CN104497475A - 一种酚醛泡沫体 - Google Patents
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Abstract
本发明属于隔热耐火材料技术领域，提出一种酚醛泡沫体。提出的一种酚醛泡沫体包括有酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂和固化剂；固化剂由强酸与有机二元弱酸复合而成；强酸与有机二元弱酸的质量比为4:1~1:1；固化剂在与酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂组成的混合料交联固化时，利用有机二元弱酸作为部分的固化交联剂，一方面通过化学修饰降低交联密度，增加酚醛泡沫体的机械性能，提高酚醛泡沫体的压缩强度；另一方面减少了强酸的用量，降低了酚醛泡沫体的酸性，使酚醛泡沫体的酸性—PH值不小于3。本发明降低了强酸的用量，减少了腐蚀，提高了酚醛泡沫体的PH值；扩大了酚醛泡沫的应用范围；并通过降低交联密度提升了酚醛泡沫的强度。
Description
技术领域
本发明属于隔热耐火材料技术领域，具体涉及一种酚醛泡沫体。
背景技术
酚醛泡沫体是由酚醛树脂、固化剂、发泡剂、添加剂混合后在一定温度、压力下得到的一种泡沫塑料，以其优越的绝热、耐火特性、遇火无滴落物应用于建筑、石油化工、空调风管、隧道工程、电器等行业。
众所周知，酚醛泡沫体一般是在酸的作用下固化成型，传统的酸多为无机或有机强酸，诸如硫酸、磷酸、甲苯磺酸、苯磺酸等一种或几种复配。上述这些强酸在酚醛泡沫的成型过程中固化速度快，但随着时间的延长，小分子酸会随着空气中的水分析出至表面，对金属有较强的腐蚀作用，从而限制了酚醛泡沫的应用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种酚醛泡沫体。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案：
一种酚醛泡沫体，所述的酚醛泡沫体包括有酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂和固化剂；所述的酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂经过高效预混后形成混合料后与固化剂在预制的模腔中进行高速搅拌形成可发泡酚醛树脂组合物；所述的可发泡树脂组合物浇注于加热模具中形成预定形状的酚醛泡沫体，模具温度控制在70～100℃；其中，酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂和固化剂的质量份数之比100：3~7：4~6：20~40；所述的固化剂由强酸与有机二元弱酸复合而成；强酸与有机二元弱酸的质量比为4:1~1:1；所述的固化剂在与酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂组成的混合料交联固化时，利用有机二元弱酸作为部分的固化交联剂，一方面通过化学修饰降低交联密度，增加酚醛泡沫体的机械性能，提高酚醛泡沫体的压缩强度；另一方面减少了强酸的用量，降低了酚醛泡沫体的酸性，使酚醛泡沫体的酸性—PH值不小于3。
所述的强酸为甲苯磺酸，磷酸、硫酸、苯磺酸的一种或几种。
所述的有机二元弱酸为C4～C12的饱和脂肪族二元羧酸或芳香族二元羧酸。
所述的酚醛树脂是通过甲醛与苯酚缩聚反应得到的，具体方法如下：将苯酚及氢氧化钠水溶液投入容器反应，加入甲醛后升温至所需粘度，停止反应并通过酸中和，脱水至所需的含水量；其中，苯酚与甲醛的比例为1:1.5~1：2.5，酚醛树脂在25℃下粘度为3000～20000 mPa·S，水含量为5~15 wt%，固含量为70~90%。
所述的表面活性剂为吐温系列表面活性剂、含硅表面活性剂中的一种或几种。
所述吐温系列表面活性剂包括有吐温-20、吐温-80。
所述含硅表面活性剂包括FQ550，DC-193。
所述的发泡剂为正戊烷、正丁烷、异戊烷、氟氯烃的一种或几种。
本发明提出的一种酚醛泡沫体，采用强酸与二元有机弱酸复配而成的固化剂制备酚醛泡沫体，降低了强酸的用量，减少了腐蚀，提高了酚醛泡沫体的PH值；扩大了酚醛泡沫的应用范围；并通过降低交联密度提升了酚醛泡沫的强度。
具体实施方式
结合具体实施例对本发明加以说明，但本发明不局限于这些实施例和对比例。
实施例1
固化剂的复配：向配备有搅拌器和恒温器的1m3搪瓷容器中放入160 kg的甲苯磺酸、80 kg的硫酸作为复合酸中的强酸，然后向所述容器中引入80 kg的己二酸；将上述复合酸在50～90℃的温度下搅拌处理一小时，得到所需的固化剂。
将100重量份的酚醛树脂（酚∶甲醛＝1∶2.0，粘度为4000 mPa·S，重均分子量为500～800)、4份的吐温-80作为表面活性剂、6份的正戊烷作为发泡剂，用计量泵将上述物料按重量比例送至静态混合器中进行高效混合搅拌形成混合料；同时将所述的混合料与上述固化剂20份送入浇注枪头进行高速搅拌混合，得到发泡酚醛树脂组合物；将发泡酚醛树脂组合物通过枪头移动浇注于铺有无纺布的履带式模具上，通过履带模具传动带动发泡酚醛树脂组合物进入加热模具中进行发泡，控制模具温度为80℃，固化15 min后得到宽度为1200 mm、厚度为50 mm的酚醛泡沫体。
表面活性剂还可以采用包括江苏美思德化学股份有限公司生产的Q5503含硅表面活性剂或，佛山市道宁化工有限公司生产的DC-193含硅表面活性剂。
实施例2
