[发明专利]一种柔性酚醛泡沫材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种柔性酚醛泡沫材料的制备方法，属于高分子材料制备技术领域。

背景技术

酚醛泡沫保温材料常简称为酚醛泡沫。酚醛泡沫是以酚醛树脂和阻燃剂、抑烟剂、固化剂、发泡剂、及其它助剂等多种物质，经科学配方制成的闭孔型硬质泡沫塑料。它最突出的特点是难燃、低烟、抗高温歧变。它可以现场浇注发泡、可模制、也可机械加工，可制成板材、管壳及各种异型产品。它克服了原有泡沫塑料型保温材料易燃、多烟、遇热变形的缺点，保留了原有泡沫塑料型保温材料质轻、施工方便等特点。

酚醛泡沫塑料原料来源丰富，价格低廉，而且生产加工简单，产品用途广泛。它适用于大型冷库、贮罐、船舶及各种保温管道和建筑业。如果用于防火要求严格的厂矿及机械设备，更能突出它难燃、低烟、抗高温歧变的特点。如：轮船、军舰、火车、装甲车的保温以及造纸、化工、制药等方面。

酚醛泡沫一般通过热固性甲阶酚醛树脂发泡制得。热固性酚醛树脂固化后脆性较大，直接影响了酚醛泡沫的性能，所以酚醛泡沫具有脆性大和易掉渣等缺点，限制了其应用推广，因此对酚醛泡沫进行增韧改性的研究日益增多。对酚醛泡沫改性的基本思路主要是针对发泡用酚醛树脂进行的改性。鉴于酚醛树脂的结构缺陷，对其增韧改性主要有两种方法：一是内增韧，即在合成甲阶酚醛树脂的过程中，引入一些既具有柔性链段又具有反应活性的低聚物，从结构上实现增韧，但是达到效果不尽人意；二是外增韧，即在甲阶酚醛树脂中混合各种助剂发泡时加入增韧剂。外增韧剂主要是具有活性端基的液体橡胶和热塑性树脂低聚物。由于酚醛树脂的合成反应温度较低，因此内增韧剂分子很难参与到酚醛缩聚反应中；而外增韧的方法往往降低了酚醛树脂的阻燃和耐热性能。

因此，改善酚醛泡沫材料脆性大、易粉化的缺点，成为促进酚醛泡沫发展与应用亟待解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统酚醛泡沫材料脆性大，易粉化的缺点，提供了一种柔性酚醛泡沫材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）按重量份数计，依次取30～40份苯酚，10～20份多聚甲醛，100～120份质量分数为15～20%氢氧化钠溶液，恒温搅拌反应2～4h后，调节pH至4.8～5.2，再依次加入苯酚质量0.03～0.05倍的酶，苯酚质量0.1～0.3倍的丙烯酸，和苯酚质量0.1～0.3倍的丙烯酸甲酯，并以3～5mL/min速率通入氧气，随后于室温条件下搅拌反应2～4h，出料，得混合树脂液；

（2）按重量份数计，依次取3～5份均苯四甲酸酐，15～30份异氰酸酯，100～120份溶剂，恒温搅拌反应，得预聚体；

（3）将混合树脂液转入三口烧瓶，并加入混合树脂液质量0.2～0.3%的稳泡剂和混合树脂液质量0.1～0.2倍的固化剂，再于高速搅拌状态下加入混合树脂液质量0.3～0.5倍的预聚体，搅拌混合后注入模具中，再于烘箱中静置发泡，固化后出料，脱模，即得柔性酚醛泡沫材料。

步骤（1）所述多聚甲醛聚合度为20～30。

步骤（1）所述酶是由漆酶和辣根过氧化物酶按质量比为1：1～3：1混合而成。

步骤（2）所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的任意一种。

步骤（2）所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的任意一种。

步骤（3）所述稳泡剂为硅油AK8803，硅油AK8807或硅油AK8811中的任意一种。

步骤（3）所述固化剂是由质量分数为80%对甲苯磺酸溶液和质量分数为60%磷酸溶液按质量比为3：1～5：1混合而成。

本发明的有益效果是：

（1）本发明技术方案通过采用酶催化聚合反应的发生，在反应过程中，得益于酶的专一性、高效性和反应温和性等特点，使得添加的两种酶可催化该体系中特定的聚合反应发生，使丙烯酸和丙烯酸甲酯等物质中双键打开，在温和条件下，产生具有规整形状、大小及骨架结构的高分子聚合物，另外，还能催化体系中过量的酚类物质发生聚合，从而使体系中的柔性链段有效增加，酶的使用，改变了酚醛树脂芳核之间仅有亚甲基相连情况，从而改善酚醛泡沫材料脆性大、易粉化的缺点，提高了产品的柔韧性，再者，酶的专一性可有效避免体系中副反应的进行，避免副产物对产品中有益成分的干扰，对柔性产生不良影响；