CN104559044A - 一种无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫 - Google Patents

一种无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫 Download PDF

Info

Publication number
CN104559044A
CN104559044A CN201410842031.1A CN201410842031A CN104559044A CN 104559044 A CN104559044 A CN 104559044A CN 201410842031 A CN201410842031 A CN 201410842031A CN 104559044 A CN104559044 A CN 104559044A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acid
phenol formaldehyde
density
formaldehyde foam
agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410842031.1A
Other languages
English (en)
Inventor
董文生
高娟利
刘春玲
郭明
冉晨旭
张波
杨彤
王旺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi Normal University
Original Assignee
Shaanxi Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi Normal University filed Critical Shaanxi Normal University
Priority to CN201410842031.1A priority Critical patent/CN104559044A/zh
Publication of CN104559044A publication Critical patent/CN104559044A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫，该酚醛泡沫由可发性酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂、阻燃剂按质量比为100:(1～10):(1～10):(3～10):(1～10)，在100～140℃发泡固化制备而成，其中所用的固化剂是有机酸和无机酸的质量比为1:1的混合物，发泡剂是粒度≤50μm的碳酸铵、碳酸氢铵或碳酸钙，该固化剂与发泡剂之间具有相互协同作用，使树脂发泡与交联固化同步进行，形成表面呈弱酸性的酚醛泡沫；而且本发明的酚醛泡沫不需要添加任何增韧剂，也具有低密度、高强度的性能，保证了材料的阻燃性和热稳定性；同时，本发明的酚醛泡沫具有制备方法耗时短、成本低、无腐蚀性以及环境污染小等优点。

