[发明专利]聚氨酯改性酚醛树脂及其制备方法和酚醛树脂压塑粉组合物

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种聚氨酯改性酚醛树脂及其制备方法和酚醛树脂压塑粉组合物。

背景技术

聚氨酯是由异氰酸酯和多元醇反应生成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。聚氨酯材料性能优异，应用广泛，可用于制造塑料、橡胶、胶黏剂、涂料和泡沫等。其中，聚氨酯泡沫是聚氨酯材料的主要品种，约占聚氨酯材料总量的70％左右。聚氨酯泡沫具有多孔、相对密度小、比强度高等特点，是近年来发展最为迅速的合成材料之一。

聚氨酯泡沫是多元醇与异氰酸酯在催化剂和发泡剂等助剂存在的条件下，反应生成聚氨酯，同时利用异氰酸酯和水反生成的二氧化碳得到泡沫。聚氨酯泡沫主要包括软质聚氨酯泡沫和硬质聚氨酯泡沫。其中，软质聚氨酯泡沫主要用于家具、垫具、复合面料、服装里衬等。硬质聚氨酯泡沫主要应用于建筑材料、保温材料、制冷设备材料和家用电器等领域。

聚氨酯泡沫后加工处理过程中，难免会产生废料。具体如：泡沫陶瓷过滤网使用软质聚氨酯泡沫做前期的骨架基础，由于使用时必须切割成固定的形状，因此会产生大量的下脚料。又如保温用的聚氨酯泡沫在使用前也需要切割成固定形状，同样会产生下脚料。现有技术对聚氨酯下脚料的处理方法主要为焚烧法，这种处理方法的缺陷在于：一方面造成原料的浪费；另一方面，焚烧时会产生氰化氢等有毒气体，对环境造成污染。本发明人考虑对聚氨酯泡沫下脚料进行回收再利用，提高原料的利用率的同时降低对环境的污染。

酚醛树脂是由苯酚和甲醛缩合形成的一类聚合物，主要用于生产压塑粉、层压塑料、涂料、日常用品和隔热材料等。酚醛树脂的韧性较差，耐水性也有待提高，制约了酚醛树脂的应用空间。鉴于聚氨酯泡沫具有较好的韧性和耐水性，本发明人进一步考虑使用废弃的聚氨酯泡沫对酚醛树脂进行增韧改性，一方面提高酚醛树脂的韧性，同时还实现了对聚氨酯下脚料的循环再利用。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种聚氨酯改性酚醛树脂的制备方法，该方法一方面可回收再利用废弃的聚氨酯泡沫肥料，另一方面可提高酚醛树脂的韧性和耐水性能。本发明还提供一种按照上述方法制备的聚氨酯改性酚醛树脂和酚醛树脂压缩粉组合物，上述聚氨酯改性酚醛树脂和酚醛树脂压缩粉具有较好的韧性和耐水性能。

有鉴于此，本发明提供一种聚氨酯改性酚醛树脂的制备方法，包括：

a)、将聚氨酯泡沫溶解于苯酚中，所述聚氨酯泡沫与苯酚的重量比为(2～20)∶100，得到聚氨酯与苯酚的混合溶液；

b)、向所述混合溶液加入酸性催化剂，在加热搅拌的条件下加入甲醛进行缩合反应，得到聚氨酯改性酚醛树脂。

优选的，所述酸性催化剂为硫酸、盐酸、草酸、对甲苯磺酸、磷酸中的一种或几种。

优选的，所述酸性催化剂为硫酸和/草酸。

优选的，所述酸性催化剂与苯酚的重量比为(0.05～3)∶100。

优选的，步骤a的溶解温度为90℃～120℃。

优选的，步骤b的加热温度为80℃～100℃。

优选的，所述聚氨酯泡沫为软质聚氨酯泡沫或保温型聚氨酯泡沫。

本发明还提供一种由上述方法制备的聚氨酯改性酚醛树脂。

本发明还提供一种酚醛树脂压塑粉组合物，包括：由上述方法制备的聚氨酯改性酚醛树脂和固化剂，所述聚氨酯改性酚醛树脂和固化剂的重量比为(6～18)∶100。

优选的，所述固化剂为六次甲基四胺。

本发明提供一种聚氨酯改性酚醛树脂的制备方法，其是首先使用苯酚溶解聚氨酯泡沫，然后加入催化剂制备聚氨酯改性酚醛树脂。本发明以聚氨酯泡沫废料、苯酚和甲醛为原料制备酚醛树脂，反应过程中在酚醛树脂的网络结构中引入聚氨酯单元，由于聚氨酯具有较好的韧性和耐水性，因此，按照上述方法制备的酚醛树脂具有优异的韧性和耐水性能。按照上述方法制备聚氨酯改性酚醛树脂一方面可实现聚氨酯废料的回收再利用，提高原料的利用率；另一方面可提高酚醛树脂的韧性和耐水性能，扩展了酚醛树脂材料的应用空间。

实验证明，本发明提供的方法制备的聚氨酯改性酚醛树脂的能保持现有的酚醛树脂的抗拉强度，在抗冲击强度性能方面提高9.5％～28.02％，抗弯折方面提高16.7％～29.06％，并且在耐水强度方面还提高了40.5％～45.5％。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。