CN103342830B - 一种无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫及其制备方法。该制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法，包括以下步骤：将无机填料与苯酚改性脲醛树脂发泡成型，制备得到无机复合苯酚改性脲醛泡沫；其中，所述的无机填料与所述的苯酚改性脲醛树脂的重量份数比为0.1～0.5：1。本发明的无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫材料在保证脲醛泡沫轻质、低导热的同时，其阻燃性能有大幅度提高，达到A2级，能用于外墙保温、建筑装饰。

Description

一种无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫及其制备方法。

背景技术

能源消耗日益增加，建筑节能日益受到重视，给建筑***护结构做保温工作是节能的一项有效措施。无论对公共建筑，还是民用建筑，玻璃、门窗及外墙改造都是节能的关键。对民用建筑而言，主要用保温材料包覆层来实现节能。但近几年来发生的多起高层建筑特大火灾事故警示我们，建筑保温材料的阻燃性能不容忽视。

建筑用保温材料分有机、无机两种：有机类保温材料，常用的如聚苯板（PS）、聚氨酯（SPU）、酚醛（PF）等具有重量轻、保温隔热效果好的优点，但缺点是不耐老化、变形系数大、易燃烧等；其中易燃性对建筑安全形成很大威胁，有机保温材料经阻燃改性，其阻燃性能也只能是B级，而且一旦燃烧就会产生剧毒气体，在建筑物发生火灾时严重威胁人员生命，是造成重大人员伤亡的重要元凶。无机保温材料，如玻化微珠、膨胀珍珠岩、闭孔珍珠岩、岩棉等保温隔热效率差，但防火阻燃优异，变形系数小、抗老化、性能稳定、与墙基层和抹面层结合较好、安全稳固性好、保温层强度及耐久性比有机保温材料高。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫及其制备方法。

本发明所提供的制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法，包括如下步骤：将无机填料与苯酚改性脲醛树脂发泡成型，制备得到无机复合苯酚改性脲醛泡沫；其中，所述的无机填料与所述的苯酚改性脲醛树脂的重量份数比为0.1～0.5：1。

所述将无机填料与苯酚改性脲醛树脂发泡成型的方法可包括如下步骤：

（1）无机填料表面处理：

将无机填料与偶联剂混合均匀，得到表面处理后的无机填料；

（2）制备无机填料与苯酚改性脲醛树脂的复合物：

将所述表面处理后的无机填料与苯酚改性脲醛树脂混匀，得到无机填料与苯酚改性脲醛树脂的复合物；

（3）制备泡沫

以所述无机填料与苯酚改性脲醛树脂的复合物、起泡液为原料，利用制备脲醛树脂泡沫的工艺，制备得到无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫。

上述制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法中，所述无机填料选自如下：粉煤灰、空心玻璃微珠、氢氧化铝、珍珠岩、纳米碳酸钙、硬脂酸钙、白色硅酸盐水泥和滑石粉；

上述制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法中，所述偶联剂选自如下：γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷和N-β-（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；

上述制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法中，所述偶联剂与所述无机填料的质量份数比为（0.001-0.01）：1，具体为（0.008-0.01）：1，再具体为0.003:1、0.008:1、0.006:1、0.01:1、0.004:1或0.001:1。

上述制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法中，所述无机填料与所述苯酚改性脲醛树脂的质量份数比为具体为0.31-0.43:1，再具体为0.1:1、0.43:1、0.5:1、0.31:1、0.38:1或0.4:1。

上述制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法中，所述起泡液由表面活性剂、树脂固化剂和水组成；表面活性剂、树脂固化剂和水的质量分数比为1：（2-6.7）：（50-173），具体为1：6.6-6.7：（85-120），再具体为1：2.4：100、1：6.7：85、1：6：173、1：6.6：120、1：2：50或1：3.2：64.6；

上述制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法中，所述表面活性剂选自如下至少一种：十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠和月桂酸硫酸钠；

