酚醛树脂合成和酚醛泡沫板材的制备

摘要

近些年来，随着我国经济的不断发展，高层次建筑物越来越多，建筑安全节能是社会可持续发展所面临的一项重要任务。然而，由于传统的保温材料聚苯乙烯(PS)和聚氨酯(PU)泡沫在阻燃方面性能非常不好，遇明火甚至火星即可燃烧，而且在燃烧过程中会产生对环境和人类都具有巨大危害的有毒气体，保温材料易燃所发生的重大火灾近年来频频发生。鉴于此，防火性能优越的酚醛泡沫(PF)保温材料就应运而生。
　　 酚醛泡沫虽具有隔热保温、难燃低烟、耐热稳定性好等诸多优点，然而其材质本身较脆易粉化、酸性较强的缺点仍不容忽视。本文针对目前市场所销售的酚醛泡沫这两大缺点，通过对制备酚醛树脂和酚醛泡沫的配方及工艺不断改进，得到了综合性能优越的酚醛泡沫保温板材，其韧性较市场上产品有所提高，产品接近中性，对墙体几乎无腐蚀性，各力学性能也完全达到了国家标准，而且该生产工艺重复性好、可控性强、生产过程不涉及高温高压等条件，非常适合工业化生产。本文主要内容如下:
　　 1.首先，在参阅数十篇相关参考文献的基础上，本文对酚醛树脂概况、反应机理以及固化动力学、耐热性能等方面做了简要阐述。然后，本文介绍了酚醛树脂在国内外的发展及应用。最后，本文针对酚醛泡沫的概况、改性研究、发展应用以及国内外生产企业进行了分析陈述。
　　 2.通过对影响酚醛树脂合成的因素（温度、时间、物料比、催化剂及其用量等）做系统的实验及分析，再结合后期制备酚醛泡沫所得到的反馈信息，我们掌握了合成可发性酚醛树脂的工艺，并优化得到了适合发泡的最佳配方，并对得到的酚醛树脂做了表征及测定，如FTIR、GPC等。
　　 3.在制备出性能稳定、可发性强的酚醛树脂基础上，我们对影响发泡结果的条件做了详细的研究，主要包括发泡剂种类及用量、固化温度、固化时间、表面活性剂种类及用量、固化剂种类及用量等。在试验及综合分析的基础上，我们制备出了综合性能优越的酚醛泡沫保温板材，并对其各方面性能进行了相应的测试及表征。
　　 4.最后，在掌握了单纯酚醛泡沫发泡技术及工艺的基础上，我们针对聚氨酯预聚体改善酚醛泡沫的韧性进行了深入研究，并详细介绍了实验结果，对改善后的酚醛泡沫做了客观的评价。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 酚醛树脂

1．1．1 酚醛树脂及反应机理

1．1．2 甲阶酚醛树脂的固化动力学研究

1．1．3 酚醛树脂性能研究

1．1．4 酚醛树脂的发展及应用

1．1．5 发泡用酚醛树脂合成

1．2 酚醛泡沫

1．2．1 酚醛泡沫保温材料概况

1．2．2 酚醛泡沫改性研究

1．2．3 酚醛泡沫的应用

1．2．4 酚醛泡沫板材国内外相关专利

1．2．5 酚醛泡沫企业

1．2．6 市场上的酚醛泡沫保温板材现状以及存在问题

1．3 课题的提出

1．4 课题的研究任务

1．5 课题研究目标

第二章 可发性酚醛树脂的合成及表征

2．1 试剂与仪器

2．1．1 试剂与原料

2．1．2 实验仪器

2．2 可发性酚醛树脂的合成

2．3 可发性酚醛树脂的表征

2．3．1 酚醛树脂黏度的测定

2．3．2 酚醛树脂分子量的测定

2．3．3 酚醛树脂的红外表征

2．3．4 酚醛树脂固含量的测定

2．3．5 酚醛树脂中游离酚含量的测定

2．3．6 酚醛树脂中游离甲醛的测定

2．4 结果与讨论

2．4．1 酚醛树脂的合成

2．4．2 树脂外观及性能指标表征结果

2．5 本章小结

第三章 酚醛泡沫板材制备及性能研究

3．1 实验原料及仪器设备

3．1．1 试剂与原料

3．1．2 实验仪器

3．2 酚醛泡沫板的制备

3．3 酚醛泡沫板的性能表征

3．3．1 表观密度的测定

3．3．2 泡沫酸性的测定

3．3．3 泡沫微观结构表征

3．3．4 泡沫闭孔率的测定

3．3．5 泡沫阻燃性测试

3．3．6 泡沫保温性测试——导热系数

3．3．7 泡沫力学性能测试

3．3．8 泡沫吸水率测定

3．3．9 泡沫耐高温性测试

3．3．10 泡沫尺寸稳定性测试

3．4 结果与讨论

3．4．1 酚醛泡沫板材的制备

3．4．2 泡沫外观和性能指标表征结果

3．5 本章小结

第四章 聚氨酯预聚体的合成以及对酚醛泡沫的改性

4．1 实验原料及仪器设备

4．1．1 试剂与原料

4．1．2 仪器及设备

4．2 聚氨酯预聚体的合成

4．3 聚氨酯预聚体的表征及测定

4．3．1 聚氨酯预聚体的红外表征

4．3．2 聚氨酯预聚体中异氰酸根含量的测定

4．4 结果与讨论

4．4．1 预聚体的合成

4．4．2 预聚体的表征

4．5 聚氨酯预聚体改性酚醛泡沫

4．6 改性酚醛泡沫性能指标

4．6．1 酚醛泡沫韧性以及掉渣性

4．6．2 酚醛泡沫的阻燃性

4．7 结果与讨论

4．7．1 预聚体改性酚醛泡沫板材

4．7．2 改性后泡沫板材的韧性改善情况

4．8 本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

附录

致谢