[發明專利]一種無機土接枝改性酚醛樹脂泡沫的生產方法

有效

• 申請號: 201310307208.3
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN103351575A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 黎超;張述;覃強
• 申請（專利權）人: 湖南中野高科技特種材料有限公司
• 主分類號: C08L61/14
• 分類號: C08L61/14;C08K3/34;C08G8/30;C08J9/14
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 陳立武

技術領域

本發明屬于有機化工技術領域，涉及一種無機土，例如高嶺土，接枝改性酚醛樹脂泡沫的生產方法。

背景技術

目前，我國正在積極開發和試用新型酚醛墻體保溫材料，使其可以進行墻體保溫，降低墻體傳熱系數。該產品對國家節能減排，實施低碳環保和消防安全意義重大。

近年來酚醛發泡材料雖然發展迅速，但因技術局限性原因，其研究方向均以提高材料保溫性能為重點，在此基礎上，再采取適度的防護措施、改造外墻外保溫的構造、開發保溫材料的結構防火以及解決保溫材料的防火問題。然而，采取直接將酚醛泡沫保溫材料做成保溫和防火雙效性能的建筑保溫材料的方式，在國內外研究工作進展非常緩慢，比如納米SiO2（二氧化硅）改性酚醛泡沫能提高初始熱分解溫度和殘碳量，也能增強壓縮性能和熱穩定性等物理性能。但因摻雜無機納米粒子改性工藝影響了泡沫的結構，也影響了泡沫的導熱性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術存在的缺陷，提出一種無機土，例如高嶺土，接枝改性酚醛樹脂泡沫的生產方法，借以改進酚醛泡沫的工藝路線，提高酚醛樹脂泡沫的防火保溫性能。

本發明的技術方案是，一種無機土接枝改性酚醛樹脂泡沫的生產方法，包括采用下述原料和工藝步驟制取無機土接枝改性酚醛樹脂泡沫：

(1)、按下述重量比備份原料：

(2)、取步驟(1)所備苯酚、氫氧化鈉、水投入反應釜中，升溫至70～80℃，加入步驟(1)所備馬來酸酐，混合攪拌1小時。所加馬來酸酐與所述反應釜中苯酚的酚羥基反應，生成產物a即3-苯基-3-氧代-2-丁烯酸，其反應式為：

式中為苯酚，為馬來酸酐，催化劑為氫氧化鈉，產物a為3-苯基-3-氧代-2-丁烯酸；

(3)、取步驟(1)所備多聚甲醛分三次，每次間隔20分鐘，投入所述反應釜中，控制溫度90℃及以下，1小時內投完。緩慢升溫至95～100℃，保持95～100℃溫度30～90分鐘。步驟（2）所生成的3-苯基-3-氧代-2-丁烯酸與上述多聚甲醛發生加成反應，生成產物b即接枝單體，其反應式為：

式中為馬來酸酐，為苯酚，為甲醛，產物b為接枝單體；

(4)、將所述反應釜內溫度降至70～80℃，加入步驟(1)所備高嶺土和無機材料偶聯劑ZYL1混合攪拌1小時；本步驟采用高嶺土接枝改性酚醛樹脂，達到了納米片層在樹脂中均勻分散的目的，上述接枝單體可插入高嶺土一類無機土片層中，實現擴大層間距和提高高嶺土一類無機土與接枝單體相容的目的。通過高嶺土一類無機土接枝改性，增加固化時交聯密度，增強泡孔壁強度和彈性；同時，偶聯劑ZYL1及高嶺土中的Al（鋁原子）、Si（硅原子）生成Al-O（鋁氧鍵）、Si-O（硅氧鍵），在接枝單體的縮合聚合中起到了共聚的作用。最終可以由此得到具有高阻燃性、高殘炭率、高韌性、高閉孔率的酚醛泡沫。

(5)、脫水30～70份，得高嶺土接枝改性酚醛樹脂；

(6)、依序按下述重量比30～40：1～1.3：2～2.5:1.8～2.4取步驟(5)所得高嶺土接枝改性酚醛樹脂、有機硅泡沫穩定劑BD3088聚醚改性有機聚硅氧烷、發泡劑正戊烷，以及固化劑對甲苯磺酸、磷酸、硫酸中的一種或多種，溶于0.4～0.5份水混合攪拌均勻后注入預設模具，使用常規方法發泡，即得高嶺土接枝改性酚醛樹脂泡沫即本發明的無機土接枝改性酚醛樹脂泡沫成品。

本發明的有益效果是，成功地提高了酚醛樹脂泡沫材料的保溫性能和防火性能。首先，添加馬來酸酐是在樹脂合成反應前期進行，因此苯酚的活性點可以得到有效控制，從而使酚醛樹脂的合成過程亦可得到很好的控制。因為馬來酸酐與苯酚的酚羥基反應，具有減弱苯酚鄰位的定位效應，有利于加成與取代，對苯酚間位、對位活潑氫原子與甲醛的縮聚影響不大。酚醛樹脂合成過程中縮合反應會產生水，而馬來酸酐遇水水解成順丁烯二酸，最優選擇是先在堿性條件下進行苯酚與馬來酸酐的反應，然后所得產物與甲醛反應生成酚醛樹脂溶液。其次，高嶺土的添加很好地解決了納米片層在樹脂中均勻分散的問題，上述接枝單體可以插入到高嶺土片層中去，達到了擴大層間距和提高高嶺土與接枝單體相容的目的。同時，偶聯劑及高嶺土中鋁、硅等元素參與了后續的縮聚反應，達到交聯、共聚的效果。最終可以得到具有高阻燃性、高殘炭率、高韌性、高閉孔率的酚醛樹脂泡沫。才使得酚醛樹脂泡沫的防火保溫性能得到提高。再者，上述無機材料的物理填充作用使酚醛樹脂泡沫形成核內部，還可起降低煙密度的作用。