上述制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法中，所述树脂固化剂为酸固化剂；

上述制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法中，所述酸固化剂选自如下至少一种：磷酸、硫酸、邻苯二甲酸、苯甲酸和一氯乙酸；

上述制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法中，所述起泡液与所述苯酚改性脲醛树脂的质量份数比为（0.5-1.5）:1，具体为（0.85-0.93）:1，再具体为1.45:1、0.93:1、1.5:1、0.85:1、0.5：1或0.75:1。

上述制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法中，所述苯酚改性脲醛树脂按照如下方法制备得到：以甲醛、苯酚和尿素为原料，制备得到脲醛树脂；所述尿素、苯酚与甲醛的投料摩尔比为1：0.2～1.0：2.0～3.0。

上述苯酚改性脲醛树脂的制备方法中，所述制备得到脲醛树脂中的制备包括如下步骤：

将甲醛和苯酚混匀后调节pH值至7～9，再升温到70～80℃保温反应1～2小时，加第一批尿素，再升温到85～100℃保温反应15～30分钟后；降温到60-80℃加第二批尿素，再升温到90～100℃保温反应15～30分钟，然后调节pH值至5～7，反应至反应体系呈现白色浑浊状后；调节pH值至7～9，加第三批尿素，降温到50-65℃，保温反应30～60分钟而得；

其中，第一批、第二批和第三批尿素的质量比为50-70：20-40：5-15，具体为55：35：10。

上述苯酚改性脲醛树脂的制备方法中，调节pH值为7-9时可用如下各种试剂进行调节：氢氧化钠、六次甲基四胺、氨水、三乙醇胺、亚硫酸钠或硼酸钠；

上述苯酚改性脲醛树脂的制备方法中，调节pH值为5-7时可用如下各种试剂进行调节：如氯化铵、硫酸铵、甲酸、乙酸或氯化锌；

上述苯酚改性脲醛树脂的制备方法中，所述尿素、苯酚与甲醛的投料摩尔比为1：0.2～1.0：2.0～3.0，具体为1:0.3:2.4或1:0.3:2.1或1:0.3:2.1-2.4；

上述苯酚改性脲醛树脂的制备方法中，所述甲醛是以甲醛的水溶液形式加入的，甲醛的水溶液的质量百分浓度为365-40%，具体可为37%。

上述制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法中，步骤（1）中，所述混匀过程中，温度为40℃，混匀的时间为50min。

上述制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法中，步骤（1）中，所述混匀是使用高速捏合机，搅拌转速为1000r/min-2000r/min。

上述制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法中，步骤（2）中，所述混合均为30℃-50℃下搅拌45min-90min。

上述制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法中，步骤（3）中，制备脲醛树脂泡沫的工艺包括如下步骤：室温下用搅拌机搅拌起泡液，同时通过空气压缩机鼓入0.2～0.9MPa（具体为0.4～0.8MPa，再具体为0.4MPa或0.8MPa）的压缩空气，压入空气泡，待泡沫量达到最高时，继续搅拌，同时加入所述无机填料与苯酚改性脲醛树脂的复合物，搅拌混匀，待物料成为稳定、均匀的泡体后，移入模具中，在35～50℃固化24-48小时（具体为45～55℃固化30小时，再具体为45℃固化30小时或55℃固化30小时），得到无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫。

由上述任一所述方法制备得到的无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫也属于本发明的保护范围。

所述无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的性质为如下中的至少一种：泡沫密度为62-85Kg/m³，具体为82-85Kg/m³，再具体为、62Kg/m³、82Kg/m³、75Kg/m³、85Kg/m³、64Kg/m³、73Kg/m³；压缩强度0.16-0.26MPa，具体为0.25MPa-0.26MPa，再具体为0.16MPa、0.25MPa、0.23MPa、0.26MPa、0.19MPa、0.23MPa；拉伸强度0.13-0.17MPa，具体为0.14MPa-0.16MPa，再具体为0.13MPa、0.14MPa、0.15MPa、0.16MPa、0.15MPa、0.17MPa；热导率0.034-0.035W/K·M，具体为0.034W/K·M；热值≤3.0KJ/kg，具体为2.35-2.99KJ/kg，具体为2.35KJ/kg-2.5KJ/kg，再具体为2.9KJ/kg、2.35KJ/kg、2.99KJ/kg、2.5KJ/kg、3.45KJ/kg。

