[发明专利]一种高韧性酚醛泡沫塑料的制备方法在审

专利信息
申请号: 202010643071.9 申请日: 2020-07-07
公开(公告)号: CN111647250A 公开(公告)日: 2020-09-11
发明(设计)人: 张坤杰 申请(专利权)人: 张坤杰
主分类号: C08L61/06 分类号: C08L61/06;C08L75/04;C08L67/04;C08K13/06;C08K5/09;C08K3/06;C08K3/04;C08K3/34;C08J9/14
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 464443 河南省*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 一种 韧性 酚醛 泡沫塑料 制备 方法
【说明书】:

发明涉及一种高韧性酚醛泡沫塑料的制备方法,属于泡沫塑料技术领域。本发明将多壁碳纳米管和聚氨酯橡胶共同插层于蒙脱土中作为增韧材料,以酚醛树脂为原料,掺杂聚乳酸纤维制备出一种高韧性酚醛泡沫塑料;用聚氨酯橡胶来增韧酚醛泡沫塑料是“海‑岛式”的形态结构,产生应力集中效应是橡胶颗粒的一个重要作用,橡胶颗粒可以在该体系承受冲击力时诱发大量银纹或剪切,从而消耗大量能量,可明显提高酚醛树脂体系的韧性,同时橡胶颗粒还可以控制银纹的发展并使其终止;橡胶颗粒的另外一个作用是迫使银纹在其周围支化,这样不仅降低每条银纹的前沿应力而控制银纹的发展,而且还增加了银纹的数目从而分散了能量的消耗。

技术领域

本发明涉及一种高韧性酚醛泡沫塑料的制备方法,属于泡沫塑料技术领域。

背景技术

通过在液态的热固性酚醛树脂中添加发泡剂、固化剂及其它试剂在一定温度下进行发泡即可制得酚醛泡沫塑料。酚醛泡沫塑料导热系数低,与聚氨酯泡沫塑料相当,保温性能优异,而其出色的阻燃性能远远好于其他有机保温材料,其氧指数高达40%,为B1级难燃材料,经改性后氧指数可达60%,可达A级不燃。酚醛泡沫塑料的泡孔形态呈蜂窝状,有闭孔型和开孔型两种,在闭孔酚醛泡沫塑料中,泡孔结构封闭,并将气体完全隔开且互不连通;而开孔结构中各泡孔之间则相互连通。完全闭孔或开孔在制备酚醛泡沫塑料的过程中是很难实现的,一般常用闭孔率来衡量材料中的闭孔和开孔情况。闭孔率的高低直接影响泡沫塑料的导热系数和吸水率,闭孔率越高,酚醛泡沫塑料的性能也越出色,所以必须设法提升闭孔率。

近年来,酚醛泡沫塑料的消费量持续上升,应用领域逐渐扩大,一些发达国家已经将其指定为保温领域优先考虑的泡沫塑料,这是因为其特殊的结构赋予了酚醛泡沫塑料出色的性能:

(1)防火性能:酚醛泡沫塑料分子结构中含有大量苯环,遇火时会在材料表面形成石墨泡沫层,阻碍了火势的蔓延。纯酚醛泡沫塑料为B1级难燃材料,其氧指数可达40%,而在添加一些无机填料后可达60%,达到A级防火标准。

耐热性:酚醛泡沫塑料可在-160-150℃下长期使用且保持性能不变,具有优异的抗高低温性,可抵抗1000℃的火焰喷射达2h。

隔热性:酚醛泡沫塑料闭孔率高,其导热系数与聚氨酯泡沫塑料相当,隔热性能绝佳。

低烟低毒性:酚醛泡沫塑料遇火不燃,在高温下降解会生成少量CO气体而无其他有毒气体,且其最大烟密度在5以下,火灾的危害程度低,远远好于其他有机保温材料如聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等。

耐化学腐蚀性:酚醛泡沫塑料遇强碱会被腐蚀,但不受酸性溶液和其他盐溶液的影响,且长期暴晒后不易老化,拥有较长的使用寿命。

质量轻、尺寸稳定性好:酚醛泡沫塑料的表观密度较低,一般在100kg/m3以下,在减轻了自身重量的同时也降低了成本;而且在常规使用温度范围内,其尺寸变化率低于4%,具有卓越的尺寸稳定性。

吸声性能:酚醛泡沫塑料的表观密度低,吸声系数大,远远高于其他有机保温塑料,在空调系统、建筑领域等方面都取得了良好的效果,具有广泛的应用价值。

酚醛泡沫塑料具有优异的综合性能,并得到了很好的应用,但是其性脆,易掉渣的缺点极大限制了它的进一步发展,因此如何增强其韧性是如今的热点问题。对酚醛泡沫塑料进行改性增韧的方法主要有以下两种:(1)通过物理共混的方法将填料与酚醛树脂混合后进行发泡固化;(2)通过化学反应将柔性链引入酚醛泡沫塑料的刚性骨架中以实现增韧。

采用橡胶类改性剂对酚醛泡沫塑料进行增韧是较为常见的增韧方式,而改性剂用量及其与酚醛泡沫塑料的界面相容性是决定改性效果的关键因素,因此必须选择合适的改性剂种类,较为常用的有天然橡胶、丁腈和丁苯橡胶等具有活性基团的橡胶,且其用量一般在5-20wt.%之间。

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