Description

一种无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫
技术领域
本发明具体涉及一种无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫。
背景技术
酚醛泡沫材料是一种新型保温材料，其具有优异的耐热绝热性、阻燃性、抗火焰穿透能力、低毒低烟等特点，性能明显优于聚乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫，是唯一达到高层建筑防火标准的泡沫塑料。近年来，我国重大火灾事故频繁发生，采用阻燃性能优异的酚醛泡沫取代其它易燃泡沫，是国民经济建设的重大需求。一些大型公共建筑等急需的保温防火材料，如：建筑材料、管道保温，以及远洋货轮、大型集装箱和客车车厢等使用的隔热保温材料等，为酚醛泡沫塑料带来了广阔的市场前景。
酚醛泡沫一般采用物理发泡法制备而成，即将可发性酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂在60～80℃下发泡固化，其中所用的发泡剂为二氯甲烷、正戊烷等，固化剂为有机酸(甲基苯磺酸、苯磺酸等)和无机酸(硫酸、盐酸、磷酸等)。目前，酚醛泡沫的主要缺点是强度受容重的影响很大，低容重制品的强度低、脆性大、易粉化，现有方法主要通过增加固化剂用量和采用增韧剂改性可发性酚醛树脂来提高酚醛泡沫的强度、降低掉渣率，同时使酚醛泡沫的泡孔均匀细腻。以可发性酚醛树脂为100质量份计，固化剂的添加量一般为20～50份，这使所得酚醛泡沫酸性比较强，与金属接触时易产生酸渗透、酸腐蚀，使其应用范围受限；而且大多数增韧剂都是易燃物质，导致改性后的酚醛泡沫阻燃性能和热稳定性能下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述酚醛泡沫存在的问题，提供一种表面呈弱酸性，同时在未添加任何增韧剂条件下，阻燃性和热稳定性好的低密度、高强度的酚醛泡沫。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：该酚醛泡沫由可发性酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂、阻燃剂按质量比为100:(1～10):(1～10):(3～10): (1～10)，在100～140℃发泡固化制备而成。
本发明的酚醛泡沫优选由可发性酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂、阻燃剂按质量比为100:(1～5):(4～10):(5～10):(2～8)，在100～140℃发泡固化10分钟制备而成。
本发明的酚醛泡沫最佳由可发性酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂、阻燃剂按质量比为100:2:6:6:8，在140℃发泡固化10分钟制备而成。
上述的可发性酚醛树脂的粘度为3000～5000mPa·s，其是将苯酚和甲醛在质量分数为50％的KOH水溶液中经缩聚反应制备而成；固化剂是有机酸和无机酸的质量比为1:1的混合物，其中所述的无机酸为硫酸、盐酸、磷酸中的任意一种，优选盐酸，有机酸为草酸、苯硝酸、甲基苯磺酸、苯磺酸、萘磺酸中的任意一种，优选甲基苯磺酸或苯磺酸；发泡剂是粒度≤50μm的碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钙中的任意一种，优选碳酸钙；表面活性剂为吐温-80、壬基酚聚氧乙烯醚NP-15、聚氧乙烯脂肪酸酯A-115、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-7、环氧蓖麻油中的任意一种。
本发明的有益效果如下：
1、本发明以无机酸和有机酸的混合酸为固化剂，以碳酸钙、碳酸铵、碳酸氢铵为发泡剂，采用高温发泡工艺，通过固化剂与发泡剂之间的协同作用，使树脂发泡与交联固化同步进行，形成表面呈弱酸性的酚醛泡沫。
2、本发明在未添加任何增韧剂的条件下，制备了低密度、高强度的高性能酚醛泡沫，保证了材料的阻燃性和热稳定性。
3、本发明与现有的酚醛泡沫相比，具有制备方法耗时短、成本低、无腐蚀性以及环境污染小等优点，可用于制备高强度性能的酚醛泡沫。
附图说明
图1是实施例1制备的酚醛泡沫的照片。
图2是对比例1制备的酚醛泡沫的照片。
图3是对比例2制备的酚醛泡沫的照片。
图4是实施例2制备的酚醛泡沫的照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
下述实施例中的可发性酚醛树脂按下述方法制备得到：
将94.11g苯酚、178.55g质量分数为37％的甲醛溶液、28.1g质量分数为50％的KOH水溶液加入500mL三口烧瓶中，其中苯酚与甲醛、KOH的摩尔比为1:2.2:0.25，以1℃/min的温度速率升温至90℃，恒温反应120分钟，然后在-0.09MPa下减压蒸馏，得到可发性酚醛树脂，按照GB/T 6680-2003《胶黏剂粘度的测定方法》测试其粘度为4000mPa·s。
下述实施例中的酚醛泡沫的性能测试方法如下：
1、弯曲强度按照GB/T 8812.2-2007《硬质泡沫弯曲性能的测定》方法测试。
2、压缩强度按照GB/T 8813-2008《硬质泡沫塑料压缩性能的测定》方法测试。
3、表观密度按照GB/T 6343-1995《泡沫塑料和橡胶表观密度的测定》方法测试，并按照公式ρ＝m/V×106计算酚醛泡沫的表观密度，单位为kg/m3。
4、表观pH值按照GB/T 13528-1992《纸和纸板表面pH值的测定法》方法测试。
