[發明專利]高強度耐熱性無機接枝改性酚醛樹脂泡沫的生產方法

無效

• 申請號: 201310752051.5
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103740051A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 謝建軍;覃強;黎超;楊建中;熊穩;張述
• 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;C08K9/06;C08K3/34;C08K3/22;C08G8/28
• 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

本發明屬于高分子有機化合物領域，涉及一種改進的高強度耐熱性無機接枝改性酚醛樹脂泡沫的生產方法。

背景技術

酚醛樹脂是以酚類在催化劑作用下縮聚而得到的樹脂，是最早合成并實現現代工業化生產的合成高分子樹脂，是一種有機高分子合成材料，在電器、鑄造、航空、軍事領域得到廣泛應用，其耐溫極限為250℃，超過300℃時發生熱解、碳化，引發結構與性能變化，對其安全與穩定構成威脅。而酚醛樹脂泡沫是一種保溫材料，具有質輕、耐火、低吸水率等優點，因而具有強大的競爭力。雖然如此，缺陷亦同時存在。例如強度偏低、脆性偏大，壓縮強度、拉伸強度、彎曲強度亦偏低。所以，如何獲得一種既具高強度又具耐熱性的改性酚醛樹脂成為本領域亟待解決的熱門問題。

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，提供一種改進的可提高泡沫強度和耐火性的高強度耐熱性無機接枝改性酚醛樹脂泡沫的生產方法，借以改進傳統的酚醛樹脂的合成工藝路線，生產出高強度高耐熱性的酚醛泡沫產品。

本發明的技術方案是，所提供的高強度耐熱性無機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備高強度耐熱性無機接枝改性酚醛樹脂泡沫：

(1)、按下述重量比備份原料：

(2)、將步驟（1）所備重量份的苯酚、亞硫酸鈉和水投入反應釜中，升溫至65～70℃?？刂茰囟?0～70℃40分鐘，該40分鐘內，分三次取完步驟(1)所備重量份的多聚甲醛投入上述反應釜中混合攪拌，每次間隔10分鐘；

(3)、將上述反應釜內溫度升至98～102℃，將步驟(1)所備重量份的硅酸鈣、偶聯劑DL602投入上述反應釜中，繼續混合攪拌40分鐘；

(4)、將上述反應釜內溫度降至50～55℃，加入步驟（1）所備重量份的α-氧化鋁，混合攪拌30分鐘；

(5)、脫水30～50份，得納米分散無機接枝改性酚醛樹脂；

(6)、依序按下述重量比25～35：1～1.6：1.2～2：2.4～3取步驟(5)所得納米分散無機接枝改性酚醛樹脂、乳化劑有機硅BD3086聚硅氧烷、發泡劑異丁烷，以及固化劑對羥基苯磺酸、甲磺酸、鄰苯二甲酸中的一種或多種溶于0.4～0.7份水中混合攪拌均勻后注入預設模具，使用常規方法發泡，即得本發明的高強度耐熱性無機接枝改性酚醛樹脂泡沫產品成品。

本發明的有益效果是，成功地提高了酚醛樹脂泡沫材料的強度和耐火性。首先，添加的硅酸鈣是一種耐高溫的保溫無機材料，其在偶聯劑DL602處理過后與酚醛樹脂的端基官能團進行化學鍵合，因此酚醛樹脂高分子通過化學鍵合作用連接到無機微粒硅酸鈣表面的活性點上，形成了化學鍵牢固且鍵能較高的硅氧鍵Si-O，從而達到對無機微粒硅酸鈣粒子的接枝，達到了共聚、交聯的效果。其次，偶聯劑DL602是一種活性較高的有機硅烷，既具有與硅酸鈣中硅原子相結合的活性部分，也具有與高分子的酚醛樹脂端基相交聯的活性部分，因此使酚醛樹脂與硅酸鈣之間具有良好的界面親和性，把酚醛樹脂中殘存的羥甲基通過化學鍵結合起來。再者，添加納米α-氧化鋁與聚合物酚醛樹脂結合能力強且均勻分散在酚醛樹脂中的原因不僅僅是因為納米粒子α-氧化鋁的小尺寸效應、表面積大，更重要是在于納米α-氧化鋁表面非配對原子多，與酚醛樹脂活性端基高效地結合。且納米α-氧化鋁宏觀量子隧道效應使其產生淤滲作用，可深入到酚醛樹脂高分子鏈的不飽和鍵附近并與不飽和鍵的電子云發生作用，改善酚醛樹脂的熱穩定性和化學穩定性。最后，納米α-氧化鋁的無機填充作用顯現出了其作為耐熱與高強度材料的性質，均勻分散在酚醛樹脂中也就一定程度上增加了酚醛泡沫的耐熱性特別是強度。最終可以得到具有高強度與高耐熱性的酚醛樹脂泡沫?？傊?，本發明是通過表面被處理過的無機微粒硅酸鈣接枝酚醛樹脂，并且利用了高強度高耐熱性的α-氧化鋁均勻分散的特性和納米效應，克服了傳統酚醛樹脂泡沫脆性大、強度不高、耐熱性不佳的缺點，提升保溫性能，實現了高強度、高耐熱性酚醛泡沫的材質與性能優化比。

具體實施方式：

實施例1：

(1)、備份原料：

(2)、將步驟（1）所備重量份的苯酚、亞硫酸鈉和水投入反應釜中，升溫至65～70℃?？刂茰囟?0～70℃40分鐘，該40分鐘內，分三次取完步驟(1)所備重量份的多聚甲醛投入上述反應釜中混合攪拌，每次間隔10分鐘；