[发明专利]增韧酚醛泡沫的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保温材料的制备方法，更具体的说是涉及一种增韧酚醛泡沫的制备方法。

背景技术

泡沫塑料因导热系数低、重量轻、施工方便而在隔热、保温领域得到广泛应用，但目前常用的几种泡沫塑料如聚氨酯、橡塑、聚苯乙烯、聚乙烯等都存在着易燃烧、发烟量大、毒性高、耐热温度低等缺点，使其在船舶、建筑等方面的应用受到很大限制。酚醛泡沫(Phenolic Foam，简称PF)是一种性能优异的防火、隔热、隔音、轻质、节能材料，导热系数只有0.018～0.042W/m·k，保温性能优于聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)、聚乙烯(PE)等，保温功效比矿棉、轻软木、珍珠岩、玻璃棉等传统的保温材料高1倍以上，同时又具有PS、PU、PE等泡沫所远不及的难燃性能。酚醛泡沫塑料具有价廉、防火性能好、不燃烧、发烟量小、耐火焰穿透性好等优点，在发达国家的研究开发相当活跃，并已在船舶、建筑等领域大量采用。

酚醛泡沫保温材料具有如下显著的优点：

1、不燃性，酚醛泡沫保温材料的氧指数大于40，是所有有机保温材料中阻燃性最好的。

2、导热系数低，酚醛泡沫保温材料的导热系数是所有保温材料中导热系数最低的。

3、烟密度及毒性低，酚醛泡沫保温材料是所有有机保温材料中烟密度及毒性最低的，聚苯乙烯、橡塑、聚乙烯、聚氨酯泡沫等烟密度及毒性都很高。

4、抗火焰穿透力强，酚醛泡沫见明火时，表面形成结碳，无滴落物、无卷曲、无融化现象。过火后，表面形成结构碳的石墨层，有效的保护了泡沫的内结构。抗火焰能力可达1小时以上不被穿透100毫米，是所有有机保温材料中最好的。

5、抗腐蚀抗老化力高，酚醛泡沫保温材料已固化成型，长期暴露在阳光下，无明显老化现象。使用寿命明显长于其它材料。几乎能耐所有的无机酸、有机酸及盐类的腐蚀。

6、热稳定性高，酚醛泡沫保温材料的使用温度为-190～+150℃，是所有有机保温材料中最广的，热稳定性也最好。

但同时，酚醛泡沫也具有质脆、强度低，易掉渣等致命弱点，阻碍了酚醛泡沫大规模的推广应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是通过改进复合增韧剂、溶剂、固化剂，制备出掉渣少、韧性高的酚醛泡沫。

本发明技术方案：一种增韧酚醛泡沫的制备方法，将以下原料经高速混合、加热发泡制备而成(重量份数)：

甲阶酚醛树脂  100份

复合增韧剂    5～35份

表面活性剂    5～10份

发泡剂        8～15份

固化剂        7～20份

其中，所述复合增韧剂由聚合度为300～1900、醇解度为50～99的聚乙烯醇和平均分子量为2～15万的聚乙烯吡咯烷酮组成，配比为(重量百分比)：

聚乙烯醇        5％～30％

聚乙烯吡咯烷酮  70％～95％

其中，所述固化剂配比为(重量百分比)：

磷酸            5％～60％

对甲苯磺酸      20％～45％

硼酸            5％～15％

水              15％～40％

在使用时先将所述复合增韧剂溶解于由30％～90％的醇类化合物与10％～70％的水组成的溶剂中，再与甲阶酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂混合，得到所述增韧酚醛泡沫。

所述表面活性剂优选吐温-80。

所述发泡剂优选戊烷。

所述醇类化合物选自一元醇、多元醇、乙二醇、聚乙二醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇中的任意一种。

本发明在工艺中引入了新的复合增韧剂，并研制出对复合增韧剂溶解性好、与发泡体系混合性佳的溶剂，同时复配了一种新的固化剂，解决了酚醛泡沫易掉渣、质脆、强度低、韧性差的缺点，又保持了酚醛泡沫导热系数低、低烟、耐燃等传统优点。

本发明制备的增韧酚醛泡沫具有以下特性：

1、表观密度    40～70Kg/m³

2、导热系数    0.018～0.032W/m·k

3、氧指数      ≥40％

4、压缩强度    ≥190KPa

5、冲击强度    ≥100KPa

6、掉渣率      ≤3％

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步详细描述，一种增韧酚醛泡沫的制备方法，将以下原料经高速混合、加热发泡制备而成(重量份数)：

甲阶酚醛树脂  100份