5、掉渣率按照GB/T 12812-1991《硬质泡沫塑料滚动磨损试验》方法测试，并按照公式f＝(m1-m2)/m1×100％计算酚醛泡沫的掉渣率；其中m1为测试前样品的质量，单位为g；m2为测试后样品的质量，单位为g。
实施例1
将100g粘度为4000mPa·s的可发性酚醛树脂、2g壬基酚聚氧乙烯醚NP-15、6g碳酸钙、3g质量分数为85％的磷酸水溶液、3g苯磺酸、8g氢氧化铝加入烧杯，搅拌均匀，倒入模具，在140℃下发泡固化10分钟，得到无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫(见图1)，其弯曲强度为1.7MPa，压缩强度为0.256MPa，表观密度为43.26kg/m3，表面pH值为6.2，掉渣率为5.0％。
对比例1
在实施例1中，所用的碳酸钙用等质量的正戊烷替换，其他步骤与实施例1相同，得到酚醛泡沫(见图2)，其弯曲强度为6.1MPa，压缩强度为0.335MPa，表观密度为119.49kg/m3，表面pH为4.5，掉渣率成为5.6％。
对比例2
在实施例1中，80℃发泡固化30分钟，其他步骤与实施例1相同，得到酚醛泡沫(见图3)，其弯曲强度为3.2MPa，压缩强度为0.337MPa，表观密度为 98.93kg/m3，表面pH为4.3，掉渣率成为8.9％。
实施例2
将100g粘度为4000mPa·s的可发性酚醛树脂、2g壬基酚聚氧乙烯醚NP-15、6g碳酸钙、3g质量分数为85％的磷酸水溶液、3g苯磺酸、8g氢氧化铝加入烧杯，搅拌均匀，倒入模具，在100℃下发泡固化10分钟，得到无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫(见图4)，其弯曲强度为1.4MPa，压缩强度为0.154MPa，表观密度为42.15kg/m3，表面pH为5.9，掉渣率为6.4％。
实施例3
将100g粘度为4000mPa·s的可发性酚醛树脂、5g壬基酚聚氧乙烯醚NP-15、4g碳酸钙、1.5g质量分数为85％的磷酸水溶液、1.5g苯磺酸、10g氢氧化铝加入烧杯，搅拌均匀，倒入模具，在140℃下发泡固化10分钟，得到无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫，其弯曲强度为1.6MPa，压缩强度为0.215MPa，表观密度为50.45kg/m3，表面pH为5.9，掉渣率成为5.3％。
实施例4
将100g粘度为4000mPa·s的可发性酚醛树脂、1g壬基酚聚氧乙烯醚NP-15、10g碳酸钙、5g质量分数为85％的磷酸水溶液、5g苯磺酸、2g氢氧化铝加入烧杯，搅拌均匀，倒入模具，在140℃下发泡固化10分钟，得到无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫，其弯曲强度为1.8MPa，压缩强度为0.282MPa，表观密度为56.57kg/m3，表面pH为5.6，掉渣率成为6.5％。
实施例5
将100g粘度为4000mPa·s的可发性酚醛树脂、10g壬基酚聚氧乙烯醚NP-15、1g碳酸钙、2.5g质量分数为85％的磷酸水溶液、2.5g苯磺酸、1g氢氧化铝加入烧杯，搅拌均匀，倒入模具，在140℃下发泡固化10分钟，得到无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫，其弯曲强度为1.8MPa，压缩强度为0.228MPa，表观密度为50.25kg/m3，表面pH为6.2，掉渣率成为6.5％。
实施例6
将100g粘度为4000mPa·s的可发性酚醛树脂、2g吐温-80、6g碳酸氢铵、3g质量分数为36％的盐酸水溶液、3g苯硝酸、8g氢氧化铝加入烧杯，搅拌均匀，倒入模具，在140℃下发泡固化10分钟，得到无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫，其 弯曲强度为1.6MPa，压缩强度为0.212MPa，表观密度为46.58kg/m3，表面pH为5.6，掉渣率成为6.5％。
实施例7
将100g粘度为4000mPa·s的可发性酚醛树脂、2g环氧蓖麻油、6g碳酸铵、3g质量分数为85％的磷酸水溶液、3g萘磺酸、8g氢氧化铝加入烧杯，搅拌均匀，倒入模具，在140℃下发泡固化10分钟，得到无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫，其弯曲强度为1.5MPa，压缩强度为0.176MPa，表观密度为62.45kg/m3，表面pH为5.6，掉渣率成为6.4％。
实施例8
将100g粘度为4000mPa·s的可发性酚醛树脂、2g脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-7、2g碳酸钙、3g质量分数为50％的硫酸水溶液、3g甲基苯磺酸、8g氢氧化铝加入烧杯，搅拌均匀，倒入模具，在140℃下发泡固化10分钟，得到无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫，其弯曲强度为1.5MPa，压缩强度为0.161MPa，表观密度为45.34kg/m3，表面pH为5.8，掉渣率成为5.2％。
实施例9
将100g粘度为4000mPa·s的可发性酚醛树脂、2g聚氧乙烯脂肪酸酯A-115、6g碳酸铵、3g质量分数为50％的硫酸水溶液、3g草酸、8g氢氧化铝加入烧杯，搅拌均匀，倒入模具，在140℃下发泡固化10分钟，得到无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫，其弯曲强度为1.8MPa，压缩强度为0.252MPa，表观密度为52.34kg/m3，表面pH为5.8，掉渣率成为5.2％。

