CN106397701B - 一种菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂及其制备方法，涉及一种发泡树脂及其制备方法，将酚类化合物、催化剂、醛类化合物依次加到约60~80℃反应釜中反应，再加入菲式四苯基环戊二烯酮，高速搅拌使混合均匀，通N2保护，以1～5℃/min的升温速度缓慢升温至80~100℃，恒温搅拌1.5‑2.5h后冷却至室温；用醋酸中和树脂液中性，然后减压蒸除体系中的小分子直至无液体排出，得粘稠液体即为菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂。该方法在制备的新型发泡树脂的结构中既引入腰果酚侧基，又引入菲式稠环结构，从而在克服了现有技术酚醛树脂存在的脆性的缺陷的同时，提高了酚醛树脂的耐高温性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种发泡树脂及其制备方法，特别是涉及一种菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂及其制备方法。
背景技术
酚醛泡沫塑料是近些年发展起来的一类新型泡沫塑料，酚醛泡沫相对于聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫，在耐高温方面有明显优势，酚醛泡沫保温材料阻燃效果好，在明火条件下不滴落、不燃烧、没有有毒有害气体放出，但是其脆性大、易粉化，使得运输和施工都有一定的难度，限制其应用。一些研究者为此做了很多有益的探索。
目前使用的方法是将酚醛泡沫和聚苯乙烯泡沫组成复合泡沫材料，制备出同时具有酚醛的阻燃性和发泡聚苯乙烯的保温性能的保温材料。但是由于所得到的最终板材的结构以及制备过程的不易控制，使这一方法的应用受到限制，例如，这一方法得到的树脂板材结构不均匀，发泡聚苯乙烯珠粒的密度远远小于液体酚醛树脂。
单纯用苯酚和甲醛合成的酚醛树脂的分子结构中亚甲基连接的刚性芳环紧密堆砌，使树脂本身变脆。腰果酚在酚醛树脂中的应用已有不少报道。英国专利GB2262525A 通过腰果酚与环氧乙烷反应制备出不同聚合度的烷氧基化腰果酚聚氧乙烯醚。研究表明，该腰果酚聚氧乙烯醚具有表面活性剂的特性，但由于腰果酚为混合物，且侧链为不饱和烷烃，因而性能不稳定，达不到应用要求。中国专利CN102206336A 通过对腰果酚催化加氢和环氧化改性，使不饱和侧链烷烃变为饱和烷烃，腰果酚聚氧乙烯醚的性能稳定性得到提高。专利CN103012743A，专利CN103788320A，专利CN103013038A等都采用腰果酚对酚醛树脂进行增韧的研究，腰果酚可以与甲醛、苯酚一起反应生成改性酚醛树脂，同时又可以进行加成聚合、氧化聚合、热聚合等。合成的树脂其耐化学性、拉伸强度及弯曲强度都得到了很大的改善。但腰果酚的引入也降低了树脂的耐热性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂及其制备方法，本发明在制备的新型发泡树脂的结构中既引入腰果酚侧基，又引入菲式稠环结构，从而在克服了现有技术酚醛树脂存在的脆性的缺陷的同时，提高了酚醛树脂的耐高温性能。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂，具有如下结构：
。
所述的一种菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂，所述的改性剂为菲式四苯基环戊二烯酮。
所述的一种菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂，所述酚类化合物为腰果酚，桐油，壬基酚中的一种或多种。
所述的一种菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂，所述醛类化合物选自甲醛、乙醛、聚甲醛中的一种或多种。
所述一种菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂，所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁等强碱物质中的一种或多种。
一种菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂制备方法，该制备方法包括以下步骤：
将酚类化合物、催化剂、醛类化合物依次加到约60~80℃反应釜中反应，再加入菲式四苯基环戊二烯酮，高速搅拌使混合均匀，通 N 2保护，以 1 ～5℃ /min 的升温速度缓慢升温至80~100℃，恒温搅拌1.5-2.5h后冷却至室温；用醋酸中和树脂液中性，然后减压蒸除体系中的小分子直至无液体排出，得粘稠液体即为菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂。
本发明的优点与效果是：
本发明提供的菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂的结构中既包括腰果酚侧基，又含有菲式稠环结构，从而在克服了现有技术酚醛树脂存在的脆性的缺陷的同时，提高了酚醛树脂的耐高温性能。因此，本发明提供的菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂在保证了酚醛树脂耐韧性和机械性能的同时，还提高了酚醛树脂的柔性和抗冲击性能。实验结果表明，本发明提供的菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂的弯曲强度达到23.03MPa，冲击强度达到6.86KJ/m2，热重分析显示所述菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂具有较高的耐高温性能。
