[发明专利]一种带有Si-O侧基增韧酚醛发泡树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种树脂及其制备方法，特别是涉及一种带有Si-O侧基增韧酚醛发泡树脂及其制备方法。

背景技术

酚醛泡沫塑料是近些年发展起来的一类新型泡沫塑料，酚醛泡沫相对于聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫，在耐高温方面有明显优势，酚醛泡沫能够在-196～200℃温度范围内长期使用而不会变形和降解。酚醛泡沫还具有质轻、隔热、燃烧时低烟、低毒、无明显火焰、无滴落物、热导率低，隔热性能好，优良的电绝缘性能，耐化学腐蚀的优点，因此在建筑保温、石油化工行业、航空航天器绝热方面有广阔的应用前景。然而，酚醛泡沫同时又具有脆性大、韧性差、机械强度低的缺点，这些缺点都严重制约了它的应用范围和使用寿命。

酚醛泡沫通常由甲阶酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂混合均匀后再加入固化剂，搅拌均匀后加热发泡，所形成的酚醛泡沫一般情况下存在脆性大，酸性大、吸水率高等缺陷，所以酚醛泡沫发泡使用的酚醛树脂需要使用柔性材料进行改性，来解决酚醛泡沫的部分缺陷。改性酚醛泡沫的柔性材料一般包括：聚乙二醇、低分子量聚酯，外加增韧剂等。经过改性的酚醛树脂进行发泡制备的酚醛泡沫，其脆性会有一定的改善。使用外增塑的办法，增塑效果不佳，故需克服其韧性差的缺陷，还需采用内增韧办法来解决。

MarkoTurunen等（MarkoTarune，LeilaAlvila，TuuleT.Pakkanenetal.Modificationofphend-Formaldehyde.ResolResinsbyLigain，Starch,andUreaJournalofAppliedPolymerScience，2003，88(7)：582-588.）采用木质素、淀粉和尿素对甲阶酚醛树脂进行了增韧改性，并对其分子量、结构、性能及反应活性做了对比研究。但制得的酚醛树脂复合材料过程中木质素的分散难以均匀，在发泡过程中所需固化温度过高，固化速度过慢。酚醛泡沫存在泡孔不均匀，易发生龟裂等缺点。

王云成等（王云成，张伟亚，杨左军等.无机纳米粒子改性热固性树脂研究进展，热固性树脂，2002，17（5）：34-39.）采用纳米材料插层复合法，复合材料的片层结构分散在树脂基体中，实现树脂与剥离的结构单元在纳米尺度上复合。但是纳米材料存在结构松散，易发生团聚等缺点；而且制得的酚醛树脂复合材料只是分子间作用力，作用力不强，难以长久增韧酚醛发泡树脂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有Si-O侧基增韧酚醛发泡树脂及其制备方法，该方法在制备改性的酚醛树脂过程中，降低了酚羟基和水分的相对含量，使改性的热塑性酚醛树脂的热稳定性和力学性能得到了有效的改善，制得粒径小，分子量分布均匀、挥发份少的酚醛树脂。发泡后的酚醛泡沫韧性大大提高，导热系数降低，同时改善了吸水率及耐碱性等综合性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种带有Si-O侧基增韧酚醛发泡树脂，所述树脂由酚类化合物、醛类化合物、改性剂、催化剂、表面活性剂、发泡剂、固化剂组成，具体如下：

树脂合成阶段，各组分按重量计，组成如下：

酚类化合物100份；

醛类化合物50~80份；

改性剂15~30份；

催化剂2~5份；

树脂发泡阶段，各组分按重量计，组成如下：

酚醛树脂100份；

表面活性剂1~15份；

发泡剂4~12份；

固化剂10~15份。

所述的一种带有Si-O侧基增韧酚醛发泡树脂，所述改性剂为异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷，其结构如下：

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所述的一种带有Si-O侧基增韧酚醛发泡树脂，所述酚类化合物选自苯酚、甲酚、二甲酚、壬基苯酚、双酚A、间苯二酚、丙基苯酚、乙基苯酚与腰果酚中的一种或多种。

所述的一种带有Si-O侧基增韧酚醛发泡树脂，所述醛类化合物选自甲醛、乙醛、丁醛、聚甲醛与糠醛中的一种或多种。

所述的一种带有Si-O侧基增韧酚醛发泡树脂，所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾等强碱物质中的一种或多种。

所述的一种带有Si-O侧基增韧酚醛发泡树脂，所述表面活性剂为吐温-80、硅油中的至少一种。

所述的一种带有Si-O侧基增韧酚醛发泡树脂，所述发泡剂为正戊烷、异戊烷中的至少一种。

所述的一种带有Si-O侧基增韧酚醛发泡树脂，所述固化剂为对甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯酚磺酸、苯磺酸中的一种或几种硫酸中的一种或多种。