本发明还涉及上述无机复合苯酚改性脲醛泡沫作为保温材料的应用。

本发明提供的无机复合苯酚改性脲醛泡沫不同于一般的采用外部无机材料包覆内部有机泡沫芯材的有机无机复合泡沫，而是采用将大量无机材料填加入苯酚改性脲醛泡沫有机材料中实现共同发泡制备而成，其中有机成分主要为经苯酚改性后的脲醛泡沫，无机成分采用多种低热值粉体，制备出的材料为均质，兼具有机材料低导热系数、低密度和无机材料优良阻燃性能。

本发明提出的一种新型无机复合苯酚改性脲醛泡沫保温材料的制备方法，其中有机成分以脲醛树脂为主体，并加入大量无机粉体填料，产品成本低；本发明可在接近室温下发泡成型，制备过程放热量小，能耗低，操作简单，并可实现工业化连续生产。

制备得到的无机复合苯酚改性脲醛泡沫在保证脲醛泡沫轻质、低导热的同时，其阻燃性能有大幅度提高，达到A2级，能用于外墙保温、建筑装饰等。

本发明的无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫材料在保证脲醛泡沫轻质、低导热的同时，其阻燃性能有大幅度提高，达到A2级，能用于外墙保温、建筑装饰。

本发明的无机复合苯酚改性脲醛泡沫保温材料的制备方法，其中有机成分以脲醛树脂为主体，并加入大量无机粉体填料，产品成本低；本发明可在接近室温下发泡成型，制备过程放热量小，能耗低，操作简单，并可实现工业化连续生产。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中所用的材料的份数均为质量份。

下述各个实施例中使用的苯酚改性脲醛树脂的制备方法如下：

苯酚改性脲醛树脂中游离酚根据GB/T14074-2006木材胶粘剂及其树脂检验方法进行测试；

游离醛的方法为根据GB/T14074-2006木材胶粘剂及其树脂检验方法进行测试；

压缩强度根据GB/T15048-1994硬质泡沫塑料压缩蠕变试验方法进行测试；

拉伸强度根据GB/T9641-1988硬质泡沫塑料拉伸性能试验方法进行测试；

导热系数根据GB/T10294-2008进行测试；

密度根据GB/T6343-2009进行测试。

实施例1、

一、制备苯酚改性脲醛树脂

将65份质量百分浓度为37%的甲醛水溶液和10份苯酚混匀，用2mol/L氢氧化钠水溶液调节体系的pH值到8，升温到75℃保温反应1.5小时后，加第一批尿素11份（55%），升温到85℃保温反应30分钟；然后降温到70℃加第二批尿素7份（35%），然后再升温到98℃保温反应30分钟，然后加质量百分浓度为15%的甲酸水溶液将pH值调到6，反应至体系呈现白色浑浊状时，即达到终点；之后迅速用2mol/L氢氧化钠水溶液调节pH值到8，然后再加第三批尿素2份（10%），迅速降温至65℃，保温反应50分钟，得到本发明提供的苯酚改性脲醛(PUF)树脂。

该苯酚改性脲醛树脂在25℃下的粘度为20cp，水的质量百分含量为48.3%，固含量为49.2%，游离酚的质量百分含量为1.90%，游离醛的质量百分含量为0.96%，pH值为7.5；%均指质量百分含量。

