CN101768326B - 改性酚醛树脂的制备及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性酚醛树脂的制备及其应用。包括以下步骤：首先，酚、甲醛、尿素在碱性催化剂、85～95℃、pH＝8～9下发生缩聚反应，反应完毕后调pH至6.5～7.0；然后，在真空条件下，将上述缩聚反应产物真空脱水，使其固含量至80～85wt％，降至常温，调节粘度至2.0～3.0Pa·s；最后，加入表面活性剂和发泡剂，搅拌、放料，包装。在使用该改性酚醛树脂时，进一步的，还需加入复合固化剂与其混合，二者质量比为100∶10～50。本发明制得的改性酚醛树脂，具有轻质、低毒、难燃、低烟、隔热、耐高低温等优点，可广泛用于建筑、运输、船舶、化工、石油等领域，具有一定的社会效益和经济效益。

Description

改性酚醛树脂的制备及其应用

技术领域

本发明涉及改性发泡酚醛树脂及固化剂生产领域，具体涉及一种改性酚醛树脂的制备及其应用。

背景技术

现阶段用于外墙保温材料的主要有：聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、酚醛树脂泡沫等，其中只有聚氨酯泡沫可用于喷涂。而聚氨酯泡沫，聚苯乙烯泡沫等由于遇火容易燃烧，燃烧时产生有毒、有害气体，火灾事故发生时，造成人员伤亡和财产的巨大损失，因而限制了它们的广泛使用。酚醛树脂泡沫材料以其耐热、难燃、自熄、耐火焰穿透、遇火无滴落等优点而受到广泛重视，但现阶段只能制成板材，致使其成本高于聚苯乙烯泡沫，应用受到限制，因此开发商和设计单位一般都不选用该材料。

目前酚醛泡沫的生产主要是采用可发性酚醛树脂与发泡剂、固化剂，经过快速搅拌混合浇铸加热发泡，其工业特点是需要模具，而且在60℃～70℃的条件下，一般经过12小时以上才能固化，导致生产效率低。而且成本高，特别是一些工程需要现场施工，采用加热发泡成型，施工无法完成。特别是外墙保温方面，不能像聚氨酯发泡一样，采用现场喷涂，只能采用EPS板施工方法，用粘合剂贴在墙上，施工效率低，成本高，粘贴不牢，容易脱落。所以在外墙外保温和现场施工方面受到限制。

如果研制出一种可喷涂的酚醛树脂，使该产品能够现场施工，将会大大降低其产品成本，具有广泛的市场前景。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供一种改性酚醛树脂的制备方法，将根据该方法制得的改性酚醛树脂与复合固化剂混合使用，使其达到现场可喷涂的要求，以解决现场施工的难题。

本发明还提供上述改性酚醛树脂在现场施工喷涂中的应用。

所述改性酚醛树脂的制备方法，具体步骤如下：

将酚、甲醛计量加入反应釜中，搅拌下，用碱性催化剂(20wt％氢氧化钠溶液)调pH＝8～9，升温至85℃。控制温度在85℃～95℃，反应2小时，计量加尿素，缩聚反应1小时。用盐酸调pH＝6.5～7.0，真空脱水，使固含量至80～85wt％，降至常温，测粘度至2.0～3.0Pas，计量加表面活性、发泡剂，慢速搅拌10～20分钟，放料。其中，上述各原料的配比及规格具体参见下表1。

表1

所述酚选自苯酚、腰果酚、工业酚；其中，苯酚和腰果酚的质量比为9∶1～2.5，工业酚和腰果酚的质量比为9∶1～2.5。

所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。

所述发泡剂选自正戊烷、异戊烷、正丁烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳。

根据上述制备方法得到的改性酚醛树脂，在使用时，进一步的还需加入复合固化剂，即将所制得的改性酚醛树脂与复合固化剂按100∶10～50质量比混合，然后用双口喷枪，喷到被涂保温物体上，发泡成型。

所述复合固化剂为无机酸和有机酸的混合物，其中，无机酸与有机酸的质量比为80～90∶10～20。

所述无机酸选自磷酸、盐酸、硫酸；所述有机酸选自苯磺酸、对苯磺酸、草酸。

应用本发明方法制得的改性酚醛树脂材料，具有轻质、低毒、难燃、低烟、隔热、耐高低温、粘结力强等优点，其性能检测结果如下表2所示。

表2

由表2可以看出，本发明所制得的改性酚醛树脂具有优异的理化性能和绝热性能，导热系数小、适用温度范围宽，在150℃高温下可长期使用，在200℃下也没有明显收缩。并且本发明制得的酚醛树脂泡沫体还具有良好的阻燃效果，氧指数较高，在火焰直接作用下，具有结碳、无滴落、无卷曲、无融化等现象，其综合性能优于聚氨酯泡沫，而且成本低，具有良好的应用前景，可用于易发生火灾的化工、石油、高层建筑、交通运输、航空工业、空间领域等方面。

具体实施方式

以下结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案。

实施例1

1)改性酚醛树脂的制备：

将苯酚85g、腰果酚15g、甲醛(37wt％)250g，加入三口烧杯中，用氢氧化钠调pH＝8～9，搅拌升温到85℃，控制温度85～95℃，反应2小时，再加尿素10g，反应1小时，用盐酸调pH＝6.5～7.0，真空脱水，固含量达85wt％。降至常温，测粘度至2.5Pa·s，加脂肪醇聚氧乙烯醚4g，正戊烷7g，搅拌20分钟放料，包装。

