[發明專利]一種增韌改性酚醛泡沫的制備方法

有效

• 申請號: 201310218863.1
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN103254565A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 張英杰;安燕;李曉峰;沈石山;董麗華;尹衍升
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: C08L61/06
• 分類號: C08L61/06;C08L79/08;C08L71/08;C08K5/09;C08K3/16;C08K3/32;C08J9/14
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周榮芳

技術領域

本發明屬于高分子絕熱保溫材料領域，涉及一種復合工藝和發泡工藝；具體地，涉及一種增韌改性酚醛泡沫塑料的制備方法。?

背景技術

常用的高分子絕熱保溫材料有聚苯乙烯、聚氨酯和酚醛（即苯酚和甲醛的發泡物）。聚苯、聚氨酯具有輕質、導熱系數低、機械強度高等優點，國際上廣泛用于輕質建材、建筑節能、重大工程和軍事設施等領域，但其存在易燃、燃燒毒性高等安全隱患。酚醛具有較高的尺寸穩定性、較低的導熱系數以及良好的阻燃性能，是一種理想的絕熱保溫材料。?

尤其作為海洋結構材料時，酚醛在以下幾個方面表現出一些優點：?

1.機械性能：酚醛樹脂具有良好的柔韌性和抗拉伸性能；

2.?高、低溫性能：酚醛樹脂可以長期耐受高溫，在300℃下維持拉伸性能基本不變。而在低溫下機械性能還會有所提高；

3.?環境穩定性：酚醛樹脂可以抵御化學腐蝕和細菌、真菌、海藻等海洋生物的附著與侵蝕；

4.?暴露在水體：有些高分子復合改性材料無法耐受長期浸泡在水中，因為水會滲透到添加劑與高分子基體的復合界面，破壞復合結構；而酚醛樹脂可以很好的抵御這種滲透；

5.?火、煙、毒性：可以說酚醛樹脂是所有高分子結構材料中唯一符合國際防火安全要求的，它有很高的阻燃性能，可以離火自熄，即便燃燒時也幾乎不發煙和產生有毒氣體。

在國外，酚醛樹脂作為絕熱保溫材料已被廣泛運用于建筑、船舶等領域。然而，在我國的海洋工程領域卻很少看到酚醛的身影，這主要是因為我國的酚醛產品質量不過關，其存在著脆性大、易粉化等缺點，傳統解決脆性、提高韌性的改性方法仍然無法滿足船舶工藝對材料的性能要求。?

近年來，對酚醛泡沫的增韌改性成為了廣大科學者的研究熱點。中國專利CN200710201512.4選用了聚氨基甲酸酯作為改性劑對酚醛進行改性，CN200310113965.3采用改性助劑對酚醛進行了改性，但以上技術得到的酚醛泡沫塑料閉孔率低，吸水率高，易粉化，增韌改性效果不明顯。?

發明內容

本發明為了克服以上現有技術的不足，通過對復合增韌劑、固化劑的改進以及酚醛復合、發泡工藝的研究，探索出了一種新的增韌改性酚醛泡沫塑料的制備方法，解決了酚醛強度低、脆性大、易粉化等缺點，使酚醛樹脂的機械性能和耐熱性都得到有效的提高，從而滿足船舶工藝對材料的性能要求。?

為達到上述目的，本發明提供了一種增韌改性酚醛泡沫的制備方法，該方法是采用復合增韌劑改性酚醛樹脂，經機械攪拌、高溫發泡固化成型制備增韌改性酚醛泡沫；所述復合增韌劑的用量為酚醛樹脂按重量百分數計1-20%；所述的復合增韌劑包含均苯型聚酰亞胺，該聚酰亞胺經正戊烷潤洗處理。?

由于聚酰亞胺的溶劑是高沸點的N-甲基吡咯烷酮，難揮發，對酚醛的固化、發泡和最終泡沫材料的物理機械性能都有很大的影響。所以本方案選取了低極性低沸點的正戊烷作為溶劑，用其潤洗聚酰亞胺2-3次，再將潤洗后的聚酰亞胺與酚醛混合，能較為有效的除去難揮發的N-甲基吡咯烷酮。?

上述的增韌改性酚醛泡沫的制備方法，其中，所述的復合增韌劑還包含聚乙二醇。由于聚酰亞胺改性后的酚醛泡沫仍然比較脆，這可能是由于共混的方法并未使得兩種高分子物質在分子級別上發生較好的交聯。為解決上述問題，本發明在加入聚酰亞胺增韌的基礎上適當地添加少量的聚乙二醇，得到的酚醛泡沫材料韌性有較為明顯的改善。這可能是由于聚酰亞胺、酚醛樹脂分子與聚乙二醇分子之間形成了氫鍵，使三者的分子鏈能夠更加緊密地結合在一起，分子間作用增強，從而使復合材料的脆性得到改善。?

上述的增韌改性酚醛泡沫的制備方法，其中，所述的復合增韌劑中，聚乙二醇的用量為按聚酰亞胺的重量百分數計的30%-70%。?

上述的增韌改性酚醛泡沫的制備方法，其中，所述的聚乙二醇選擇分子量為1000的聚乙二醇（即聚乙二醇1000）。所述的酚醛樹脂是分子量大于700的A階酚醛樹脂。?

上述的增韌改性酚醛泡沫的制備方法，其中，該方法是將以下按重量份數計的原料通過機械攪拌、高溫發泡固化成型制備而成：?

酚醛樹脂?????100份?????????????????????????????????????????????????????????????????

復合增韌劑???1-20份

表面活性劑???10份

發泡劑???????20-25份

固化劑???????20-30份。