[發明專利]一種用于酚醛樹脂泡沫填充材料的酸固化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202011306226.6
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112457517B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 王建中;王二中;李萬捷;柴亞躍
• 申請（專利權）人: 山西凝固力新型材料股份有限公司
• 主分類號: C08J9/00
• 分類號: C08J9/00;C08L61/06;C08K3/30;C08K5/42;C08K3/32;C08K3/16;C08K5/3475;C08K5/05;C08K13/02
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 茹牡花

本發明涉及一種用于酚醛樹脂泡沫填充材料酸固化劑及其制備方法，包括以下重量份的組分：15～25份濃硫酸、45～40份苯酚磺酸、30～25份磷酸、5～3份鹽酸、5～7份水；在此基礎上加入1～2份苯丙三氮唑、1～2份膦酰基羥基乙酸、0.5～1份丙炔醇。主要針對酚醛樹脂發泡材料所用高濃度酸固化劑在煤礦填充應用過程中存在酸性強、腐蝕性高的缺陷，開發出的一種酚醛樹脂泡沫填充材料使用的新型的低腐蝕性高濃度酸固化劑。在確保固化劑高酸濃度的情況下，降低酸固化劑的腐蝕性。即保證了酚醛樹脂發泡材料在煤礦采空區良好的發泡填充應用效果，也降低了高濃度酸對煤礦金屬器件的腐蝕性。

技術領域

本發明屬于酚醛樹脂泡沫填充材料領域，具體涉及一種用于酚醛樹脂泡沫填充材料的酸固化劑及其制備方法。應用于煤礦空洞填充發泡材料中。

背景技術

煤礦采空區往往需要將其填充，排空其空間存留的有毒有害氣體。目前填充所用的材料主要有聚氨酯發泡材料、酚醛樹脂發泡材料。因聚氨酯發泡時產生的熱量比較多，往往泡沫中心溫度可達到150℃以上，容易產生冒煙甚至產生明火，因此煤礦井下現在已經很少應用。酚醛樹脂發泡材料是目前煤礦采空區進行填充的主要發泡材料。酚醛樹脂發泡材料在應用時主要由A、B兩組分組成。A組分為堿催化生成的熱固性酚醛樹脂預聚體，B組分為高濃度的有機、無機酸或有機酸與無機酸的復合物。填充發泡時將A、B組分通過澆注機混合注漿即可發泡成型進行空洞填充。酚醛樹脂酸固化劑在泡沫制備過程中，不僅是酚醛樹脂交聯反應的催化劑，同時酸引發反應的放熱效應也能促使發泡劑發揮發泡作用。采用無機強酸的特點是固化誘導期短，發泡迅速，固化徹底，不易產生塌泡及尺寸不穩定等缺陷，但對生產設備的強腐蝕性較大，使其應用受到影響；采用有機酸的優缺點正好與采用無機酸相反。所以制備酚醛泡沫塑料多采用混合酸作為其固化劑，但是為了降低對設備、基材的腐蝕，只能嚴格控制無機酸的添加量，降低酸濃度，但這又會導致發泡速度慢，且發泡倍率低，塌泡現象比較嚴重，起不到良好填充的作用。實驗數據顯示現有的高濃度酸固化劑對銅和不銹鋼會造成中度腐蝕，對碳鋼和鋅會造成重度腐蝕。滿足不了國家礦用產品安全標準中心提出的煤礦安全生產酚醛樹脂填充材料固化反應前各組分對金屬的腐蝕性要求。

發明內容

本發明的目的是針對酚醛樹脂發泡材料所用高濃度酸固化劑在應用過程中存在酸性強、腐蝕性高的缺陷，提供一種用于酚醛樹脂泡沫填充材料的酸固化劑及其制備方法。

在不降低固化劑酸濃度的情況下，降低了固化劑的腐蝕性。即保證了酚醛樹脂發泡材料在煤礦采空區良好發泡填充應用效果，也降低了高濃度酸對煤礦金屬器件的腐蝕性。添加相應比例的緩蝕劑后，酸固化劑對金屬材料的腐蝕性明顯減弱，對銅和不銹鋼基本無腐蝕，對碳鋼和鋅輕度腐蝕。實驗所用金屬片規格符合相關國家標準要求，實驗用銅片符合GB1176-87標準要求，不銹鋼符合GB1220-75標準要求，碳鋼符合GB700-65要求，鋅片符合GB1175-97標準要求。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：

一種用于酚醛樹脂泡沫填充材料的酸固化劑，包括以下重量份的組分：濃硫酸15～25份、苯酚磺酸45～40份、磷酸30～25份、鹽酸5～3份、水5～7份；在此基礎上加入苯丙三氮唑1～2份、膦酰基羥基乙酸1～2份、丙炔醇0.5～1份。

所述濃硫酸為質量濃度為95％的濃硫酸溶液，所述苯酚磺酸為質量濃度為65％的苯酚磺酸溶液，所述磷酸為質量濃度為85％的磷酸溶液，所述鹽酸為質量濃度為38％的鹽酸溶液。

本發明用于酚醛樹脂泡沫填充材料的酸固化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，將45～40份苯酚磺酸、30～25份磷酸、5～3份鹽酸加入5～7份水中，攪拌均勻，形成一次混合酸溶液；

步驟二，將15～25份濃硫酸緩慢加入步驟一得到的一次混合酸溶液中，形成二次混合酸溶液；

步驟三，將1～2份苯丙三氮唑溶入1～2份膦酰基羥基乙酸中，再加入0.5～1份丙炔醇攪拌均勻，形成復合緩蝕劑；