[發明專利]一種尿素和三聚氰胺增強增韌氧化石墨烯改性酚醛樹脂泡沫及其制備方法

在審

• 申請號: 201811379719.5
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109553918A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 吳操;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 蘇州宏久航空防熱材料科技有限公司
• 主分類號: C08L61/10
• 分類號: C08L61/10;C08L61/24;C08L61/28;C08K3/04;C08J9/04
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一種尿素和三聚氰胺增強增韌氧化石墨烯改性酚醛樹脂泡沫，其特征在于所述泡沫由氧化石墨烯改性酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂3部分組成。其中，所述氧化石墨烯改性酚醛樹脂包括由重量組分為95~100份的酚醛樹脂和1~8份的氧化石墨烯組成；所述酚醛樹脂原位聚合生長于氧化石墨烯活性位點上，并將氧化石墨烯部分還原；所述氧化石墨烯層數為1~5層，直徑20~60μm；所述氧化石墨烯改性酚醛樹脂、脲醛樹脂和三聚氰胺甲醛樹脂形成均勻共混。本發明的有益之處為：（1）阻燃性能優異；（2）抗粉化掉渣性能提高。

技術領域

本發明涉及一種酚醛泡沫及其制備方法，特別是涉及一種尿素和三聚氰胺增強增韌氧化石墨烯改性酚醛樹脂泡沫及其制備方法。

背景技術

聚合物泡沫，如聚苯乙烯（PS）泡沫和聚氨酯（PU）泡沫，因具有優異保溫性能、良好的機械性能、優良的耐候性、易成型加工性等優點，廣泛應用于建筑保溫材料。然而，PS泡沫和PU泡沫都是非常易燃的材料，由它們著火所引發的火災事故時常發生，造成重大的人員傷亡和財產損失。酚醛泡沫材料雖然具有保溫效果好、阻燃性能優異、耐火焰穿透性好、低煙、低毒等優點，但是也存在硬度高、脆性大和易粉化的缺陷，這大大限制了酚醛泡沫材料的應用領域，因此對酚醛泡沫材料進行增韌改性具有重要的理論意義和應用價值。

申請公告號為CN 106009490 B的中國發明專利公開了一種異相成核劑增韌改性的酚醛樹脂泡沫及其制備方法。借助硅烷偶聯劑接枝的氧化石墨烯具有較小的潤濕角，使得成核所需克服的自由能更小，成核速率更大，越容易形成均一的小泡孔，實現酚醛泡沫力學性能的提高。并且選用異相成核劑改性酚醛泡沫是由于石墨烯特有的二維幾何機構賦予其增強骨架的作用，承受載荷部分的石墨烯分布呈魚鱗狀的交織結構，可以有效起到增強基體的作用，從而使得樹脂基體的力學性能得到顯著提高；另外，石墨烯大的比表面積，片層邊緣缺陷較多，易改性；石墨烯又是一種黑吸收體，減少材料的熱傳導，賦予酚醛泡沫等樹脂基材料更好的熱學性能。

申請公告號為CN 108250666 A的中國發明專利公開了一種氨基三亞甲基膦酸鹽負載氧化石墨烯增強增韌酚醛泡沫材料及其制備方法，通過將阻燃劑氨基三亞甲基膦酸鹽負載的氧化石墨烯表面上，以制備出增強增韌阻燃的酚醛泡沫材料。

申請公告號為CN 103788318 A的中國發明專利公開了一種含石墨烯的酚醛泡沫的制備方法。采用苯酚對硅烷偶聯劑處理的可膨脹石墨進行插層，利用苯酚與甲醛縮聚反應熱進一步剝離可膨脹石墨，使石墨粒子以石墨烯的方式存在于酚醛泡沫基體中。利用插層反應聚合熱原位生成石墨烯，使石墨烯及酚醛樹脂同步生成，提高了效率，同時避免了直接使用石墨烯作為原料，降低了制備成本，且工藝簡單，適合大規模工業生產。

目前，國內外學者及企業對改善酚醛泡沫脆性較差的問題開展了大量的研究，研究表明隨著增韌劑的增加泡沫的脆性問題會得到一定程度的改善。特別是有機增韌劑的使用是的酚醛泡沫的粉化程度極大的降低，但是有機增韌劑的增加會極大的降低泡沫材料的阻燃性能，因此如何在改善酚醛泡沫脆性較差的問題的同時保證其阻燃性能對于酚醛泡沫材料的研究和應用具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于克服酚醛泡沫材料有機增韌改性過程中阻燃性能損失較大的問題。通過反應過程中形成的尿素甲醛樹脂和三聚氰胺甲醛樹脂與氧化石墨烯改性酚醛樹脂形成三元共混增韌改性，解決酚醛泡沫粉化率較高，掉渣嚴重的問題。此外，酚醛樹脂大分子在氧化石墨烯反應活性位點上原位生長形成穿插增韌，并對氧化石墨烯形成部分還原，不僅有利于還原氧化石墨烯增強相的均勻分散增韌改性，而且還原氧化石墨烯具有優異的比表面積和高含碳率，促進阻燃性能的提高。從而使脆性問題解決的同時也保證了泡沫的阻燃性能。

為實現本發明的目的，所采用的技術方案是：一種尿素和三聚氰胺增強增韌氧化石墨烯改性酚醛樹脂泡沫，其特征在于所述泡沫由氧化石墨烯改性酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂3部分組成，其配方及質量比為：

氧化石墨烯改性酚醛樹脂，40～65份