二、制备泡沫

将粉煤灰5份与0.015份γ-氨丙基三乙氧基硅烷40℃下在高速捏合机中以1000r/min的转速混合50min，混合均匀；物料温度为40℃；

加入50份方法一制得的苯酚改性脲醛树脂，40℃继续搅拌60min，制成苯酚改性脲醛（PUF）树脂与无机填料复合物；

称取十二烷基硫酸钠0.7份、磷酸1.7份、水70份，配制成起泡液。

室温下用高速搅拌机以每分钟1000转的速度搅拌72.4份起泡液，同时通过空气压缩机鼓入0.2MPa的压缩空气，压入空气泡，待泡沫量达到最高时，继续搅拌，同时加入苯酚改性脲醛(PUF)树脂与无机填料复合物，搅拌混匀，搅拌50s后，待物料成为稳定、均匀的泡体后，迅速移入模具中，在35℃固化48小时，得到无机复合苯酚改性脲醛（PUF）泡沫。

测得制备得到的PUF泡沫密度为61.6Kg/m³，压缩强度0.1632MPa，拉伸强度0.1306MPa，热导率0.035W/K·M，热值2.9036KJ/kg。

实施例2、

一、制备苯酚改性脲醛树脂：方法与实施例1中相同。

二、制备泡沫

称取空心玻璃微珠26份与0.2份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷在高速捏合机中以1500r/min的转速混合50min，混合均匀；物料温度为40℃；

加入60份方法一制得的苯酚改性脲醛树脂，在30℃搅拌90min，制成苯酚改性脲醛（PUF）树脂与无机填料复合物；

称取十二烷基苯磺酸钠0.6份、硫酸2.2份、磷酸1.8份，水51份，配制成起泡液。用高速搅拌机将55.6份起泡液体迅速搅拌，同时通过空气压缩机鼓入0.4MPa的压缩空气，搅拌50s后加入制备好的苯酚改性脲醛树脂与无机填料的复合物继续搅拌30s，迅速移入模具中，在45℃固化30小时，得到无机复合苯酚改性脲醛（PUF）泡沫。

测得制备得到的PUF泡沫密度为81.6Kg/m³，压缩强度0.2541MPa，拉伸强度0.1412MPa，热导率0.034W/K·M，热值2.3452KJ/kg。

实施例3、

一、制备苯酚改性脲醛树脂：方法与实施例1中相同。

二、制备泡沫

称取氢氧化铝30份与0.19份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷在高速捏合机中以2000r/min的转速混合50min，混合均匀；物料温度为40℃；

加入60份方法一制得的苯酚改性脲醛树脂在50℃搅拌45min，制成苯酚改性脲醛（PUF）树脂与无机填料复合物；

称取二辛基琥珀酸磺酸钠0.5份、邻苯二甲酸3.0份、水86.5份，配制成起泡液。用高速搅拌机将90份起泡液体迅速搅拌，同时通过空气压缩机鼓入0.4MPa的压缩空气，搅拌60s后加入制备好的苯酚改性脲醛树脂与无机填料的复合物继续搅拌20s，迅速移入模具中，在50℃固化36小时，得到无机复合苯酚改性脲醛（PUF）泡沫。

测得制备得到的PUF泡沫密度为75.25Kg/m³，压缩强度0.2312MPa，拉伸强度0.1513MPa，热导率0.034W/K·M，热值2.9914KJ/kg。

实施例4、

一、制备苯酚改性脲醛树脂：方法与实施例1中相同。

二、制备泡沫

称取珍珠岩23份与0.23份γ-氨丙基三乙氧基硅烷在高速捏合机中以1800r/min的转速混合50min，混合均匀；物料温度为40℃；

加入75份方法一制得的苯酚改性脲醛树脂在40℃搅拌60min，制成苯酚改性脲醛（PUF）树脂与无机填料复合物；

称取月桂酸硫酸钠0.50份、苯甲酸3.3份、水60份，配制成起泡液。用高速搅拌机将63.8份起泡液体迅速搅拌，同时通过空气压缩机鼓入0.8MPa的压缩空气，搅拌55s后加入制备好的苯酚改性脲醛树脂与无机填料的复合物继续搅拌60s，迅速移入模具中，在55℃固化30小时，得到无机复合苯酚改性脲醛（PUF）泡沫。

