[發明專利]聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料的制備及應用

無效

• 申請號: 201210210894.8
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN103509171A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 張春梅;萬小龍;胡小江
• 申請（專利權）人: 新疆三寶盛世新型材料科技股份有限公司;上海合達聚合物科技有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/48;C08G18/50;C08L75/08;C08G101/00
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技術領域

本發明涉及一種聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料、其制備體系、制備方法、及其用作節能保溫材料的應用。

背景技術

酚醛泡沫是由酚醛樹脂通過發泡而得到的一種泡沫塑料。與早期占市場主導地位的聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等材料相比，在阻燃方面它具有特殊的優良性能。其重量輕，剛性大，尺寸穩定性好，耐化學腐蝕，耐熱性好，難燃，自熄，低煙霧，耐火焰穿透，遇火無灑落物，價格低廉，是電器、儀表、建筑、石油化工等行業較為理想的絕緣隔熱保溫材料，因而受到人們的廣泛重視。目前，酚醛泡沫已成為泡沫塑料中發展最快的品種之一。消費量不斷增長，應用范圍不斷擴大，國內外研究和開發都相當活躍。然而，酚醛泡沫還存在以下幾個主要缺點：

(1)脆性大，開孔率高，強度及導熱系數受密度的影響大，產品低密度化比較困難；

(2)發泡過程中使用的固化劑為強酸，有可能腐蝕金屬板材；

(3)需要加熱發泡，能耗較大；

(4)不適合噴涂成型工藝。

提高酚醛泡沫塑料的韌性是改善酚醛泡沫性能的關鍵技術。

目前的酚醛泡沫塑料的增韌通常通過以下幾種途徑實現：

(1)在體系中外加增韌劑比如聚乙烯醇，通過共混的方式達到增韌的目的；

(2)通過甲階酚醛樹脂與增韌劑的化學反應，達到增韌的目的；

(3)用部分帶有韌性鏈的改性苯酚代替苯酚來合成樹脂。

比如，北京化工大學材料科學與工程學院采用聚氨酯預聚物中的異氰酸酯基和酚醛樹脂中的羥甲基反應來對酚醛泡沫塑料進行改性，當預聚物的質量分數為3％時，改性泡沫的粉化程度僅為未改性的40％，且使泡沫具有一定的彈性，回彈率大于60％(程玨，梁明莉，金關泰，塑料工業，2004，32(1)：7)。

如上所述的增韌改性并未改變酚醛樹脂的發泡機理，因此，產品低密度化以及噴涂成型工藝仍然難以實現。

發明內容

為克服現有技術的上述缺陷，本發明人通過改變現有技術酚醛樹脂的發泡機理，采用新的酚醛泡沫塑料聚合工藝，開發出適合于噴涂成型工藝的全新分子結構的聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料，實現了產品的低密度化，提高了酚醛泡沫的力學性能比如高壓縮強度和高韌性以及尺寸穩定性，降低了導熱系數，從而提高了節能保溫性能。

為實現上述目的，本發明的目的之一在于提供一種聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料，其具有如下結構式(I)：

其中，n₁為1以上的整數，其下限可以為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，其上限可以為10000、5000、3000、2000、1000、800、600、400、200、100、50；

n₂為1以上的整數，其下限可以為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，其上限可以為10000、5000、3000、2000、1000、800、600、400、200、100、50；

并且n₁和n₂可以相等，也可以不相等。

上述結構式(I)中的R₁如下具有結構式(II)：

其中，n₃為0至7的整數，比如為0、1、2、3、4、5、6或7；

結構式(II)中的R₂基團表示與R₂相連接的部位，并不意味著R₁中包含有R₂基團。

上述結構式(I)中的R₂如下具有結構式(III)或者(IV)：

或者：

其中：n₄、n₇、n₉、n₁₁、n₁₄、n₁₆為0或1，并且n₄、n₇、n₉、n₁₁、n₁₄、n₁₆可以相等，也可以不相等；