[发明专利]泡沫复合材料

说明书

提供了聚苯乙烯‑酚醛泡沫复合材料及用于其制备的方法。所述复合材料具有非常低的密度但仍保持有利的机械特性。所述复合材料具有优异的耐火特性并且在绝缘板的生产中得到应用。

技术领域

本公开内容涉及聚苯乙烯-酚醛泡沫复合材料及用于其制备的方法。所述方法产生了具有特别(但不是唯一地)可用于绝缘和耐火应用中的有利特性的复合材料。

背景技术

聚苯乙烯泡沫板坯或模板广泛用于建筑结构中的隔热和隔音。然而，聚苯乙烯泡沫的缺点是它们在火中非常容易燃烧和/或熔融，导致结构强度的损失。

相比之下，具有酚醛树脂基体的泡沫，即酚醛泡沫，作为一类材料，以其优异的耐火性和热特性而闻名，但是由于其因高脆性和易碎性的特征而导致的结构特性差，它们在许多应用领域中的商业潜力受到阻碍。

聚苯乙烯和酚醛树脂的复合材料是已知的，例如WO 2004/046232 A1公开了一种包含甲阶酚醛树脂和热塑性微球的组合酚醛泡沫组合物(syntactic phenolic foamcomposition)。公开了包含组合酚醛泡沫组合物的聚苯乙烯复合材料的实例，但是聚苯乙烯复合材料的密度非常高，为40kg/m³以上。

WO 2014/179841 A1公开了一种用于制备聚苯乙烯-酚醛泡沫复合材料的方法，其包括将可膨胀聚苯乙烯、甲阶酚醛树脂和可膨胀热塑性微球合并，并用蒸汽使所得混合物固化。

期望开发用于制造更低密度的基于聚苯乙烯的泡沫产品的方法。这将有利地降低所得板坯或模板的运输成本。还期望确定具有改善的耐火特性的泡沫产品。本公开内容解决了这些需求。

本说明书中对任何在先出版物(或来源于其的信息)或任何已知事项的引用，不是也不应被视为对在先出版物(或来源于其的信息)或已知事项形成本说明书所涉及的尝试领域中公知常识的一部分的确认或承认或任何形式的建议。

发明内容

提供了用于制备聚苯乙烯-酚醛泡沫复合材料的方法，其包括以下步骤：

a)形成热塑性微球、甲阶酚醛树脂、聚苯乙烯颗粒和至少一种酸性催化剂的混合物；以及

b)使a)中形成的混合物在高于40℃的温度下固化，

其中聚苯乙烯颗粒的密度小于15kg/m³，并且

其中聚苯乙烯-酚醛泡沫复合材料的密度小于40kg/m³。

还提供了用于制备聚苯乙烯-酚醛泡沫复合材料的方法，其包括以下步骤：

a)形成热塑性微球、甲阶酚醛树脂和至少一种酸性催化剂的混合物；

b)将a)中形成的混合物与聚苯乙烯颗粒合并以形成混合物；以及

c)使b)中形成的混合物在高于40℃的温度下固化，

其中聚苯乙烯颗粒的密度小于15kg/m³，并且

其中聚苯乙烯-酚醛泡沫复合材料的密度小于40kg/m³。

还提供了用于制备聚苯乙烯-酚醛泡沫复合材料的方法，其包括以下步骤：

a)形成热塑性微球和甲阶酚醛树脂的混合物；

b)将a)中形成的混合物与至少一种酸性催化剂合并；

c)将b)中形成的混合物与聚苯乙烯颗粒合并；以及

d)使c)中形成的混合物在高于40℃的温度下固化，

其中聚苯乙烯颗粒的密度小于15kg/m³，并且