑和多聚磷酸铵。可用于本发明的固化剂包括对甲苯磺酸、苯酚磺酸、苯磺酸、二甲苯磺酸、硫酸和磷酸中的一种或多种。

虽然本发明着重针对上述表面活性剂在酚醛树脂泡沫板中的应用，但是并不排除在其他泡沫板中的应用，例如聚氨酯泡沫板、聚苯乙烯泡沫板等等。

具体实施方式

下面结合具体实施例来详述本发明，但不限于此。

实施例1

将香茅醇和衣康酸酐按摩尔比为1:1.2加入到三口烧瓶中，在001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂的存在下，在60℃恒温水浴中反应8小时，搅拌速度设定为1000r/min，反应完毕分离出交换树脂后取出备用。

将100g甲阶酚醛树脂、2g自制表面活性剂，8g正戊烷、5份氢氧化铝分别加入到反应釜中，搅拌10min，再加入4g硫酸与4g对甲苯磺酸的混合水溶液(加水量为10g)，搅拌10s，待混合均匀后迅速倒入到60℃模具中，并放入70℃烘箱中保温10min后取出，冷却、脱模既得低导热系数酚醛泡沫板。

比较例1

重复实施例1的试验，区别在于使用2g的蓖麻油聚氧乙烯醚作为表面活性剂。

实施例2

将100g甲阶酚醛树脂、4g自制表面活性剂(其制备方法同实施例1)，8g正戊烷、5份氢氧化铝分别加入到反应釜中，搅拌10min，再加入4g硫酸与4g对甲苯磺酸的混合水溶液(加水量为10g)，搅拌10s，待混合均匀后迅速倒入到60℃模具中，并放入70℃烘箱中保温10min后取出，冷却、脱模既得低导热系数酚醛泡沫板。

比较例2

重复实施例2的试验，区别在于使用4g的蓖麻油聚氧乙烯醚作为表面活性剂。

实施例3

将100g甲阶酚醛树脂、6g自制表面活性剂(其制备方法同实施例1)，8g正戊烷、5份氢氧化铝分别加入到反应釜中，搅拌10min，再加入4g硫酸与4g对甲苯磺酸的混合水溶液(加水量为10g)，搅拌10s，待混合均匀后迅速倒入到60℃模具中，并放入70℃烘箱中保温10min后取出，冷却、脱模既得低导热系数酚醛泡沫板。

比较例3

重复实施例3的试验，区别在于用6g的蓖麻油聚氧乙烯醚作为表面活性剂。

实施例4

将100g甲阶酚醛树脂、8g自制表面活性剂(其制备方法同实施例1)，8g正戊烷、5份氢氧化铝分别加入到反应釜中，搅拌10min，再加入4g硫酸与4g对甲苯磺酸的混合水溶液(加水量为10g)，搅拌10s，待混合均匀后迅速倒入到60℃模具中，并放入70℃烘箱中保温10min后取出，冷却、脱模既得低导热系数酚醛泡沫板。

比较例4

重复实施例1的试验，区别在于用使用8g的蓖麻油聚氧乙烯醚作为表面活性剂。

实施例5

将100g甲阶酚醛树脂、10g自制表面活性剂(其制备方法同实施例1)，8g正戊烷、5份氢氧化铝分别加入到反应釜中，搅拌10min，再加入4g硫酸与4g对甲苯磺酸的混合水溶液(加水量为10g)，搅拌10s，待混合均匀后迅速倒入到60℃模具中，并放入70℃烘箱中保温10min后取出，冷却、脱模既得低导热系数酚醛泡沫板。

比较例5

重复实施例5的试验，区别在于使用10g的蓖麻油聚氧乙烯醚作为表面活性剂。

按照国标GB/T10294检测各实施例和比较例所得样品的导热系数，见表1。

表1.实施例比较例产品的导热系数

	5天	10天	20天	30天	40天	50天	60天
								实施例1	0.035	0.036	0.035	0.036	0.036	0.036	0.035
实施例2	0.031	0.032	0.032	0.033	0.036	0.035	0.036
								实施例3	0.024	0.025	0.025	0.024	0.026	0.026	0.025
实施例4	0.022	0.021	0.022	0.023	0.022	0.023	0.023
								实施例5	0.021	0.021	0.022	0.022	0.023	0.023	0.023
比较例1	0.035	0.035	0.040	0.043	0.043	0.044	0.045
								比较例2	0.030	0.032	0.033	0.038	0.038	0.040	0.040
比较例3	0.028	0.030	0.032	0.037	0.039	0.040	0.038
								比较例4	0.025	0.028	0.030	0.032	0.033	0.035	0.035
比较例5	0.024	0.026	0.030	0.031	0.034	0.035	0.034

从表1可以得知，使用本发明的表面活性剂，所得的酚醛泡沫板具有较低而且基本稳定的导热系数。

Claims (7)

1.一种表面活性剂在制备有机泡沫板中的用途，所述表面活性剂由香茅醇和衣康酸酐经酯化反应制得。

2.权利要求1所述的表面活性剂的用途，其中，所述酯化是由强酸性离子交换树脂所催化。

3.权利要求2所述的表面活性剂的用途，其中，所述强酸性离子交换树脂是带有磺酸基的聚苯乙烯型离子交换树脂。

4.一种酚醛树脂泡沫板，其由甲阶酚醛树脂制备，其中使用的表面活性剂由香茅醇和衣康酸酐经酯化反应制得，所述酚醛树脂泡沫板的制备原料以重量计包含：甲阶酚醛树脂100份；所述表面活性剂2～10份，发泡剂5～20份；固化剂5～20份。

5.权利要求4所述的酚醛树脂泡沫板，其中，所述酯化是由强酸性离子交换树脂所催化。

6.权利要求4所述的酚醛树脂泡沫板，进一步包含阻燃剂3～15份。

7.权利要求4所述的酚醛树脂泡沫板，其中所述表面活性剂为6～10份。