一種增強增韌阻燃酚醛泡沫的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種增強增韌阻燃酚醛泡沫的制備方法。將聚乙二醇加入三頸瓶中，在30-60℃及快速攪拌下分批次投入五氧化二磷，待五氧化二磷基本溶解后，升溫至65-85℃保持1-3小時，繼續升溫至100-140℃反應3-6h；一次性加入硼酸，保持溫度100-140℃持續2-4h，得到淡黃色至深黃色的產物即聚乙二醇磷酸硼酸酯阻燃增韌劑，其中：聚乙二醇中羥基與五氧化二磷和硼酸中總酸羥基摩爾比為1:1-1:3；增強增韌阻燃酚醛泡沫的制備方法為：首先稱取100份的甲階酚醛樹脂，然后分別加入硼酸酯阻燃改性劑，表面活性劑，固化劑，發泡劑，快速攪拌均勻，將其加入模具閉模，70℃-90℃下進行發泡固化40-80min，從而得到增強增韌阻燃酚醛泡沫。該酚醛泡沫材料具有強度較高、阻燃性能好、掉粉率低的特點。

【技術實現步驟摘要】
一種增強增韌阻燃酚醛泡沫的制備方法
本專利技術屬于材料
，具體涉及一種由阻燃增韌劑與納米氧化物復配的增強增韌阻燃酚醛泡沫的制備方法。
技術介紹
目前常用的高分子泡沫材料，如聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫，由于具有優異保溫性能、良好的力學性能和易成型加工等優點，應用十分廣泛。然而，它們都是非常易燃的材料，很容易發生著火并引發火災事故，造成重大的人員傷亡和財產損失。酚醛泡沫雖然具有優異的阻燃性能、耐火焰穿透性好、燃燒時低煙低毒等優點，但是酚醛泡沫也存在脆性大、硬度高和易粉化的缺陷，這嚴重限制了酚醛泡沫的應用領域，因此對酚醛泡沫進行增韌改性是十分必要的。據文獻報道[塑料工業，2011，39(2):25-27；玻璃鋼/復合材料，2011，(2):37-39；中國塑料，2005，19(12):53-56；河南化工,2006,23(9):22-23；應用化工，2010,39(11),1693-1695.]，酚醛泡沫常用的高分子增韌劑，如液體丁腈橡膠、聚氨酯預聚體、聚丙烯酸正丁酯、柔性環氧樹脂、聚乙二醇等由于本身易燃雖然能夠提高酚醛泡沫韌性，但通常會使得酚醛泡沫的阻燃性能降低。采用纖維（如短玻璃纖維）作增韌劑時，會使樹脂的粘度有較大增加，混合過程變得困難，同時纖維會沿樹脂流動方向取向并影響泡沫的形成，降低成泡質量和泡沫均勻性,該方法難以滿足實際使用要求[J.Appl.Polym.Sci.2007,104(3),1399-1407]。因此本研究采用阻燃性的高分子增韌劑與納米氧化物復配，以期制備出增強增韌阻燃的酚醛泡沫。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種增強增韌阻燃酚醛泡沫的制備方法。本專利技術提出的增強增韌阻燃酚醛泡沫的制備方法，具體步驟如下：（1）制備聚乙二醇磷酸硼酸酯阻燃增韌劑：將聚乙二醇（PEG）加入三頸瓶中，在30-60℃及快速攪拌下分批次投入五氧化二磷，待五氧化二磷基本溶解后，升溫至65-85℃保持1-3小時，繼續升溫至100-140℃反應3-6h；一次性加入硼酸，保持溫度100-140℃持續2-4h，得到淡黃色至深黃色的產物即聚乙二醇磷酸硼酸酯阻燃增韌劑，其中：聚乙二醇中羥基與五氧化二磷和硼酸中總酸羥基摩爾比為1:1-1:3。(2)制備增強增韌阻燃酚醛泡沫：甲階酚醛樹脂100份，步驟(1)中制備的聚乙二醇磷酸硼酸酯阻燃增韌劑1-20份，納米金屬氧化物1-10份，表面活性劑4-6份，固化劑8-10份，發泡劑6-12份。在攪拌混合均勻后，加入模具中，在70℃-90℃下進行發泡固化，固化時間為40-80分鐘，制備出增強增韌阻燃酚醛泡沫。本專利技術合成的聚乙二醇磷酸硼酸酯阻燃增韌劑會參與酚醛樹脂固化反應,通過化學鍵引入酚醛樹脂體系中，進而起到阻燃增韌的效果。本專利技術中，步驟(1)分批次投入五氧化二磷，每次投料為1-2份，投料時間間隔為10-15分鐘。本專利技術中，納米金屬氧化物為納米氧化鋁、納米氧化鋯或納米氧化鎂中任一種。本專利技術中，所述的發泡劑為正戊烷。本專利技術中，步驟（2）中所述固化溫度為70℃-90℃，固化時間為1小時。本專利技術中，所述聚乙二醇的分子量為200-800。