[發明專利]酚醛泡沫體

有效

• 申請號: 201380054900.8
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN104822745B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: M·羅什福爾;L·里普利;P·奧蘭;V·科波克
• 申請（專利權）人: 金斯潘控股有限公司
• 主分類號: C08J9/00
• 分類號: C08J9/00;C08J9/14
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 彭麗丹,過曉東

技術領域

本發明涉及酚醛泡沫體。

背景技術

歷史上，在著火情況下低煙霧排放和可自熄能力是極其重要時，酚醛樹脂已成為優選的熱固性樹脂材料。應用于建筑、供暖、通風和管道隔熱中，其中酚醛泡沫體提供隔熱性和耐火性。

目前，在多孔酚醛泡沫體的制造中，酚醛樹脂例如甲階段酚醛樹脂通常通過強有機酸或強無機酸被催化。例如，EP0170357A描述了一種酸固化酚醛樹脂泡沫體的制備方法。酸種類的選擇取決于所需的固化時間和溫度。當已經混入到樹脂中的發泡劑開始沸騰時產生多孔隔熱泡沫體。烴或其混合物是常用的發泡劑。膨脹通常發生在15℃-70℃的溫度范圍內。在制造酚醛泡沫體中需要當心以確保不會產生樹脂的過量放熱。如果配制的樹脂體系中的總水百分含量太低，例如當使用強酸作為催化劑時更容易發生不可控的放熱化學反應。當發生放熱反應時，通過酚醛樹脂的縮聚反應另外產生水或蒸汽。這對形成閉孔泡沫體的能力造成不利影響。同樣地，如果所選擇的酚醛樹脂具有太高水含量，將不會產生閉孔泡沫體。非常希望得到閉孔泡沫體的結構以使隔熱性能最大化。通過在啟動固化和發泡劑之前，控制未固化的酚醛樹脂體系的水百分含量，以及在高溫下固化，可制得具有閉孔結構的酚醛樹脂泡沫體。還需要選擇每個酚醛樹脂、酸催化劑、表面活性劑和發泡劑的種類和用量，用于在高溫下混合并固化以獲得理想的閉孔泡沫體。

可以使用電子顯微鏡來驗證泡沫體的泡孔是否具有缺陷例如孔眼或裂縫。理想的是具有低密度、無缺陷的閉孔泡沫體用于低成本的穩定隔熱。孔中的缺陷可能導致化學發泡劑從孔流失并使空氣擴散到孔內，導致熱導率升高。這對于隔熱材料是不希望的。

特別是，需要提供在泡孔上無孔眼或裂縫的低密度的閉孔酚醛泡沫體。此外，需要一種可在中等溫度下(10-30℃)容易混合的酚醛樹脂體系。從商業上考慮優選在制造中容易混合的低粘度樹脂體系。

酚醛泡沫體可制備成塊狀體、層壓板或特定形狀的模制部件。在一種工業方法中，制造出具有20mm-150mm的典型厚度和25-60kg/m³的干密度的層壓酚醛泡沫隔熱板。在該方法中，使用傳統的高剪切或高壓置頂式混合機混合酚醛樹脂、酸和發泡劑。然后將被催化的液態樹脂加入泡沫塑料層壓機中并在鋁箔、鋼板、紙張或玻璃墊片之間進行。然后開始發泡和固化并使樹脂固化形成泡沫產品。通常在50-80℃下約2-15分鐘制得這些泡沫產品，其包括例如隔熱板。然后通常需要將所述泡沫產品進一步固化，通常在高溫下例如通過通常被稱為的烘箱“后固化”，例如在50-90℃下1-72小時，以產生足夠的處理強度。所述樹脂體系通常包括以下列出的具有典型重量比例的化學成分，以重量份計(pbw)：

含有1-10％表面活性劑的液態甲階段酚醛樹脂(通常60-85％固化固體)：100pbw

發泡劑(通常為烴和/或基于烴的)：4-20pbw

有機強酸或無機強酸：9-30pbw。

當首先制造酚醛泡沫產品例如隔熱板時，在23℃下的熱導率(λ值)通常為0.017-0.024W/m.K，取決于所選擇的發泡劑。如此低的熱導率值是保留發泡劑的閉孔結構的特點，因此表明基本上很少有泡孔缺陷。泡孔大小通常為30-200μm。為了有效隔熱，需要泡沫產品包括層壓泡沫產品例如板具有長期低的熱導率穩定性(λ值)。為了證明在室溫下的長期低熱導率穩定性，可將泡沫產品的樣品例如板按照歐洲標準EN 13166：2008(或EN14314：2009)的方法在例如70℃-110℃下進行延長時間的熱老化。如果在該加速熱老化后λ值低并且穩定，則可合理的認為顯示出如此低且穩定數值的泡沫產品例如隔熱板在使用中將提供長期的低熱導率。

在酸固化的酚醛泡沫體的制造中，如果要獲得閉孔結構，則必須仔細控制所使用的制造條件。如果沒有遵守嚴格的生產程序，對于密度為25-60kg/m³的泡沫體初始λ值可能高達0.030-0.040W/m.K；這表明閉孔的完整性已損失并且空氣進入泡孔內。在酚醛泡沫體的制造中所使用的催化劑的種類和用量對泡孔的長期穩定性有重大影響。增加酸催化劑的水平容易產生具有高的初始λ值的泡沫體，和/或λ值隨著時間不可接受的升高的泡沫體。

在建筑工業中對隔熱酚醛泡沫體的要求是不僅顯示出良好的初始熱導率性質，并且當老化時還要保持這些性質。這意味著當初始安裝時所述產品不僅要表現出良好的隔熱性能而且在使用期，這可能是好幾十年，還要表現相對良好的隔熱性能。