测得制备得到的PUF泡沫密度为85.31Kg/m³，压缩强度0.2572MPa，拉伸强度0.1615MPa，热导率0.034W/K·M，热值2.496KJ/kg。

实施例5、

一、制备苯酚改性脲醛树脂：方法与实施例1中相同。

二、制备泡沫

称取纳米碳酸钙5份，空心玻璃微珠15份与0.08份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷在高速捏合机中以1400r/min的转速混合50min，混合均匀；物料温度为40℃；

加入53份方法一制得的苯酚改性脲醛树脂在30℃搅拌90min，制成苯酚改性脲醛（PUF）树脂与无机填料复合物；

称取十二烷基苯磺酸钠0.5份、苯甲酸1.0份、水25份，配制成起泡液。用高速搅拌机将26.5份起泡液体迅速搅拌，同时通过空气压缩机鼓入0.6MPa的压缩空气，搅拌60s后加入制备好的苯酚改性脲醛树脂与无机填料的复合物继续搅拌45s，迅速移入模具中，在45℃固化24小时，得到无机复合苯酚改性脲醛（PUF）泡沫。

测得制备得到的PUF泡沫密度为64.35Kg/m³，压缩强度0.1912MPa，拉伸强度0.1501MPa，热导率0.034W/K·M，热值2.893KJ/kg。

实施例6、

一、制备苯酚改性脲醛树脂：方法与实施例1中相同。

二、制备泡沫

称取硬脂酸钙24与0.024份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷在高速捏合机中以1600r/min的转速混合50min，混合均匀；其中，物料温度为40℃；

加入60份方法一制得的苯酚改性脲醛树脂在50℃搅拌80min，制成苯酚改性脲醛（PUF）树脂与无机填料复合物；

称取月桂酸硫酸钠0.65份、硫酸1.5份、一氯乙酸0.6份、水42份，配制成起泡液。用高速搅拌机将44.75份起泡液体迅速搅拌，同时通过空气压缩机鼓入0.9MPa的压缩空气，搅拌50s后加入制备好的苯酚改性脲醛树脂与无机填料的复合物继续搅拌60s，迅速移入模具中，在44℃固化30小时，得到无机复合苯酚改性脲醛（PUF）泡沫。

测得制备得到的PUF泡沫密度为73.35Kg/m³，压缩强度0.2269MPa，拉伸强度0.1653MPa，热导率0.035W/K·M，热值3.451KJ/kg。

对比例1、

称取十二烷基硫酸钠0.52份、磷酸1.7份、水60份，配制成起泡液。

用高速搅拌机将起泡液体迅速搅拌，同时通过空气压缩机鼓入0.4MPa的压缩空气，搅拌60s后加入50份方法一制得的苯酚改性脲醛树脂继续搅拌60s，迅速移入模具中，在35℃固化24小时，得到苯酚改性脲醛（PUF）泡沫。

此对比例未加无机填料。测得制备出的PUF泡沫密度为51.6Kg/m³，压缩强度0.1232MPa，拉伸强度0.1106MPa，热导率0.032W/K·M，热值17.12KJ/kg。

对比例2、

称取粉煤灰2.5份与0.013份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷在高速捏合机中以2000r/min的转速混合50min；其中，物料温度为40℃；

加入50份方法一制得的苯酚改性脲醛树脂在40℃搅拌60min，制成苯酚改性脲醛（PUF）树脂与无机填料复合物；

称取十二烷基苯磺酸钠0.45份、苯甲酸、：2.8份、水45份，配制成起泡液。

用高速搅拌机将起泡液体迅速搅拌，同时通过空气压缩机鼓入0.4MPa的压缩空气，搅拌60s后加入制备好的苯酚改性脲醛树脂与无机填料的复合物继续搅拌60s，迅速移入模具中，在50℃固化24小时，得到无机复合苯酚改性脲醛（PUF）泡沫。