本專利技術中，所述固化劑為磷酸、水和甲苯-4-磺酸復配的混合溶液。本專利技術的有益效果在于：本專利技術針對酚醛泡沫脆性，易掉渣的缺點,在增強增韌的同時,保持酚醛泡沫優異的阻燃性能。具體實施方式下面通過實施例進一步說明本專利技術，而不是限制本專利技術的范圍。實施例1：稱取80gPEG400加入三頸瓶中，在50℃下劇烈攪拌，將7.1g五氧化二磷分5批次投入其中，待顆?；救芙饩鶆蚝?，升溫至70℃保持1.5小時，繼續升溫至110℃反應4h；一次性加入2.1g硼酸，并在110℃下反應3h，得到深黃色粘性阻燃增韌劑1。稱取100份甲階酚醛樹脂，分別將5份表面活性劑，5份阻燃增韌劑1，5份納米氧化鋁分散液，9份混合酸固化劑（水：甲苯-4-磺酸：磷酸=2:2:1）以及8份物理發泡劑加入其中，攪拌均勻后倒入模具，在80℃下發泡1h，得到無鹵阻燃、增強增韌、低粉化率的酚醛泡沫塑料。實施例2：稱取40gPEG200加入三頸瓶中，在60℃下劇烈攪拌，將4.7g五氧化二磷分3批次投入其中，待顆粒基本溶解均勻后，升溫至80℃保持1小時，繼續升溫至120℃反應5h；一次性加入4.2g硼酸，并在120℃下反應2h，得到黃色粘性阻燃增韌劑2。稱取100份甲階酚醛樹脂，分別將5份表面活性劑，5份阻燃增韌劑2，5份納米氧化鋯分散液，9份混合酸固化劑（水：甲苯-4-磺酸：磷酸=2:2:1）以及8份物理發泡劑加入其中，攪拌均勻后倒入模具，在80℃下發泡1h，得到無鹵阻燃、增強增韌、低粉化率的酚醛泡沫塑料)。實施例3：稱取120gPEG600加入三頸瓶中，在40℃下劇烈攪拌，將2.4g五氧化二磷分2批次投入其中，待顆?；救芙饩鶆蚝?，升溫至60℃保持1.5小時，繼續升溫至130℃反應6h；一次性加入6.3g硼酸，并在110℃下反應3h，得到淡黃色粘性阻燃增韌劑3。稱取100份甲階酚醛樹脂，分別將5份表面活性劑，5份阻燃增韌劑3，5份納米氧化鎂分散液，9份混合酸固化劑（水：甲苯-4-磺酸：磷酸=2:2:1）以及8份物理發泡劑加入其中，攪拌均勻后倒入模具，在80℃下發泡1h，得到無鹵阻燃、增強增韌、低粉化率的酚醛泡沫塑料。對照例：將聚乙二醇，納米氧化物分散液，阻燃增韌劑分別加入酚醛泡沫中進行對比樣的制作。為了體現阻燃增韌劑與納米顆粒的復配效果，酚醛泡沫的制備采用相同的配料，但并不限制步驟(2)中所提及的范圍。操作方法如下：稱取100份甲階酚醛樹脂，分別將5份表面活性劑，10份聚乙二醇400（對照例1）或5份納米氧化鎂水分散液（對照例2）或7份阻燃增韌劑1（對照例3），9份混合酸固化劑（水：甲苯-4-磺酸：磷酸=2:2:1）以及8份物理發泡劑加入其中，攪拌均勻后倒入模具，在80℃下發泡1h，得到改性酚醛泡沫塑料對照樣。酚醛泡沫塑料測試結果如下：表1.增強增韌阻燃酚醛泡沫性能編號LOI(%)UL-94彎曲強度(kPa)壓縮強度(kPa)掉粉率（%）實施例143.5V0184607.67實施例243V0197603.88實施例342V0183701.80對照例135V0116596.64對照例237V0144513.67對照例340V0130566.50純酚醛泡沫38V0136458.20本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種增強增韌阻燃酚醛泡沫的制備方法，其特征在于具體步驟如下：甲階酚醛樹脂100份，步驟(1)中制備的聚乙二醇磷酸硼酸酯阻燃增韌劑1?20份，納米金屬氧化物1?10份，表面活性劑4?6份，固化劑8?10份，發泡劑6?12份；在攪拌混合均勻后，加入模具中，在70℃?90℃下進行發泡固化，固化時間為40?80分鐘，制備出增強增韌阻燃酚醛泡沫。

【技術特征摘要】
1.一種增強增韌阻燃酚醛泡沫的制備方法，其特征在于具體步驟如下：甲階酚醛樹脂100份，聚乙二醇磷酸硼酸酯阻燃增韌劑1-20份，納米金屬氧化物1-10份，表面活性劑4-6份，固化劑8-10份，發泡劑6-12份；在攪...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王正洲，朱羽翔，李曉艷，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：發明
國別省市：上海;31