本發明專利技術公開了一種端異氰酸酯聚醚／酚醛樹脂泡沫塑料的制備方法，屬于泡沫保溫材料領域。步驟為在特種可發性酚醛樹脂中加入表面活性劑、發泡劑，形成組分Ａ；將端異氰酸酯聚醚預聚體作為組分Ｂ，將組分Ａ和Ｂ混合攪拌均勻，倒入模具，常溫發泡固化即可，其中，端異氰酸酯聚醚預聚物中所含－ＮＣＯ的質量與可發性酚醛樹脂的質量比為０．１－０．６∶１，發泡劑為低沸點類物理發泡劑，端異氰酸酯聚醚預聚物－ＮＣＯ基團含量為１８．５％－１９．５％（質量分數），粘度為０．１５Ｐａ.Ｓ－０．６５Ｐａ.Ｓ（２５℃），本發明專利技術酚醛樹脂與異氰酸酯基團反應速度平穩，泡沫體密度適中（５６ｋｇ／ｍ３－１０９ｋｇ／ｍ３），可通過發泡劑用量調節。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術具體涉及一種工藝簡單、可操作性強、無腐蝕、耐熱、不粉化、韌性好的利用物理發泡劑制備端異氰酸酯聚醚/酚醛樹脂雙組份體系泡沫保溫材料的方法，屬于泡沫保 溫材料領域。
技術介紹
酚醛泡沫塑料以其絕熱性、難燃性、燃燒時低發煙性、低毒性及尺寸穩定性等方面 優良的特性，在近二十年來倍受重視，已廣泛用做絕熱保溫材料、隔音材料、包裝材料、建筑 裝飾材料及高吸水性材料等.現代塑料加工應用，2005，17(1) 29-31 ；馬曉雄，何斌，胡新媛、楊勇.抗 事故包裝箱用酚醛泡沫制備及其性能評價.工程塑料，2008，36 (7) :60-63;劉新民、郭 慶杰，曹長青，王志奇.建筑用酚醛泡沫塑料制備與性能研究.中國塑料，2006，20 (8) 47-50]。但是，酚醛樹脂自身具有多苯環的結構特點，使其表現出脆性大、易粉化的缺點，這 極大抑制了酚醛泡沫塑料的發展。因此，改善酚醛樹脂的韌性和易粉化現象成為國內外研 究的一大熱點。酚醛泡沫的增韌，可以通過以下兩種途徑實現一種是在體系加入外增韌 齊U，郭錦棠等通過加入改性劑聚乙烯醇縮丁醛，對酚醛泡沫進行共混改性，得到的酚醛泡沫 彎曲強度明顯變大，韌性有所增加(郭錦棠，王新英.酚醛樹脂的阻燃與增韌研究.燃 燒科學與技術，2003，87 (4) 34-37)；馬克明等研究了 PVC/NBR-40熱塑性彈性體對酚醛泡 沫塑料的增韌改性，泡沫的壓縮強度有所提高，但泡沫導熱系數隨之顯著升高(馬克明，雷 渭媛.PVC/NBR-40熱塑性彈性體增韌酚醛泡沫塑料的研究.沈陽航空工業學院學報， 1998，15(1) :25-28)。另一種是化學增韌改性，李少堂等采用腰果油與酚醛樹脂共聚，并制 備酚醛泡沫，改性后的泡沫密度100kg/m3，拉伸強度和斷裂伸長率有所提高，但泡沫的氧指 數由40. 8降低到35. 1，且泡沫尺寸穩定性降低(李少堂，蔣秋云，周麗繪.腰果油增韌酚 醛樹脂及其泡沫.玻璃鋼/復合材料，2006，(2) 37-39)；喬冬平等采用環氧樹脂改性 酚醛泡沫，制備的酚醛泡沫板撓度由未增韌前的8. 2mm提高到30mm以上(喬冬平，李為民， 淑萍，聞向東，丁利，韓秀麗.柔性環氧樹脂增韌酚醛泡沫塑料的研究.河南化工，2006， (23) 22-23)；常懷春等對聚丙烯酸正丁酯增韌改性酚醛樹脂及酚醛泡沫進行了研究，泡 沫的壓縮強度由0. 