用与实施例1相同的方式制备酚醛泡沫体，不同之处是固化剂中强酸与己二酸的质量分数比为4:1。
实施例3
用与实施例1相同的方式制备酚醛泡沫体，不同之处是固化剂中强酸与己二酸的质量分数比为2:1。
实施例4
用与实施例1相同的方式制备酚醛泡沫体的样品，不同之处是固化剂中强酸与己二酸的质量分数比为1:1。
实施例5
用与实施例3相同的方式制备酚醛泡沫体，不同之处是固化剂中强酸与丁二酸的质量分数比为2：1。
实施例6
用与实施例3相同的方式制备酚醛泡沫体，不同之处是固化剂中强酸与癸二酸的质量分数比为2：1。
实施例7
用与实施例3相同的方式制备酚醛泡沫体，不同之处是固化剂中强酸与苯二甲酸的质量分数比为2：1。
对比例1
用与实施例1相同的方式制备酚醛泡沫体的样品，不同之处是仅使用强酸作为固化剂。
分别取上述实施例1-7和对比例所制备的酚醛泡沫体若干进行测试：
（1）压缩强度
压缩强度或相对形变为10％时的压缩应力及压缩弹性模量试验按GB/T 8813-2008的规定进行，试件的尺寸为（100±1）mm×（100±1）mm×原厚，压缩强度取酚醛泡沫体5个试件试验结果的平均值。
（2）酸性
酚醛泡沫体若干，磨碎后通过孔径0.25 ｍｍ筛网，称取过筛后的酚醛泡沫体2ｇ放入100ｇ蒸馏水中（蒸馏水的PH值为７），在20 ℃下搅拌24ｈ后将粉末过滤，用精密PH试纸测定滤液的PH值。
从实施例1-7和对比例得到的50 mm 厚酚醛泡沫体样品的压缩强度和酸性PH值结果显示在表1 中。
表1 复合酸比例及酚醛泡沫的性质
a 复合酸中的弱势为丁二酸；b 复合酸中的弱酸为癸二酸；c 复合酸中的弱酸为对苯二甲酸。
从上述结果中可以清楚地看到，要得到性能稳定且酸性PH值不小于3的酚醛泡沫体，其加入的固化剂中强酸相对于弱酸的质量分数比应4：1～1:1；使用本发明提供的复合酸作为酚醛泡沫体固化成型的固化剂，制得的酚醛泡沫体机械性能较对比例1强度高，并且得到的泡沫体酸性有所减弱。
Claims (8)
1.一种酚醛泡沫体，所述的酚醛泡沫体包括有酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂和固化剂；所述的酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂经过高效预混后形成混合料后与固化剂在预制的模腔中进行高速搅拌形成可发泡酚醛树脂组合物；所述的可发泡树脂组合物浇注于加热模具中形成预定形状的酚醛泡沫体，模具温度控制在70～100℃；其中，酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂和固化剂的质量份数之比100：3~7：4~6：20~40；其特征在于：所述的固化剂由强酸与有机二元弱酸复合而成；强酸与有机二元弱酸的质量比为4:1~1:1；所述的固化剂在与酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂组成的混合料交联固化时，利用有机二元弱酸作为部分的固化交联剂，一方面通过化学修饰降低交联密度，增加酚醛泡沫体的机械性能，提高酚醛泡沫体的压缩强度；另一方面减少了强酸的用量，降低了酚醛泡沫体的酸性，使酚醛泡沫体的酸性—PH值不小于3。
2.根据权利要求1所述的一种酚醛泡沫体，其特征在于：所述的强酸为甲苯磺酸，磷酸、硫酸、苯磺酸的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种酚醛泡沫体，其特征在于：所述的有机二元弱酸为C4～C12的饱和脂肪族二元羧酸或芳香族二元羧酸。
4.根据权利要求1所述的一种酚醛泡沫体，其特征在于：所述的酚醛树脂是通过甲醛与苯酚缩聚反应得到的，具体方法如下：将苯酚及氢氧化钠水溶液投入容器反应，加入甲醛后升温至所需粘度，停止反应并通过酸中和，脱水至所需的含水量；其中，苯酚与甲醛的比例为1:1.5~1：2.5，酚醛树脂在25℃下粘度为3000～20000 mPa·S，水含量为5~15 wt%，固含量为70~90%。
5.根据权利要求1所述的一种酚醛泡沫体，其特征在于：所述的表面活性剂为吐温系列表面活性剂、含硅表面活性剂中的一种或几种。
6.根据权利要求6所述的一种酚醛泡沫体，其特征在于：所述吐温系列表面活性剂包括有吐温-20、吐温-80。
7.根据权利要求6所述的一种酚醛泡沫体，其特征在于：所述含硅表面活性剂包括FQ5503，DC-193。
8.根据权利要求1所述的一种酚醛泡沫体，其特征在于：所述的发泡剂为正戊烷、正丁烷、异戊烷、氟氯烃的一种或几种。
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| CN105111674A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-02 | 沈阳化工大学 | 一种离子液体改进的低酸高活性酚醛树脂固化剂 |
| CN105523539A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-04-27 | 新余学院 | 一种多孔碳材料的制备方法 |
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| CN102807731A (zh) * | 2012-08-29 | 2012-12-05 | 山东莱芜润达新材料有限公司 | 一种酚醛纤维改性的酚醛泡沫的制备方法 |
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