此对比例无机填料加入量较少。测得制备出的PUF泡沫密度为64.35Kg/m³，压缩强度0.1312MPa，拉伸强度0.1120MPa，热导率0.034W/K·M，热值15.11KJ/kg。

对比例3、

称取氢氧化铝30份与0.15份γ-氨丙基三乙氧基硅烷在高速捏合机中混合50min；其中，物料温度为40℃；

加入50份方法一制得的苯酚改性脲醛树脂在40℃搅拌60min，制成苯酚改性脲醛（PUF）树脂与无机填料复合物；

称取十二烷基苯磺酸钠0.65份、磷酸：2.5份、水45份，配制成起泡液。

用高速搅拌机将起泡液体迅速搅拌，同时通过空气压缩机鼓入1.0MPa的压缩空气，搅拌60s后加入制备好的苯酚改性脲醛树脂与无机填料的复合物继续搅拌60s，迅速移入模具中，在40℃固化24小时，得到无机复合苯酚改性脲醛（PUF）泡沫。

此对比例无机填料加入量高。测得制备出的PUF泡沫密度为93.14Kg/m³，泡沫酥脆，粉化严重，强度差。

将用如下方法二、三、四制备得到的苯酚改性脲醛树脂进行上述实施例1-6的实验，结果均与实施例1-6中结果无显著差异。

方法二：

按照实施例1中步骤一的步骤，仅将质量百分浓度为37%的甲醛水溶液的质量份替换为55份，得到本发明提供的苯酚改性脲醛树脂。

该苯酚改性脲醛树脂在25℃下的粘度为24cp，水含量为45.9%，固含量为48.6%，游离酚的含量为4.90%，游离醛的含量为0.63%，pH值为6.8。

方法三：

将55份质量百分浓度为37%的甲醛水溶液和10份苯酚混匀，用2mol/L氢氧化钠水溶液调节体系的pH值到7，升温到70℃保温反应2小时后，加第一批尿素11份（55%），升温到100℃保温反应15分钟；然后降温到60℃加第二批尿素7份（35%），然后再升温到100℃保温反应15分钟，然后加质量百分浓度为15%的甲酸水溶液将pH值调到5，反应至体系呈现白色浑浊状时，即达到终点；之后迅速用2mol/L氢氧化钠水溶液调节pH值到7，然后再加第三批尿素2份（10%），迅速降温至50℃，保温反应60分钟，得到本发明提供的苯酚改性脲醛(PUF)树脂。

该苯酚改性脲醛树脂在25℃下的粘度、水含量、固含量、游离酚的含量、游离醛的含量及pH值与方法二无实质性差别。

方法四：

将55份质量百分浓度为37%的甲醛水溶液和10份苯酚混匀，用2mol/L氢氧化钠水溶液调节体系的pH值到9，升温到80℃保温反应1小时后，加第一批尿素11份（55%），升温到90℃保温反应30分钟；然后降温到80℃加第二批尿素7份（35%），然后再升温到90℃保温反应30分钟，然后加质量百分浓度为15%的甲酸水溶液将pH值调到5，反应至体系呈现白色浑浊状时，即达到终点；之后迅速用2mol/L氢氧化钠水溶液调节pH值到7，然后再加第三批尿素2份（10%），迅速降温至55℃，保温反应55分钟，得到本发明提供的苯酚改性脲醛(PUF)树脂。

该苯酚改性脲醛树脂在25℃下的粘度、水含量、固含量、游离酚的含量、游离醛的含量及pH值与方法二无实质性差别。

Claims (17)