2MPa增加到0. 4MPa·中國塑料，2005，19(12) :53-56 ；常懷春，平學貞，邱醒宇.PF/PnBA 的合成及相容性研究.高分子材料科學與工程，1993，9 (2) :33-37;常懷春，李冠軍.酚 醛泡沫塑料的制備方法.中國專利1085576，1994-04-20]。上述研究均取得了一定的 增韌效果，但都會帶來改性劑與酚醛樹脂基體的相容性差，體系粘度過高，導致泡沫體發泡 倍率低，并影響了酚醛樹脂的固化反應的負面作用。采用聚氨酯以及聚氨酯預聚物改性酚醛泡沫是一種有效的增韌方法，由于端異氰 酸酯基聚醚預聚物具有很好的鏈柔順性，同時端基可以與酚醛樹脂反應形成交聯網絡，近 年來引起很多學者的關注。張留城等用甲階酚醛樹脂、聚醚、端異氰酸酯基聚氨酯預聚物、對甲苯磺酸、磷酸、三乙醇胺等復雜體系進行發泡，泡沫的壓縮強度有所提高(張留城，臺 會文.酚醛-聚氨酯復合泡沫塑料的研制.塑料工程，1991，(1) 19-23)；周春華等在 酚醛樹脂體系中添加8%聚氨酯預聚體，以酸做為固化劑制備泡沫，泡沫的沖擊強度和壓縮 強度分別提高了 50%和96. 5% (周春華，劉威，解竹柏等.酚醛樹脂泡沫塑料增韌改性的 研究.濟南大學學報，2004，(18) :243-245)。本研究室曾采用聚氨酯預聚物增韌改性酚 醛泡沫，當預聚物的質量分數為3%時，改性泡沫的粉化程度僅為未改性的40%，且泡沫回 彈率大于60% (程玨，梁明莉，金光泰.聚氨酯預聚物改性酚醛泡沫塑料脆性的研究. 塑料工業，2004，(32) :7-9)。上述改性研究均采用在酚醛樹脂/酸的體系中添加聚氨酯預 聚物的方法，雖然都取得了一定的增韌效果，但聚氨酯預聚物與酚醛樹脂相容性差的問題 依然存在，允許的添加量很少，并且酚醛樹脂體系中有多種含活潑氫物質，與異氰酸酯反應 復雜，因此聚氨酯預聚物起不到提高固化交聯密度的作用，對泡沫的粉化現象改善不大。Anthony Joseph Papa等用含磷的聚醚多元醇合成了 -NCO封端的聚氨酯預聚物， 再與酚醛樹脂共混發泡，有效地提高了酚醛泡沫的韌性(Anthony J P,Richard L R，Frank E C. phenolic foam modified with phosphorus-containingisocyanate-terminated. USP4119584. 1978-10-10)；本研究室采用聚氨酯預聚物與堿性酚醛樹脂雙組份體系制備了 新型泡沫材料(程玨，范勇，楊萬泰.一種聚氨酯/酚醛泡沫保溫材料的制備方法.中國專 利，200810105000. 2009-10-28)。與以往的添加改性不同，這種改性方法是以聚氨酯預聚物 代替酸作為酚醛樹脂的固化劑，與酚醛樹脂組成雙組份體系，二者的相容性好、副反應少、 聚氨酯預聚物用量大(30% -60% )，交聯反應活性高、交聯網絡完整，得到一種韌性、不粉 化的新型泡沫體。但是，這種體系采用少量酸做發泡劑，導致固化成型速度過快，泡沫體密 度高，不容易調節。
技術實現思路
