[發明專利]一種增強生物質酚醛泡沫耐熱性的方法

在審

• 申請號: 201710732530.9
• 申請日: 2017-08-12
• 公開（公告）號: CN109384897A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 翟立安;翟羽佳
• 申請（專利權）人: 江蘇乾翔新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G8/28
• 分類號: C08G8/28;C08L61/14;C08J9/04
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本發明涉及一種生物質酚醛泡沫耐熱性的制備方法。含有酚羥基的生物質原料與苯酚和硼酸在酸性條件下進行硼酸酯化反應，該酯化產物與多聚甲醛在堿性條件下進行加成縮聚，最后加入縛醛劑，得到硼改性生物質發泡酚醛樹脂，其游離酚和游離醛顯著降低。該樹脂與發泡助劑共混在一定溫度下發泡固化，制備耐熱性能良好的生物質酚醛泡沫，熱分解溫度469.6℃，質量損失速率最快的溫度548.5℃，800℃殘炭77.88％。該泡沫的研發不僅拓寬了酚醛泡沫的使用領域，也使得我國廉價易得的生物質資源提供了一個高附加值途徑，同時降低了酚醛泡沫行業對石化原料苯酚的依賴性。

技術領域

本發明涉及一種提高生物質酚醛泡沫耐熱性的制備方法，屬于材料領域。所制備的泡沫耐熱性得到了提高，即降低了成本又保護了環境，可適用于化工企業和電廠煙氣管道等工業領域，在國家對保溫材料阻燃性要求逐漸嚴格的情況下，具有自阻燃的該產品市場前景良好。

背景技術

近年來，隨著建筑、石油化工、船舶等產業的快速發展，質輕、防火、低毒的材料逐漸受到重視。在常用的隔熱泡沫材料中，酚醛泡沫塑料具有其他泡沫塑料無法比擬的優勢而受到廣泛應用。據行業專家分析認為，酚醛泡沫塑料將在中央空調系統、輕質保溫彩鋼板、房屋隔熱材料、石油化工管道等領域大有作為。其中石油化工是國民經濟基礎產業，需大量的各種管道支撐起一系列工藝過程，為了滿足生產要求，節約能源，改善勞動條件，工藝管道都需要進行隔熱處理。石油化工行業使用的傳統保溫材料如保溫石棉、珍珠巖和聚氨酯泡沫等在耐候性、耐腐蝕、環保、防火等方面大多存在這樣或那樣的缺陷。特別在防火要求嚴格的生產部門，如天然氣液化站、低沸點可燃液體儲罐，酚醛泡沫是很好的保溫材料。此外，石油化工行業每年進行安全設備檢修，需要的保溫材料總量達20余萬立方米，每年新建項目使用的保溫材料達到15余萬立方米。全行業保溫材料需求量較大，但是酚醛泡沫在150℃以下可以長期使用，200℃就開始降解，而化工企業蒸汽管道溫度或反應介質流體溫度一般高于150℃，電廠煙氣管到溫度也比較高，為了節約能耗，必須對這些管道進行保溫，因此研究開發耐熱性的酚醛泡沫產品具有重要意義。

酚醛泡沫有發泡酚醛樹脂和發泡助劑共混在一定溫度下發泡固化而成，故研究酚醛泡沫的耐熱性主要就是研究發泡酚醛樹脂的耐熱性。傳統未改性酚醛樹脂脆性大、韌性差和耐熱性差等缺點限制了其高性能材料的發展。因此，對酚醛樹脂進行改性，提高其耐熱性和韌性是酚醛樹脂材料發展的方向，硼改性酚醛樹脂是目前最成功的酚醛樹脂改性品種之一。將硼元素引入酚醛樹脂較多的研究是固體硼改性酚醛樹脂，用于摩擦材料、模塑料和層壓材料等，如王雷(2009，耐高溫硼酚醛生產研究)第一步先制備硼酸苯酯，再和多聚甲醛制備硼改性酚醛樹脂，溶于乙醇用于復合層壓板。溫度超過450℃后僅失重27.7％。邱軍(2007，同濟大學學報(自然科學版))先用苯酚固體和硼酸反應生成硼酸苯酯，甲苯作為溶劑.利用得到的中間體硼酸苯酯和多聚甲醛反應，制備了淺黃綠色的樹脂固體。高硼含量的樹脂在1200℃時的失重率僅為34.7％，殘炭率高達65.3％；可用于耐燒蝕材料的基體樹脂。張敏(2004，合成化學)采用先苯酚與甲醛反應，生成的水楊醇和硼酸反應，經過兩次脫水得到固體的熱固性酚醛樹脂，可溶于乙醇，500℃失重15％，其綜合性能達到前國內軍用產品指標。王曉威(2013，廈門大學學報(自然科學版))以硼酸、苯酚、液體甲醛為原料，采用兩步法制備固體硼改性酚醛樹脂，可用作高溫制動摩擦材料的基體樹脂。