CN107345045B - 聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明介绍了一种聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫的生产方法，采用如下原料和步骤：(1)、备份己内酯、乙二醇、乙酸锌、苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠、水；(2)、将己内酯、乙二醇、乙酸锌投入反应釜生成聚己内酯二醇；(3)、将苯酚、氢氧化钠和水投入另一反应釜生成羟甲基酚；(4)、投入聚己内酯二醇得线性结构的酚醛树脂；（5）、真空脱水；（6）、注入预设模具得聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫成品。本方法利用聚己内酯上的酯基及长碳链结构，克服传统酚醛树脂泡沫脆性大、易粉化、力学性能差的缺陷，使产品脆性降低，性能改善，实现了既提高强度又降低脆性的效果。
Description
技术领域
本发明属于高分子有机化合物技术领域，涉及一种聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫的生产方法。
背景技术
酚醛树脂是以酚类和醛类化合物缩聚制得的树脂的统称，其原料易得，成本低廉，生产工艺和设备简单。而酚醛泡沫制品，一般都具有良好的耐热性、耐寒性和阻燃性，且产品尺寸稳定、易于成型加工、烟雾程度低。但现有的此类酚醛泡沫，其脆性差，柔韧性大，力学加工性能低下，因此缺乏工业延展性能与压缩蠕变性能，严重地影响到了产品质量，长期以来一直没有得到很好的解决。为了降低酚醛泡沫的柔韧性，本领域技术人员亦一直试图对其进行改进。一直试图通过引入酯基及长碳链结构对酚醛树脂进行改性，从而期待获得一种更受市场欢迎的，具有优异力学性能的泡沫产品。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提供一种聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫的生产方法，试通过引入聚己内酯多元醇所含的酯基及长碳链结构对酚醛树脂进行接枝，以形成共聚物实现改性，生产出具有优异力学性能的高韧性聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫。
本发明的技术方案是，所提供的聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫的生产方法，包括采用如下原料和工艺步骤制得高韧性的聚己内酯二醇改性酚醛泡沫：
(1)、按下述重量份备份原料：
(2)、将步骤(1)所备重量份的己内酯、乙二醇、乙酸锌投入反应釜即第一反应釜中。升温至120℃，保持该温度4h。期间，该反应釜中己内酯的碳氧键发生断裂开环与乙二醇反应，生成聚己内酯二醇，反应式如下：
式中：
为己内酯，HOCH2CH2OH为乙二醇，
为聚己内酯二醇；
(3)、将步骤(1)所备重量份的苯酚、氢氧化钠和水投入另一反应釜即第二反应釜中混合搅拌0.5h，控制该反应釜内温度60～80℃，期间，分三次均量取完步骤(1)所备重量份的多聚甲醛投入所述反应釜中，每次间隔15min。此时反应釜中进行加成反应生成羟甲基酚，所述加成反应的反应式如下：
式中：
为苯酚，HCHO为甲醛，为羟甲基酚；
(4)、将上述第二反应釜内温度升至90℃，然后将步骤(2)所得聚己内酯二醇投入该反应釜中，该聚己内酯二醇的加入量为步骤(3)所投苯酚重量的5～10％。将反应釜内温度升至95℃进行羟甲基酚缩合聚合反应，反应时间1h，得线性结构的酚醛树脂。
(5)、将步骤(4)所得线性结构的酚醛树脂真空脱水60～80份，冷却至室温即得聚己内酯二醇改性酚醛树脂；
(6)、依次按下述重量份95～105:4～8:4～10:10～15取步骤(5)所得聚己内酯二醇改性酚醛树脂、吐温-80、发泡剂正戊烷，以及由硫酸、乙二醇、甘油、水依次按2～4:2～3:1～2:3～5比例均匀搅拌而成的固化剂混合物，均匀混合后注入预设模具内，保持80～100℃温度10～15min脱模即得本发明的聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫产品成品。
本发明的有益效果是，在保留传统酚醛泡沫保温阻燃性能的基础上，成功地提高了酚醛泡沫材料的力学性能，降低了其脆性。本方法首先通过大分子链的长碳链结构的引入与酚醛树脂形成了镶段结构的共聚物，在分子结构局部形成IPN(英文“Interpenetrating Polymer Network”的缩写，中文译文为“互穿聚合物网络结构”。)结构。其次，利用己内酯在高温阶段开环反应形成长碳链，与酯基进一步提高树脂的柔韧性能，提高酚醛泡沫的力学性能，最终可以得到具有优异韧性的酚醛泡沫。本发明利用聚己内酯上的酯基及长碳链结构，通过官能团的接枝与化学键的交联与共聚，引入聚己内酯二醇结构来改性酚醛树脂。接枝共聚物兼有物理共混物和嵌段共聚物的共性，克服了传统酚醛树脂泡沫脆性大、易粉化、力学性能差的缺陷，从而使之增加韧度、提高强度，提升了酚醛泡沫的力学性能。