本專利技術目的是提供一種物理發泡劑制備端異氰酸酯聚醚/酚醛樹脂泡沫塑料的 方法，采用端異氰酸酯聚醚(聚氨酯預聚物)代替傳統的固化劑(酸)，與可發性酚醛樹脂 組成雙組份體系制備一種全新的泡沫體，體系中采用物理發泡劑，不再使用有機/無機酸 作為發泡劑，副反應少，反應容易控制；采用特種可發性酚醛樹脂，解決了聚氨酯預聚物與 體形酚醛樹脂的相容性差的問題，并且該酚醛樹脂與異氰酸酯基團反應速度平穩，制備的 泡沫體密度適中，在56kg/m3-109kg/m3之間，泡沫體具有很好的耐溫性、韌性和不粉化的特 征。本專利技術，其特征在于，包括 以下步驟1)在特種可發性酚醛樹脂中加入表面活性劑、發泡劑，攪拌均勻，形成組分A，其 中，表面活性劑用量為可發性酚醛樹脂質量的4% -12. 5%，發泡劑用量為可發性酚醛樹脂 質量的1-10% ；2)稱取端異氰酸酯聚醚預聚體，作為組分B ；3)將組分A和B混合并攪拌10s-20s攪拌均勻，倒入模具，常溫發泡固化，制得端 異氰酸酯聚醚/酚醛樹脂泡沫保溫材料，其中，端異氰酸酯聚醚預聚物中所含-NCO的質量 與可發性酚醛樹脂的質量比為0.1-0. 6 1，整個發泡過程在室溫下進行，操作工藝簡單。其中，步驟1)中所述的特種可發性酚醛樹脂為堿性可發性酚醛樹脂，含水量為 3. 5% -6. 7%，粘度為 0. 9Pa. S_4. 8Pa. S，25°C。步驟1)中所述的表面活性劑為吐溫系列或者硅油系列中的一種或者幾種，表面 活性劑的優選用量為可發性酚醛樹脂質量的8% -10%。步驟1)中所述的發泡劑為低沸點類物理發泡劑；優選HFCs (氫氟烴)、戊烷類、液 態CO2中的一種或者幾種；優選用量為可發性酚醛樹脂質量的1. 5% -6本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種端異氰酸酯聚醚／酚醛樹脂泡沫塑料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： １）在特種可發性酚醛樹脂中加入表面活性劑、發泡劑，攪拌均勻，形成組分Ａ，其中，表面活性劑用量為可發性酚醛樹脂質量的４％－１２．５％，發泡劑用量為可發性酚醛樹脂質量的１－１０％； ２）稱取端異氰酸酯聚醚預聚體，作為組分Ｂ； ３）將組分Ａ和Ｂ混合并攪拌１０ｓ－２０ｓ攪拌均勻，倒入模具，常溫發泡固化，制得端異氰酸酯聚醚／酚醛樹脂泡沫保溫材料，其中，端異氰酸酯聚醚預聚物中所含－ＮＣＯ的質量與可發性酚醛樹脂的質量比為０．１－０．６∶１。 其中，步驟１）中所述的特種可發性酚醛樹脂為堿性可發性酚醛樹脂，含水量為３．５％－６．７％，粘度為０．９Ｐａ．Ｓ－４．８Ｐａ．Ｓ，２５℃。 步驟１）中所述的發泡劑為低沸點類物理發泡劑； 步驟２）中所述的端異氰酸酯聚醚預聚物為由聚醚氧化丙烯二醇（ＰＰＧ１０００）和二苯甲烷二異氰酸酯（ＭＤＩ）制備的，－ＮＣＯ基團含量為１８．５％－１９．５％（質量分數），粘度為０．１５Ｐａ．Ｓ－０．６５Ｐａ．Ｓ，２５℃。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：程玨，文振廣，許亮，
申請(專利權)人：北京化工大學，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。