一种增韧改性酚醛树脂及酚醛泡沫的制备方法

摘要

本发明提供了一种增韧改性酚醛树脂及酚醛泡沫的制备方法，酚醛树脂的制备方法：向反应釜中加入苯酚和碱催化剂，搅拌升温至65℃～75℃加入混合物一，苯酚、碱催化剂、混合物一它们三者的摩尔比为24.6∶0.03～0.09∶16～26.8。酚醛泡沫的制备方法：在制得的酚醛树脂中加入具有增韧剂、能够吸附降解树脂中的游离甲醛、游离苯酚的矿物无机粉体、发泡剂、固化剂和匀泡剂制成酚醛泡沫。本发明制备的酚醛树脂韧性高，阻燃性能好，且树脂中所含游离甲醛、游离苯酚低，生产过程无废水排放。制得的酚醛树脂泡沫体具有导热系数低、闭孔率高、韧性好、氧指数高达50以上、不开裂、不掉粉、无滴落、发烟量低、无毒的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种增韧改性酚醛树脂及酚醛泡沫的制备方法，属于酚醛树脂及酚醛泡 沫的制备方法技术领域。

背景技术

在现有工艺中，使用液体甲醛生产酚醛树脂必须采用脱水工艺，虽然成本低但却产 生了大量含酚含醛的废水，增加了高昂的后期废水处理成本，如不经处理就排放对环境 及地下水资源造成破坏。使用多聚甲醛(固体)生产酚醛树脂虽然解决了废水的排放问 题，但成本却增加了10％-20％，同时还需加入大量的水，造成水资源浪费。生产的酚醛 泡沫导热系数高、闭孔率低、韧性差、易开裂、易掉粉。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即使用液体甲醛生产酚醛树脂 必须采用脱水工艺，虽然成本低但却产生了大量含酚含醛的废水，增加了高昂的后期废 水处理成本，如不经处理就排放对环境及地下水资源造成破坏。使用多聚甲醛生产酚醛 树脂虽然解决了废水的排放问题，但成本却增加了，同时还需加入大量的水，造成水资 源浪费。生产的酚醛泡沫导热系数高、闭孔率低、韧性差、易开裂、易掉粉。进而提 供一种增韧改性酚醛树脂及酚醛泡沫的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种增韧改性酚醛树脂的制备方法，步骤如下：

一、制备多聚甲醛与液体甲醛的混合物，所述多聚甲醛和液体甲醛的摩尔比为 21.18∶4～6，制得混合物一备用；

二、将具有增韧效果的丙二醇、季戊四醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮和 异氰酸脂聚合反应制得混合物二，丙二醇、季戊四醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯 烷酮和异氰酸脂五者的摩尔比为30∶10∶40∶10∶10；

三、向反应釜中加入苯酚和碱催化剂，二者的摩尔比为苯酚比碱催化剂24.6∶ 0.03～0.09，搅拌升温至65℃～75℃加入混合物一，苯酚、碱催化剂、混合物一它们三者 的摩尔比为24.6∶0.03～0.09∶16～26.8；所述混合物一的加入方法为每隔15分钟加入一 次，每次加入量为混合物一用量的20％，分五次加完，升温至88℃～95℃，搅拌反应 1～1.5小时，取小样在25℃条件下，粘度为3500～5000Pa.s，加入混合物二制得增韧改性 酚醛树脂，混合物二的加入量占制得增韧改性酚醛树脂重量的4～15％，所述碱催化剂为 氢氧化钠。

一种酚醛泡沫的制备方法，步骤如下：

一、制备多聚甲醛与液体甲醛的混合物，所述多聚甲醛和液体甲醛的摩尔比为 21.18∶4～6，制得混合物一备用；

二、将具有增韧效果的丙二醇、季戊四醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮和 异氰酸脂聚合反应制得混合物二，丙二醇、季戊四醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯 烷酮和异氰酸脂五者的摩尔比为30∶10∶40∶10∶10；

三、向反应釜中加入苯酚和碱催化剂，二者的摩尔比为苯酚比碱催化剂24.6∶ 0.03～0.09，搅拌升温至65℃～75℃加入混合物一，苯酚、碱催化剂、混合物一它们三者 的摩尔比为24.6∶0.03～0.09∶16～26.8；所述混合物一的加入方法为每隔15分钟加入一 次，每次加入量为混合物一用量的20％，分五次加完，升温至88℃～95℃，搅拌反应 1～1.5小时，取小样在25℃条件下，粘度为3500～5000Pa.s，加入混合物二制得增韧改性 酚醛树脂，混合物二的加入量占制得增韧改性酚醛树脂重量的4～15％，所述碱催化剂为 氢氧化钠。

四、将反应釜中的物料降温至40℃～50℃加入能够吸附降解树脂中的游离甲醛、游 离苯酚的矿物无机粉体：二氧化铈粉体、硅藻矿物粉体和起防火阻燃作用的氢氧化铝粉 体，三者的摩尔比为1～1.2∶1～1.5∶1.5～2.5，加入量为增韧改性酚醛树重量的1～19％；

五、选用五氟丙烷、正戊烷、环戊烷、异丙基氯的混合物为发泡剂，四者的摩尔比 为1∶1～1.2∶1∶1～1.5，加入量为增韧改性酚醛树脂重量的4～7％；

六、固化剂选用硫酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、磷酸、丙二醇的混合物，五者的摩尔 比为35∶25∶5∶65∶25，加入量为增韧改性酚醛树脂重量的5～18％；

七、匀泡剂选用聚硅氧烷聚氧乙烯丙烯醚、聚氧乙烯蓖麻油、丙二醇的混合物，三 者的摩尔比为25∶10∶50～80，加入量为增韧改性酚醛树脂重量的4～6％制成酚醛泡沫。

