[发明专利]一种酚醛泡沫塑料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酚醛泡沫塑料制备方法，所制备的泡沫韧性提高，成本降低，是一种市场前景良好的产品。

 

背景技术

酚醛泡沫塑料是近几年发展起来的一类新型泡沫塑料，以其耐燃性好、发烟量低、高温性好、性能稳定、绝热隔热、隔音、易成型加工及较好的耐久性而名列所有泡沫塑料的前列，被称为“第三代新兴保温材料”或“保温之王”。 1960年以后，国内外公用建筑发生多起严重火灾，事故死亡大都是因为有毒气体窒息造成，引起公众及官方对建材特别是合成材料防火问题的重视。低毒、阻燃性酚醛树脂泡沫的优异性能，使之引发技术开发的高速发展。欧美各国在公共建筑设计方面均已广泛采用PF泡沫代替传统的聚合物及矿物为基础的隔热材料。总之，酚醛泡沫塑料行业已成为技术先进、产品多样化、设备自动化程度最高的新兴发展行业。

    酚醛泡沫塑料的主要成分是酚醛树脂，由石化基原料苯酚和甲醛加成缩聚而成。酚醛树脂的生产和使用会给环境带来一定程度的污染，影响整个生态环境。在酚醛树脂的生产中，产生大量的废水，废水中主要是酚类和醛类物质，由原料苯酚和甲醛产生，若含酚废水不经处理就任意排放，对人类、鱼类以及农作物都会带来严重危害，而含酚废水的处理会大大增加产品成本。随着人类环境意识和资源危机的日益增强， 如何有效地综合利用生物质资源代替石化原料制备酚醛泡沫己被许多国家提到战略高度加以考虑。近年来，生物质资源腰果壳液（cashew nut shell, CNSL）在化工领域的应用日益受到重视。因腰果壳油的主要结构是在苯酚的间位上带有一个15碳的单烯或双烯烃长链，所以既具有酚化合物的特征，又有脂肪族长链化合物的柔性。因此若能用腰果壳油代替苯酚，则可以克服普通酚醛泡沫的脆性，扩大其应用领域。

 

发明内容

为了解决现有技术存在的酚醛泡沫的韧性较差的问题，本发明提供了一种酚醛泡沫制备方法，首先采用腰果酚部分代替苯酚制备甲阶树脂，进一步制备酚醛泡沫塑料，有效降低了成本，同时提高了酚醛泡沫塑料的韧性。

本发明的技术方案为：一种酚醛泡沫制备方法，按常规方法生产，将苯酚和甲醛溶液在碱性催化剂存在下反应得到甲阶酚醛树脂，然后与常规的固化剂、表面活性剂和发泡剂共混、发泡、固化后得到酚醛泡沫，以腰果酚代替部分苯酚进行反应，腰果酚与苯酚的质量比为1：5至1:1。

所用的碱性催化剂是氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙或氧化镁中的任意一种。

所用的腰果酚是腰果壳液。

反应中使用无机酸或有机酸为中和剂，所述的无机酸是盐酸，磷酸和硫酸中的一种或几种，所述的有机酸是甲酸，乙酸，乙二酸，亚磺酸中的一种或几种。

   所用的固化剂为硫酸、磷酸和对甲苯磺酸；表面活性剂为土温-80；发泡剂为正戊烷。

 

有益效果：

本发明可以使酚醛泡沫成本大大降低，同时韧性得到提高，其压缩强度（体积压缩10％）达到100-150 KPa,掉渣率降至1.0-2.0%。

 

具体实施方式：

一种酚醛泡沫制备方法，以腰果酚代替部分苯酚，腰果酚与苯酚的质量比为1：5至1:1，其他皆与常规的制备酚醛泡沫的方法相同：在反应瓶中，加入腰果酚、苯酚、甲醛溶液和碱性催化剂，升温至80-90℃，停止加热，反应体系放热升温至100℃，至反应粘度符合要求，降温至70℃，加入中和剂至pH6-7。减压脱水至固含量为78-82%，停止反应，得暗红色甲阶酚醛树脂。将制备的甲阶酚醛树脂与常规的固化剂、表面活性剂和发泡剂共混，在70-80℃烘箱中发泡，固化后得到酚醛泡沫塑料。固化剂可以为硫酸、磷酸、对甲苯磺酸，表面活性剂可以为土温-80，发泡剂可以为正戊烷。

中和剂可以是无机酸或有机酸。无机酸可以是盐酸，磷酸和硫酸中的一种或几种。有机酸可以是甲酸，乙酸，乙二酸，亚磺酸中的一种或几种。

腰果酚为腰果壳液。

在上述实验条件下对得到的酚醛泡沫塑料性能进行测试：密度≤40kg/cm3；闭孔率≥90％；其压缩强度（压缩10％）达到100-150 KPa,掉渣率降至1.0-2.0 %；导热系数（10℃）≤0.02W/(m·k)；最高使用温度150℃；临界氧指数≥45％；最大烟密度≤3.0％；尺寸稳定性（V/V）≤2.0％；吸水率≤7.0％。

 

实施例1