1.一种制备无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的方法，包括以下步骤：

(1)无机填料表面处理：

将无机填料与偶联剂混合均匀，得到表面处理后的无机填料；

(2)制备无机填料与苯酚改性脲醛树脂的复合物：

将所述表面处理后的无机填料与苯酚改性脲醛树脂混匀，得到无机填料与苯酚改性脲醛树脂的复合物；

(3)制备泡沫

以所述无机填料与苯酚改性脲醛树脂的复合物、起泡液为原料，利用制备脲醛树脂泡沫的工艺，制备得到无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫；

所述的无机填料与所述的苯酚改性脲醛树脂的重量份数比为0.1～0.5：1；

所述无机填料选自如下：粉煤灰、空心玻璃微珠、氢氧化铝、珍珠岩、纳米碳酸钙、硬脂酸钙、白色硅酸盐水泥和滑石粉；

所述偶联剂选自如下：γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；

所述偶联剂与所述无机填料的质量份数比为(0.001-0.01)：1；

所述苯酚改性脲醛树脂按照如下方法制备得到：

以甲醛、苯酚和尿素为原料，制备得到脲醛树脂；所述尿素、苯酚与甲醛的投料摩尔比为1：0.2～1.0：2.0～3.0；

所述制备得到脲醛树脂中的制备包括如下步骤：

将甲醛和苯酚混匀后调节pH值至7～9，再升温到70～80℃保温反应1～2小时，加第一批尿素，再升温到85～100℃保温反应15～30分钟后；

降温到60-80℃加第二批尿素，再升温到90～100℃保温反应15～30分钟，然后调节pH值至5～7，反应至反应体系呈现白色浑浊状后；

调节pH值至7～9，加第三批尿素，降温到50-65℃，保温反应30～60分钟而得；

其中，第一批、第二批和第三批尿素的质量比为50-70：20-40：5-15。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述偶联剂与所述无机填料的质量份数比为(0.008-0.01)：1。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述无机填料与所述苯酚改性脲醛树脂的质量份数比为0.31-0.43:1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述起泡液由表面活性剂、树脂固化剂和水组成；表面活性剂、树脂固化剂和水的质量份数比为1：(2-6.7)：(50-173)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述表面活性剂、树脂固化剂和水的质量份数比为1：(6.6-6.7)：(85-120)。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述表面活性剂选自如下至少一种：十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠和月桂酸硫酸钠。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述树脂固化剂为酸固化剂。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述酸固化剂选自如下至少一种：磷酸、硫酸、邻苯二甲酸、苯甲酸和一氯乙酸。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述起泡液与所述苯酚改性脲醛树脂的质量份数比为(0.5-1.5):1。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述起泡液与所述苯酚改性脲醛树脂的质量份数比为(0.85-0.93):1。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述制备得到脲醛树脂中第一批、第二批和第三批尿素的质量比为55：35：10。

12.根据权利要求1或2任一所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述混匀过程中，温度为40℃，混匀的时间为50min。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，制备脲醛树脂泡沫的工艺包括如下步骤：室温下用搅拌机搅拌起泡液，同时通过空气压缩机鼓入0.2～0.9MPa的压缩空气，压入空气泡，待泡沫量达到最高时，继续搅拌，同时加入所述无机填料与苯酚改性脲醛树脂的复合物，搅拌混匀，待物料成为稳定、均匀的泡体后，移入模具中，在35～50℃固化24-48小时，得到无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫。

14.由权利要求1-13任一所述方法制备得到的无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的性质为如下中的至少一种：泡沫密度为62-85Kg/m³；压缩强度0.16-0.26MPa；拉伸强度0.13-0.17MPa；热导率0.034-0.035W/K·M；热值≤3.0KJ/kg。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：所述无机复合苯酚改性脲醛树脂泡沫的性质为如下中的至少一种：泡沫密度为82-85K_g/m³；压缩强度为0.25MPa-0.26MPa；拉伸强度为0.14MPa-0.16MPa；热导率0.034W/K·M；热值为2.35-2.99KJ/kg。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于：所述热值为2.35KJ/kg-2.5KJ/kg。