本发明的主要用途：发明的酚醛泡沫板作为一种新型多用途泡沫材料，其主要用于绝热保温和隔音等领域。尤其是作为绝热保温材料,其在建筑、航天飞行器等领域的应用得以快速发展。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施所用材料：腰果酚、多聚甲醛、氢氧化钠、乙酸、菲式四苯基环戊二烯酮（实验室自制）
实施例 1
将100g腰果酚苯酚溶液、质量分数为50%的氢氧化钠溶液1g加入到60℃的三口烧瓶中，混合均匀后，反应5min，然后称量65g多聚甲醛于烧瓶中，反应1h后，再加入5g菲式四苯基环戊二烯酮，高速搅拌使混合均匀，通 N2保护，以3℃/min 的升温速度缓慢升温至90℃，恒温搅拌1.5后冷却至室温。用醋酸中和树脂为中性，得到菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂。
实施例 2
将100g腰果酚苯酚溶液、质量分数为50%的氢氧化钠溶液1g加入到60℃的三口烧瓶中，混合均匀后，反应5min，然后称量65g多聚甲醛于烧瓶中，反应1h后，再加入10g菲式四苯基环戊二烯酮，高速搅拌使混合均匀，通 N2保护，以3℃/min 的升温速度缓慢升温至90℃，恒温搅拌1.5后冷却至室温。用醋酸中和树脂为中性，得到菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂。
实施例 3
将100g腰果酚苯酚溶液、质量分数为50%的氢氧化钠溶液1g加入到60℃的三口烧瓶中，混合均匀后，反应5min，然后称量65g多聚甲醛于烧瓶中，反应1h后，再加入15g菲式四苯基环戊二烯酮，高速搅拌使混合均匀，通 N2保护，以3℃/min 的升温速度缓慢升温至90℃，恒温搅拌1.5后冷却至室温。用醋酸中和树脂为中性，得到菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂。
实施例 4
将100g腰果酚苯酚溶液、质量分数为50%的氢氧化钠溶液1g加入到60℃的三口烧瓶中，混合均匀后，反应5min，然后称量65g多聚甲醛于烧瓶中，反应1h后，再加入20g菲式四苯基环戊二烯酮，高速搅拌使混合均匀，通 N2保护，以3℃/min 的升温速度缓慢升温至90℃，恒温搅拌1.5后冷却至室温。用醋酸中和树脂为中性，得到菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂。
对比例
1)将100g苯酚溶液、质量分数为50%的氢氧化钠溶液1g加入到60℃的三口烧瓶中，混合均匀后，反应5min，然后称量65g多聚甲醛于烧瓶中，反应1h后，再以3℃/min 的升温速度缓慢升温至90℃，恒温搅拌1.5后冷却至室温。用醋酸中和树脂为中性，得到基础酚醛发泡树脂。
本发明实施例所制备的菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂与普通酚醛树脂的性能对比如下表：
| 弯曲强度MPa | 冲击强度KJ/m2 | Tmax | |
| 实施例1 | 23.03 | 4.79 | 478 |
| 实施例2 | 22.45 | 6. 25 | 583 |
| 实施例3 | 19.87 | 6.86 | 596 |
| 实施例4 | 18.46 | 5.78 | 613 |
| 基础对比 | 4.58 | 2.89 | 415 |
由以上实施例可知，本发明的菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂既包括腰果酚侧基，又含有菲式稠环结构，从而在克服了现有技术酚醛树脂存在的脆性的缺陷的同时，提高了酚醛树脂的耐高温性能。因此，本发明提供的菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂在保证了酚醛树脂耐韧性和机械性能的同时，还提高了酚醛树脂的柔性和抗冲击性能。实验结果表明，本发明提供的菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂的弯曲强度达到23.03MPa，冲击强度达到6.86KJ/m2，热重分析显示所述菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂具有较高的耐高温性能。
上面结合具体实施例对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂，具有如下结构：
。
2.一种菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
将酚类化合物、催化剂、醛类化合物依次加到60~80℃反应釜中反应，再加入菲式四苯基环戊二烯酮，高速搅拌使混合均匀，通 N 2保护，以 1～5℃/min 的升温速度缓慢升温至80~100℃，恒温搅拌1.5-2.5h后冷却至室温；用醋酸中和树脂液为中性，然后减压蒸除体系中的小分子直至无液体排出，得粘稠液体即为菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂。
3.根据权利要求2所述的一种菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂制备方法，其特征在于，所述醛类化合物选自多聚甲醛。
4.根据权利要求2所述一种菲式多苯基稠环共聚腰果酚甲醛发泡树脂制备方法，其特征在于，所述催化剂为氢氧化钠。
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