具体实施方式：
实施例1：
(1)、备份原料：
(2)、将步骤(1)所备重量份的己内酯、乙二醇、乙酸锌投入反应釜即第一反应釜中。升温至120℃，保持该温度4h。期间，该反应釜中己内酯的碳氧键发生断裂开环与乙二醇反应，生成聚己内酯二醇，反应式如下：
式中：
为己内酯，HOCH2CH2OH为乙二醇，
为聚己内酯二醇；
(3)、将步骤(1)所备重量份的苯酚、氢氧化钠和水投入另一反应釜即第二反应釜中混合搅拌0.5h，控制该反应釜内温度60～80℃，期间，分三次均量取完步骤(1)所备重量份的多聚甲醛投入所述反应釜中，每次间隔15min。此时反应釜中进行加成反应生成羟甲基酚，所述加成反应的反应式如下：
式中：
为苯酚，HCHO为甲醛，为羟甲基酚；
(4)、将上述第二反应釜内温度升至90℃，然后将步骤(2)所得聚己内酯二醇投入该反应釜中，该聚己内酯二醇的加入量为步骤(3)所投苯酚重量的5～10％。将反应釜内温度升至95℃进行羟甲基酚缩合聚合反应，反应时间1h，得线性结构的酚醛树脂。
(5)、将步骤(4)所得线性结构的酚醛树脂真空脱水60份，冷却至室温即得聚己内酯二醇改性酚醛树脂；
(6)、取步骤(5)所得聚己内酯二醇改性酚醛树脂95㎏、吐温-80 4㎏、发泡剂正戊烷4㎏，以及由2㎏硫酸、2㎏乙二醇、1㎏甘油、3㎏水均匀搅拌而成的固化剂混合物10㎏，均匀混合后注入预设模具内，保持80～100℃温度10min脱模即得聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫成品。
实施例2：
(1)、备份原料：
步骤(2)～(4)同实施例1；
(5)、将步骤(4)所得线性结构的酚醛树脂真空脱水80份，冷却至室温即得聚己内酯二醇改性酚醛树脂；
(6)、取步骤(5)所得聚己内酯二醇改性酚醛树脂105㎏、吐温-80 8㎏、发泡剂正戊烷10㎏，以及由4㎏硫酸、3㎏乙二醇、2㎏甘油、5㎏水均匀搅拌而成的固化剂混合物15㎏，均匀混合后注入预设模具内，保持80～100℃温度15min脱模即得聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫成品。
上述实施例1～2所得聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫成品经检验合格如下表：
聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫性能表
依据上表揭示的检测结果得知，相同条件下，本方法生产的聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫脆性降低，力学性能得到明显改善，实现了既提高强度又降低脆性的效果。
Claims (1)
1.一种聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫的生产方法，该方法包括采用如下原料和步骤：
(1)、按下述重量份备份原料：
(2)、将步骤(1)所备重量份的己内酯、乙二醇、乙酸锌投入反应釜即第一反应釜中， 升温至120℃，保持该温度4h， 期间，该反应釜中己内酯的碳氧键发生断裂开环与乙二醇反应，生成聚己内酯二醇，反应式如下：
式中：为己内酯，HOCH2CH2OH为乙二醇，
为聚己内酯二醇；
(3)、将步骤(1)所备重量份的苯酚、氢氧化钠和水投入另一反应釜即第二反应釜中混合搅拌0.5h，控制该反应釜内温度60～80℃，期间，分三次均量取完步骤(1)所备重量份的多聚甲醛投入所述反应釜中，每次间隔15min， 此时反应釜中进行加成反应生成羟甲基酚，所述加成反应的反应式如下：
式中：
为苯酚，HCHO为甲醛，为羟甲基酚；
4)、将上述第二反应釜内温度升至90℃，然后将步骤(2)所得聚己内酯二醇投入该反应釜中，该聚己内酯二醇的加入量为步骤(3)所投苯酚重量的5～10％， 将反应釜内温度升至95℃进行羟甲基酚缩合聚合反应，反应时间1h，得线性结构的酚醛树脂，
(5)、将步骤(4)所得线性结构的酚醛树脂真空脱水60～80份，冷却至室温即得聚己内酯二醇改性酚醛树脂；
(6)、依次按下述重量份95～105:4～8:4～10:10～15取步骤(5)所得聚己内酯二醇改性酚醛树脂、吐温-80、发泡剂正戊烷，以及由硫酸、乙二醇、甘油、水依次按2～4:2～3:1～2:3～5比例均匀搅拌而成的固化剂混合物，均匀混合后注入预设模具内，保持80～100℃温度10～15min脱模即得聚己内酯二醇改性酚醛树脂泡沫成品。
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