[發明專利]高固含可發性尿素改性甲階酚醛樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201210451709.4
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN102936325A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 金立維;馬玉峰;儲富祥;王春鵬;許玉芝;陳日清;張偉
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所
• 主分類號: C08G14/08
• 分類號: C08G14/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

技術領域

本發明屬于酚醛樹脂的制備領域，特別涉及一種高固含可發性尿素改性甲階酚醛樹脂的制備方法。

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背景技術

酚醛泡沫塑料是由酚醛樹脂制得。1940年，德國就研制出酚醛泡沫塑料，并將酚醛泡沫作為輪船艙壁的填料，不久又作為飛機機翼的填充料。此后，美、英、法等國相繼得到開發并應用于建筑行業中。酚醛泡沫是通過在酚醛樹脂中加入發泡劑、表面活性劑、固化劑等助劑，采用特定的發泡工藝技術制得的一種高分子泡沫材料。酚醛泡沫塑料因其閉孔率高、臨界氧指數高、難燃、自熄、低煙、耐火焰穿透、遇火無滴落物、耐化學腐蝕、耐高低溫等優點，在絕熱、耐火等行業廣泛應用，但它也存在一些缺點，如原料成本高、泡沫強度低、脆性大以及在生產和使用過程中存在著嚴重的苯酚和甲醛污染問題。脲醛樹脂具有顏色淺，硬度高、耐油、抗霉、有較好的絕緣性和耐溫性，價格便宜等優點。脲醛樹脂泡沫材料因其原料成本低廉以及開孔率較高、耐冷熱性、阻燃性、耐化學性、熱絕緣性、吸音性、耐微生物性、吸水性較好，使用過程中對環境影響小，在隔熱隔音、醫療衛生、花卉栽培和草坪種植等行業得到廣泛的應用。因此，利用上述脲醛樹脂的優點，用一定量的尿素對酚醛樹脂進行共聚改性，改性后的酚醛樹脂既兼具了脲醛樹脂的優點，又彌補了自身的缺點。在酚醛樹脂分子中引入尿素，苯酚、尿素與甲醛在堿性介質中的羥甲基反應，生成大量的羥甲基，并進一步共縮聚生成尿素改性酚醛樹脂。引入的尿素代替部分苯酚，不但可以降低樹脂生產成本，而且樹脂中的游離苯酚含量顯著下降。同時，加入的尿素可與甲醛發生反應，生成羥甲基脲，使得酚醛樹脂中的游離甲醛含量顯著下降。

酚醛泡沫塑料是由苯酚和甲醛經過加成、共縮聚反應生成酚醛樹脂，而后酚醛樹脂在表面活性劑、發泡劑、固化劑和其他助劑的共同作用下樹脂分子內發生交聯、固化而生成的一種硬質、熱固性泡沫塑料。因其具有質輕、良好的防火性能和耐熱性、自熄、耐火焰穿透、火災時煙霧少、無滴落物、耐高低溫等優點，?近年來，?酚醛泡沫塑料作為建筑、汽車、船舶、航空器材、石油管道等的保溫、隔音及隔熱材料，?得到了廣泛的應用。目前在酚醛泡沫材料方面的研究較多，已經申請了一批發明專利：CN?101076557?提出了一種增韌酚醛泡沫體的制備方法。該技術是利用聚乙烯吡咯烷酮作為增韌劑制備閉孔酚醛泡沫，所得泡沫體的孔基本無孔洞或表面缺陷，并具有優異的耐火性能。CN?101302325?提出了一種耐高溫酚醛泡沫的制備方法。該技術采用硅酸鹽作為合成甲階酚醛樹脂的催化劑，并在樹脂合成的后期加入鉬化合物作為改性劑，然后在發泡過程中加入一定量的無機短纖維制備酚醛泡沫，該技術所得酚醛泡沫可在250℃高溫條件下長期使用。CN?101781393?A?提出了一種高阻燃性酚醛泡沫用樹脂及其生產方法。該技術通過在普通酚醛泡沫用樹脂中加入三聚氰胺進行反應或加入三聚氰胺樹脂聚合物混合，借助三聚氰胺的三氮雜環結構特性，使酚醛泡沫的阻燃性能提高，該技術生產工藝簡單，所得產品可用于需要使用滅火材料的場合，如礦井安全生產中空洞充填、煤巖裂隙防漏風、在建筑上做密閉墻和防火墻、加固破碎頂板及地層。CN?102268172?A提出了一種噴涂硬質酚醛泡沫。該技術采用質量比1～10∶1的復合酚醛樹脂和混合酸混合，在壓力為100～200kg，溫度為20～50℃下，完全霧化混合均勻，由噴槍噴出，均勻噴涂在墻面上，便形成噴涂硬質酚醛泡沫保溫層。所得到的噴涂硬質酚醛泡沫涂層可應用于防水、防火或保溫材料領域。CN?102295821?A?提出了一種酚醛泡沫墻體保溫材料的生產方法。該技術采用丙烯酰胺、環氧氯丙烷等改性酚醛樹脂，制備環氧改性酚醛樹脂泡沫，該技術所得產品具有成本低、節能、防火的優點，與同類產品相比吸水率低、抗老化能力強，在保溫建筑墻體領域可以得到廣泛的應用。CN?102229706?A?提出了一種安全環保型酚醛泡沫的制備方法。該技術不采用易燃的氯氟烴、低碳烷烴以及其他低沸點的有機化合物作發泡劑，降低了生產成本，所得酚醛泡沫質地均勻，孔徑小，導熱系數低，保溫性能好，可廣泛應用于外墻、屋面及空調風箱等保溫材料中，顯著提高了保溫及防火性能。CN?102558756?A?提出了一種高性能的酚醛泡沫材料的制備方法。該技術通過采用復合增韌增強樹脂與復合增韌酸性催化劑相結合的方法，在提高韌性和強度的同時，不降低或提高其阻燃性，從而解決困擾酚醛樹脂泡沫應用的增韌與阻燃這一對矛盾體系，制備的高性能酚醛泡沫保溫材料可以應用于外墻保溫系統。CN?202108191?U?提出了一種高分子酚醛泡沫裝飾構件。該技術采用重量輕、易切割的酚醛泡沫發泡材料作為基體制備裝飾構件，因此提高了構件的可塑性和墻體的保溫性能、消防性能；另外該材料適用的溫度范圍大，且不易分解，從而真正做到和建筑物同壽命；同時由聚脲彈性體材料構成的表層則有效的提高了構件的抗沖擊性、耐水性和耐老化程度，很好的保證了構件的使用壽命；尤其顯著的是聚脲彈性體材料噴涂后瞬間固化，大大縮短了生產周期，降低了生產工時，滿足了批量、快速生產。CN?102675821?A?提出了一種低酸性酚醛泡沫的制備方法。該技術通過在泡沫制備過程中引入吸酸劑來降低酚醛泡沫產品的酸性，所得酚醛泡沫酸性低，pH高達5～6，且具有優異的防火保溫性能，能夠廣泛用作外墻外保溫材料。但是上述專利所用酚醛樹脂基本都需脫水才能達到發泡樹脂固體含量的要求,脫水過程產生了大量的含酚、醛的廢水，一方面增加后續廢水處理過程，增加了生產成本，另一方面樹脂的質量也不穩定，樹脂中游離苯酚和游離甲醛含量較高，毒性大。