[发明专利]一种高氧指数酚醛树脂的合成方法

说明书

一种高氧指数酚醛树脂的合成方法，涉及酚醛树脂提供可实现酚醛树脂泡沫保温材料的高等级防火性能的一种高氧指数酚醛树脂的合成方法。包括可发性酚醛树脂的改性合成和发泡酚醛树脂的固化两个步骤，具体步骤如下：将用于内改性的含硼化合物加入苯酚、多聚甲醛、碱性聚合催化剂的体系中，进行聚合反应，得到硼内改性的可发性酚醛树脂；将用于外改性的含硼化合物与硅烷偶联剂进行预处理，将预处理后的外改性硼化合物加入到硼内改性的可发性酚醛树脂中，加入无机填料、造孔剂、稳泡剂、固化剂后进行固化，得到高氧指数酚醛树脂。

技术领域

本发明涉及酚醛树脂，尤其是涉及一种高氧指数酚醛树脂的合成方法。

背景技术

我国高层建筑火灾频发，造成巨大的财产损失和人员伤亡。目前，建筑材料的阻燃问题已成为国内外关注的热点。随着我国建筑材料对节能/保温和阻燃性能要求的进一步提高，阻燃外墙保温材料的需求将进一步增长。酚醛树脂类泡沫保温材料恰好兼备阻燃、轻质、安全等优良的特性,是一种物美价廉的自阻燃型泡沫塑料，在燃烧过程中不会发生熔融，亦不会产生流滴。往酚醛树脂中添加增韧剂是改善其脆性大等缺点的一般方法，但相比于未添加改性成分的酚醛树脂，增韧后酚醛树脂的耐热、耐火及耐腐蚀性均会有所下降。目前尚未有A级酚醛泡沫材料面世。

阻燃剂是用以提高材料抗燃性、降低材料被引燃机率及抑制火焰进一步传播的助剂。阻燃剂可分为添加型和反应型两大类，前者是指在聚合和缩聚过程中在高聚物的主链或侧链上引入具有阻燃作用的基团以达到阻燃目的；后者是指在聚合物材料成型过程中，通过物理混合分散到材料内，又分为无机和有机两类，由于有机阻燃剂分解产物毒性大，烟雾大等缺点，正逐步被无机阻燃剂如硼酸锌所取代。硼酸锌具有显著的阻燃和抑烟效果，还可减少高温熔滴(高温熔滴是危险的引燃源)，有助于在材料燃烧时生成多孔碳层，且此碳层能为B₂O₃所稳定，在与氧化锑、含卤阻燃剂、氢氧化铝、氢氧化镁复配使用时，具有良好的协同作用，在提高氧指数的同时可降低其他阻燃剂的用量。此外，硼酸锌具有无毒、高温下不产生有毒气体等特点，是一种绿色无污染的阻燃剂。

已有利用含硼化合物对酚醛树脂进行改性的报道，如含硼化合物中硼与可发性酚醛树脂发生配位反应，生成硼改性的酚醛树脂中国专利CN1844233、中国专利CN101531769，但该方法所得的酚醛树脂氧指数提高有限，其阻燃性能有待进一步提高。文献中也有在酚醛树脂合成过程中加入含硼化合物进行外改性中国专利CN104650785A、中国专利CN104004319A，但在该工作中，含硼化合物未经预处理而直接加入体系中，造成含硼化合物与酚醛的相互作用非常弱，大部分含硼化合物未能均匀分散于酚醛体系中，大大降低了掺杂改性的效果。但这些工作均限于在可发性酚醛树脂的合成或者酚醛树脂的固化等步骤的某一步引入硼进行改性，尚未见同时用硼对酚醛树脂同时进行内外分步改性。

发明内容

本发明的目的在于提供可实现酚醛树脂泡沫保温材料的高等级防火性能的一种高氧指数酚醛树脂的合成方法。

本发明包括可发性酚醛树脂的改性合成和发泡酚醛树脂的固化两个步骤，具体步骤如下：

1)将用于内改性的含硼化合物加入苯酚、多聚甲醛、碱性聚合催化剂的体系中，进行聚合反应，得到硼内改性的可发性酚醛树脂；

2)将用于外改性的含硼化合物与硅烷偶联剂进行预处理，将预处理后的外改性硼化合物加入到步骤1)得到的硼内改性的可发性酚醛树脂中，加入无机填料、造孔剂、稳泡剂、固化剂后进行固化，得到高氧指数酚醛树脂。

在步骤1)中，所述用于内改性的含硼化合物可采用硼酸盐，所述硼酸盐可选自硼酸、硼酸锌、硼酸铁、硼化钙等中的至少一种；所述苯酚、多聚甲醛、碱性聚合催化剂、用于内改性的含硼化合物的质量比可为：(20～60)︰(20～60)︰(10～40)︰(0.1～10)；所述碱性聚合催化剂可选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化镁等中的至少一种；所述硼内改性的可发性酚醛树脂为25℃时粘度为1000～6000Pa·S的粘稠状可发性酚醛树脂。