[發(fā)明專利]一種超低吸水率脲醛泡沫材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910048016.2
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109705393B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖和平;趙曉文;吳步永;曹大偉;葉林
• 申請（專利權(quán)）人: 常州喬爾塑料有限公司;四川大學(xué)
• 主分類號: C08J9/36
• 分類號: C08J9/36;C08J9/40;C08L61/24
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本發(fā)明公開一種超低吸水率脲醛泡沫材料及其制備方法，其特點(diǎn)是：采用簡便、易實(shí)施的表面處理技術(shù)，利用具有低表面能的長鏈烷基及硅氧烷化合物構(gòu)建脲醛表面疏水涂層，形成共價(jià)鍵等強(qiáng)相互作用，同時(shí)采用無機(jī)納米粒子在其表面形成微納級粗糙結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)筑脲醛泡沫表面牢固的疏水、憎水結(jié)構(gòu)，大幅降低泡沫吸水率，并賦予其持久疏水性能，獲得具有超低吸水率的脲醛泡沫材料。

一.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超低吸水率脲醛泡沫材料及其制備方法，屬于高分子材料表面改性技術(shù)領(lǐng)域。

二.背景技術(shù)

泡沫塑料用途廣泛，市場巨大，而普遍使用的聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)及聚氨酯(PU)泡沫等泡沫塑料雖性能優(yōu)異，但易于燃燒，燃燒過程還可產(chǎn)生熔滴物和劇毒煙霧，極具安全隱患。脲醛(UF)泡沫是以尿素與甲醛經(jīng)縮聚反應(yīng)得到的樹脂為基體，再經(jīng)發(fā)泡固化而得的一種氨基泡沫，其獨(dú)特分子結(jié)構(gòu)使得脲醛樹脂及其泡沫制品具有優(yōu)異的本征阻燃特性，無需添加阻燃助劑即可達(dá)到難燃級別，與PS、PU等泡沫材料相比，脲醛泡沫具有顯著的價(jià)格及防火性能優(yōu)勢，在保溫隔熱、吸聲隔音、包裝減震、防塵抑爆等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，脲醛分子鏈段所含氨基、亞氨基、羰基、羥甲基等極性基團(tuán)較多，導(dǎo)致其耐水性差、易吸水，吸水后其制品增重嚴(yán)重，力學(xué)性能大幅惡化，隔熱吸聲性能顯著下降，嚴(yán)重阻礙了其實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用。

目前，大多研究主要通過在脲醛合成體系中添加三聚氰胺、聚乙烯醇、纖維素等改性劑以改善脲醛樹脂耐水性，如CN201710641554.3采用負(fù)載鋁離子的細(xì)菌纖維素和氧化玉米淀粉乳液改性脲醛樹脂，利用改性劑與脲醛樹脂間形成的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)體系交聯(lián)度，從而改善脲醛樹脂的強(qiáng)度及耐水性；CN201410611186.4采用三聚氰胺改性脲醛泡沫，制備了三聚氰胺脲醛樹脂，三氮苯雜環(huán)的引入封閉了樹脂上的一部分親水基團(tuán)，提高了樹脂的耐水性；CN201410279922.0采用聚乙烯醇改性脲醛樹脂，制備了耐水脲醛樹脂膠黏劑。然而，有關(guān)降低脲醛樹脂吸水率、提高其疏水憎水性的研究報(bào)道極少，如婁春華等，廣東化工，2017，44(341)，10-11，在脲醛樹脂合成體系中引入苯酚，使得體系中親水的羥基(-OH)含量降低，疏水的苯環(huán)含量增加，產(chǎn)品的疏水性得以提高，當(dāng)苯酚添加量為尿素含量的3％時(shí)，脲醛樹脂的吸水率達(dá)最低，為6.985％。活性單體苯酚的加入對脲醛樹脂合成反應(yīng)、發(fā)泡固化反應(yīng)活性影響較大，并對制品最終力學(xué)性能及其它物化性能產(chǎn)生不良影響，因此其用量不宜過大，導(dǎo)致其降低樹脂吸水率的效果不明顯。同時(shí)，針對脲醛泡沫，由于其具有多孔結(jié)構(gòu)，使得水分子更易于擴(kuò)散而進(jìn)入泡孔內(nèi)，破壞泡壁結(jié)構(gòu)，因此對降低脲醛泡沫吸水率的改性研究難度更大，目前還尚無相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

三.發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種超低吸水率脲醛泡沫材料及其制備方法，其特點(diǎn)是采用簡便、易實(shí)施的表面處理技術(shù)，利用具有低表面能的長鏈烷基及硅氧烷化合物構(gòu)建脲醛表面疏水涂層，形成共價(jià)鍵等強(qiáng)相互作用，同時(shí)利用無機(jī)納米粒子在其表面形成微納級粗糙結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)筑脲醛泡沫表面牢固的疏水、憎水結(jié)構(gòu)，大幅降低泡沫吸水率，并賦予其持久疏水性能，獲得具有超低吸水率的脲醛泡沫材料。

本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，其中所述原料分?jǐn)?shù)除特殊說明外，均為重量份數(shù)。

一種超低吸水率脲醛泡沫材料的起始原料配方組分為：

其中，官能化低表面能化合物為十二烷基胺、十二烷基二胺、十六烷基二甲基叔胺、十八烷基胺、辛二醇、十二醇、十六醇、十八醇、全氟辛胺、全氟庚基胺、全氟辛基乙基醇、1H,1H,11H-全氟-1-十一醇、1,1,2,2-四氫全氟十二醇、雙端氨基硅油、單氨基硅油、雙端羥基硅油、單端羥基硅油中的一種或多種；

無機(jī)納米粒子為納米二氧化硅、納米二氧化鈦、納米碳酸鈣、納米硅酸鈣、納米氧化鋁、納米氧化鋅中的一種或多種；