本发明具有以下优点：本发明制备的酚醛树脂韧性高，阻燃性能好，且树脂中所含 游离甲醛、游离苯酚低，生产过程无废水排放，不脱水，既不污染环境，又节省了水资 源。本发明所制得的酚醛树脂泡沫体具有导热系数低、闭孔率高、韧性好、氧指数高达 50以上、不开裂、不掉粉、无滴落、发烟量低、无毒的优点，实现了酚醛泡沫的低密度 和高强度。

具体实施方式

下面将对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

本实施例所涉及的一种增韧改性酚醛树脂的制备方法，步骤如下：

一、制备多聚甲醛与液体甲醛的混合物，所述多聚甲醛和液体甲醛的摩尔比为 21.18∶4～6，制得混合物一备用；

二、将具有增韧效果的丙二醇、季戊四醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮和 异氰酸脂聚合反应制得混合物二，丙二醇、季戊四醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯 烷酮和异氰酸脂五者的摩尔比为30∶10∶40∶10∶10；

三、向反应釜中加入苯酚和碱催化剂，二者的摩尔比为苯酚比碱催化剂24.6∶ 0.03～0.09，搅拌升温至65℃～75℃加入混合物一，苯酚、碱催化剂、混合物一它们三者 的摩尔比为24.6∶0.03～0.09∶16～26.8；所述混合物一的加入方法为每隔15分钟加入一 次，每次加入量为混合物一用量的20％，分五次加完，升温至88℃～95℃，搅拌反应 1～1.5小时，取小样在25℃条件下，粘度为3500～5000Pa.s，加入混合物二制得增韧改性 酚醛树脂，混合物二的加入量占制得增韧改性酚醛树脂重量的4～15％，所述碱催化剂为 氢氧化钠。

所述步骤一中，多聚甲醛和液体甲醛的摩尔比为21.18∶5。

一种酚醛泡沫的制备方法，其步骤如下：

一、制备多聚甲醛与液体甲醛的混合物，所述多聚甲醛和液体甲醛的摩尔比为 21.18∶4～6，制得混合物一备用；

二、将具有增韧效果的丙二醇、季戊四醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮和 异氰酸脂聚合反应制得混合物二，丙二醇、季戊四醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯 烷酮和异氰酸脂五者的摩尔比为30∶10∶40∶10∶10；

三、向反应釜中加入苯酚和碱催化剂，二者的摩尔比为苯酚比碱催化剂24.6∶ 0.03～0.09，搅拌升温至65℃～75℃加入混合物一，苯酚、碱催化剂、混合物一它们三者 的摩尔比为24.6∶0.03～0.09∶16～26.8；所述混合物一的加入方法为每隔15分钟加入一 次，每次加入量为混合物一用量的20％，分五次加完，升温至88℃～95℃，搅拌反应 1～1.5小时，取小样在25℃条件下，粘度为3500～5000Pa.s，加入混合物二制得增韧改性 酚醛树脂，混合物二的加入量占制得增韧改性酚醛树脂重量的4～15％，所述碱催化剂为 氢氧化钠。

四、将反应釜中的物料降温至40℃～50℃加入能够吸附降解树脂中的游离甲醛、游 离苯酚的矿物无机粉体：二氧化铈粉体、硅藻矿物粉体和起防火阻燃作用的氢氧化铝粉 体，三者的摩尔比为1～1.2∶1～1.5∶1.5～2.5，加入量为增韧改性酚醛树重量的1～19％；

五、选用五氟丙烷、正戊烷、环戊烷、异丙基氯的混合物为发泡剂，四者的摩尔比 为1∶1～1.2∶1∶1～1.5，加入量为增韧改性酚醛树脂重量的4～7％；

六、固化剂选用硫酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、磷酸、丙二醇的混合物，五者的摩尔 比为35∶25∶5∶65∶25，加入量为增韧改性酚醛树脂重量的5～18％；

七、匀泡剂选用聚硅氧烷聚氧乙烯丙烯醚、聚氧乙烯蓖麻油、丙二醇的混合物，三 者的摩尔比为25∶10∶50～80，加入量为增韧改性酚醛树脂重量的4～6％制成酚醛泡沫。

所述步骤一中，多聚甲醛和液体甲醛的摩尔比为21.18∶5。

所述步骤三中，苯酚、碱催化剂、混合物一三者的摩尔比为24.6∶0.06∶19。

所述步骤三中，混合物二的加入量占制得增韧改性酚醛树脂重量的10％。

所述步骤四中，二氧化铈粉体、硅藻矿物粉体和氢氧化铝粉体三者的加入量为增韧 改性酚醛树重量的13％。

所述步骤五中，五氟丙烷、正戊烷、环戊烷和异丙基氯四者的加入量为增韧改性酚 醛树脂重量的6％。

所述步骤六中，硫酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、磷酸和丙二醇五者的加入量为增韧改 性酚醛树脂重量的11％。

所述步骤七中，聚硅氧烷聚氧乙烯丙烯醚、聚氧乙烯蓖麻油和丙二醇三者的加入量 为增韧改性酚醛树脂重量的5％。

本发明的技术指标：

韧性指标：一、压缩强度，1、有限承载类制品(管材或异性构件)压缩强度大于 等于120kpa，2、有限承重类制品(板材)压缩强度大于等于120kpa，3、承重类制品压 缩强度大于等于280kpa。二、压缩蠕变，80摄氏度加(或减)2摄氏度，20kpa荷载48h 后小于等于2％。

阻燃性：达到GB8624-1997标准指标的复合A级。烟密度等级小于等于10～12；氧 指数大于等于50。

拉力指标：垂直于板面方向的拉伸强度大于等于1.0mpa。

体积指标：每立方米为35～45kg。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整 体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域 的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明 的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。