2)复合固化剂的制备：

将磷酸10g、硫酸80g、对甲苯磺酸10g、放入三口烧瓶中，搅拌20分钟，待对甲苯磺酸全部溶解放料，包装。

取100g改性酚醛树脂，12g复合固化剂混合，喷涂即可。

实施例2

1)改性酚醛树脂的制备：

将工业酚90g、腰果酚10g、甲醛(37wt％)200g，加入三口烧瓶中，用氢氧化钠条pH＝8～9搅拌升温到85℃。控制温度85℃～95℃，反应2小时，再加尿素8g，反应1小时，用盐酸调pH＝6.5～7，真空脱水，固含量达85wt％，降至常温，测粘度3Pa·s，加脂肪醇聚氧乙烯醚6g、异戊烷10g，放料包装。

2)复合固化剂的制备：

将磷酸10g、盐酸200g、苯磺酸10g放入三口烧瓶中，搅拌20分钟，待苯磺酸全部溶解，放料包装。

取100g改性酚醛树脂，40g复合固化剂，混合，喷涂接口。

实施例3

1)改性酚醛树脂的制备：

将苯酚80g、腰果酚20g、甲醛(37wt％)200g，加入三口烧瓶中，用氢氧化钠pH＝8～9搅拌升温到85℃。控制温度85℃～95℃，反应2小时，再加尿素60g反应1小时。用盐酸调pH＝6.5～7，真空脱水，固含量达85wt％，降至常温，测粘度至2.8Pa·s，加脂肪醇聚氧乙烯醚5g、二氯乙烷6g，放料包装。

2)复合固化剂的制备：

将磷酸10g、硫酸90g、草酸5g放入三口烧瓶中，搅拌20分钟，待草酸全部溶解，放料包装。

取100g改性酚醛树脂，15g复合固化剂，混合，喷涂即可。

实施例4

1)改性酚醛树脂的制备：

将工业酚85g、腰果酚16g、甲醛(37wt％)180g，加入三口烧瓶中，用氢氧化钠pH＝8～9搅拌升温到85℃。控制温度85℃～95℃，反应2小时，再加尿素10g反应1小时。用盐酸调pH＝6.5～7，真空脱水，固含量达85wt％，降至常温，测粘度至2.5Pa·s，加脂肪醇聚氧乙烯醚5g、氯仿10g，放料包装。

2)复合固化剂的制备：

将磷酸15g、硫酸85g、对甲苯磺酸10g，放入三口烧瓶中拌20分钟，待对甲苯磺酸全部溶解，放料包装。

取100g改性酚醛树脂，13g复合固化剂，混合，喷涂即可。

实施例5

1)改性酚醛树脂的制备：

将苯酚83g、腰果酚17g、甲醛(37wt％)205g，加入三口烧瓶中，用氢氧化钠pH＝8～9搅拌升温到85℃。控制温度85℃～95℃，反应2小时，再加尿素9g反应1小时。用盐酸调pH＝6.5～7，真空脱水，固含量达83wt％，降至常温，测粘度至3Pa·s，加脂肪醇聚氧乙烯醚6g、四氯化碳8g，搅拌20分钟，放料包装。

2)复合固化剂的制备：

将磷酸8g、硫酸75g、对甲苯磺酸7g，放入三口烧瓶中拌，待对甲苯磺酸全部溶解，放料包装。

取100g改性酚醛树脂，10g复合固化剂，混合，喷涂即可。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (5)

1.一种改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，酚、甲醛、尿素在碱性催化剂氢氧化钠溶液中、85～95℃、pH=8～9下发生缩聚反应，反应完毕后调pH至6.5～7.0；

然后，在真空条件下，将上述缩聚反应产物真空脱水，使其固含量至80～85wt%，降至常温，调节粘度至2.0～3.0Pa·s；

最后，加入表面活性剂和发泡剂，搅拌、放料，包装；

所述酚选自苯酚、腰果酚、工业酚；当所述酚为苯酚和腰果酚时，苯酚和腰果酚的质量比为9:1～2.5；当所述酚为工业酚和腰果酚时，工业酚和腰果酚的质量比为9:1～2.5；

所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，其与酚的质量比为3～5:100；

所述发泡剂选自正戊烷、异戊烷、正丁烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳，且发泡剂与酚的质量比为6～10:100；

所述酚与甲醛的质量比为100:160～250，酚与尿素的质量比为100:6～10。

2.权利要求1所制得的改性酚醛树脂在现场喷涂中的应用，其特征在于，进一步的，在使用时还需加入复合固化剂，即将权利要求1所制得的改性酚醛树脂与复合固化剂按100:10～50质量比混合，然后用双口喷枪，喷到被涂保温物体上，发泡成型。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述复合固化剂为无机酸和有机酸的混合物，其中，无机酸与有机酸的质量比为80～90:10～20。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述无机酸选自磷酸、盐酸、硫酸。

5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述有机酸选自苯磺酸、对苯磺酸、草酸。