[发明专利]一种腐殖酸改性增强酚醛泡沫材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及酚醛泡沫材料技术领域，尤其涉及一种腐殖酸改性增强酚醛泡沫材料及其制备方法。

背景技术

酚醛泡沫是通过对液态的由甲醛和苯酚经碱催化条件下发生缩聚得到的热固相酚醛树脂中添加发泡剂、固化剂和其它改性试剂，通过控制反应温度，发泡制备得到的。在建筑外墙保温材料应用领域中，酚醛泡沫塑料具有优良的抗燃烧性、耐高温性能和保温性能等，成为研究的热点和使用的首选材料。

但是酚醛泡沫的脆性大，容易掉渣，导致其力学强度较差，为了进一步提高酚醛泡沫的耐热性能，需要对酚醛树脂进行改性处理，以制备力学性能和耐热性优异的酚醛泡沫材料。目前还未有将腐殖酸应用于酚醛泡沫材料改性的相关报道。

发明内容

本发明提出了一种腐殖酸改性增强酚醛泡沫材料及其制备方法，加入纳米腐殖酸对酚醛树脂进行改性，配合使用埃洛石纳米管，提高了酚醛泡沫材料的力学性能，强度韧性大幅提高，同时改性蒙脱土保证了酚醛泡沫的耐烧性能，满足了实际使用要求。

本发明提出的一种腐殖酸改性增强酚醛泡沫材料，其原料按重量份包括：可发性酚醛树脂80-120份、发泡剂6-12份、表面活性剂3-5份、纳米腐殖酸3-7份、埃洛石纳米管10-30份、改性蒙脱土5-15份、无机酸固化剂3-8份、稳定剂3-5份；

其中，纳米腐殖酸的粒径为60-150nm，比表面积为70-100m²/g，数均相对分子量为100-120。

在具体实施例中，可发性酚醛树脂的重量份可以为85、90、95、100、110、115；发泡剂的重量份可以为7、7.5、8、9、9.5、10、10.5、11；表面活性剂的重量份可以为3.5、4、4.5；纳米腐殖酸的重量份可以为3.5、4、5、5.5、6、6.5；埃洛石纳米管的重量份可以为15、18、20、25、28；改性蒙脱土的重量份可以为6、7、9、10、12、13、14；无机酸固化剂的重量份可以为4、4.5、5、6、6.5、7、7.5；稳定剂的重量份可以为3.5、4、4.5。

优选地，埃洛石纳米管中埃洛石孔径为30-80nm，孔隙度为20-40％。

优选地，发泡剂为正戊烷、正己烷、环戊烷、异己烷、石油醚、二氯甲烷、氯氟烃中的一种或两种以上混合物。

优选地，表面活性剂为吐温-85、吐温-20、吐温-60、吐温-80中的一种或两种以上混合物。

优选地，改性蒙脱土制备过程包括：将蒙脱土分散于蒸馏水中，加热至70-80℃，调节溶液pH至4-5，搅拌反应1-2h，加入十二烷基苯磺酸钠，在超声条件下恒温反应30-60min，冷却后离心洗涤，在80-85℃下真空干燥得到改性蒙脱土，其中蒙脱土和十二烷基苯磺酸钠的重量比为10-15：1。

优选地，改性蒙脱土制备过程中，超声功率为10000-12000Hz；离心转速为8000-10000r/min，离心时间20-25min。

优选地，无机酸固化剂为硼酸、硫酸、氢溴酸、碘酸中的一种，浓度40-60wt％；。

优选地，无机酸固化剂为40-60wt％硼酸。

优选地，稳定剂为聚乙二醇和/或聚二甲基硅氧烷。

本发明提出了一种腐殖酸改性增强酚醛泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：按重量份称取原料，将可发性酚醛树脂、发泡剂、表面活性剂、改性蒙脱土和稳定剂混合均匀，加入纳米腐殖酸、埃洛石纳米管和无机酸固化剂，快速搅拌后充模，加热发泡固化，脱模得到腐殖酸改性增强酚醛泡沫材料。

优选地，埃洛石纳米管中埃洛石孔径为30-80nm，孔隙度为20-40％。

优选地，发泡剂为正戊烷、正己烷、环戊烷、异己烷、石油醚、二氯甲烷、氯氟烃中的一种或两种以上混合物。

优选地，表面活性剂为吐温-85、吐温-20、吐温-60、吐温-80中的一种或两种以上混合物。

优选地，改性蒙脱土制备过程包括：将蒙脱土分散于蒸馏水中，加热至70-80℃，调节溶液pH至4-5，搅拌反应1-2h，加入十二烷基苯磺酸钠，在超声条件下恒温反应30-60min，冷却后离心洗涤，在80-85℃下真空干燥得到改性蒙脱土，其中蒙脱土和十二烷基苯磺酸钠的重量比为10-15：1。

优选地，改性蒙脱土制备过程中，超声功率为10000-12000Hz；离心转速为8000-10000r/min，离心时间20-25min。

优选地，无机酸固化剂为硼酸、硫酸、氢溴酸、碘酸中的一种，浓度40-60wt％。

优选地，无机酸固化剂为40-60wt％硼酸。