Claims (5)

1.一种无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫，其特征在于：该酚醛泡沫由可发性酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂、阻燃剂按质量比为100:(1～10):(1～10):(3～10):(1～10)，在100～140℃发泡固化制备而成；
上述的可发性酚醛树脂的粘度为3000～5000mPa·s，其是将苯酚和甲醛在质量分数为50％的KOH水溶液中经缩聚反应制备而成；固化剂是有机酸和无机酸的质量比为1:1的混合物，其中所述的无机酸为硫酸、盐酸、磷酸中的任意一种，有机酸为草酸、苯硝酸、甲基苯磺酸、苯磺酸、萘磺酸中的任意一种；发泡剂是粒度≤50μm的碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钙中的任意一种；表面活性剂为吐温-80、壬基酚聚氧乙烯醚NP-15、聚氧乙烯脂肪酸酯A-115、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-7、环氧蓖麻油中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫，其特征在于：该酚醛泡沫由可发性酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂、阻燃剂按质量比为100:(1～5):(4～10):(5～10):(2～8)，在100～140℃发泡固化10分钟制备而成。
3.根据权利要求1所述的无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫，其特征在于：该酚醛泡沫由可发性酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、固化剂、阻燃剂按质量比为100:2:6:6:8，在140℃发泡固化10分钟制备而成。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫，其特征在于：所述的无机酸为盐酸，有机酸为甲基苯磺酸或苯磺酸。
5.根据权利要求4所述的无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫，其特征在于：所述的发泡剂为碳酸钙。
CN201410842031.1A 2014-12-30 2014-12-30 一种无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫 Pending CN104559044A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410842031.1A CN104559044A (zh) 2014-12-30 2014-12-30 一种无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410842031.1A CN104559044A (zh) 2014-12-30 2014-12-30 一种无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104559044A true CN104559044A (zh) 2015-04-29

Family

ID=53076164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410842031.1A Pending CN104559044A (zh) 2014-12-30 2014-12-30 一种无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104559044A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107089927A (zh) * 2016-06-02 2017-08-25 山东理工大学 具有作为co2给体的阴离子的有机胺盐类化合物及其作为发泡剂的用途
WO2017206693A1 (zh) * 2016-06-02 2017-12-07 山东理工大学 具有作为co2给体的阴离子的有机胺盐类化合物及其作为发泡剂的用途
CN108239369A (zh) * 2016-12-27 2018-07-03 龙岩紫荆创新研究院 一种中性酚醛泡沫塑料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102229706A (zh) * 2011-05-15 2011-11-02 山东莱芜润达化工有限公司 一种安全环保型酚醛泡沫的制备方法
CN102643512A (zh) * 2012-05-10 2012-08-22 四川大学 低酸性酚醛树脂泡沫及其制备方法
CN102649866A (zh) * 2012-05-23 2012-08-29 北京化工大学 使用非可燃发泡剂发明的酚醛泡沫及其制备方法
CN103194003A (zh) * 2013-04-02 2013-07-10 中国科学院化学研究所 一种低酸性酚醛泡沫及其制备方法
CN103722860A (zh) * 2013-12-25 2014-04-16 山东圣泉化工股份有限公司 制备酚醛泡沫复合板材的工艺

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102229706A (zh) * 2011-05-15 2011-11-02 山东莱芜润达化工有限公司 一种安全环保型酚醛泡沫的制备方法
CN102643512A (zh) * 2012-05-10 2012-08-22 四川大学 低酸性酚醛树脂泡沫及其制备方法
CN102649866A (zh) * 2012-05-23 2012-08-29 北京化工大学 使用非可燃发泡剂发明的酚醛泡沫及其制备方法
CN103194003A (zh) * 2013-04-02 2013-07-10 中国科学院化学研究所 一种低酸性酚醛泡沫及其制备方法
CN103722860A (zh) * 2013-12-25 2014-04-16 山东圣泉化工股份有限公司 制备酚醛泡沫复合板材的工艺

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107089927A (zh) * 2016-06-02 2017-08-25 山东理工大学 具有作为co2给体的阴离子的有机胺盐类化合物及其作为发泡剂的用途
CN107089927B (zh) * 2016-06-02 2017-11-21 山东理工大学 具有作为co2给体的阴离子的有机胺盐类化合物及其作为发泡剂的用途
WO2017206693A1 (zh) * 2016-06-02 2017-12-07 山东理工大学 具有作为co2给体的阴离子的有机胺盐类化合物及其作为发泡剂的用途
WO2017206692A1 (zh) * 2016-06-02 2017-12-07 山东理工大学 具有作为co2给体的阴离子的有机胺盐类化合物及其作为发泡剂的用途
RU2708457C1 (ru) * 2016-06-02 2019-12-09 Шаньдун Юниверсити Оф Текнолоджи Соединение с органической аминовой солью, имеющее анион в качестве донора CO2, и его использование в качестве вспенивающего агента
RU2716711C1 (ru) * 2016-06-02 2020-03-16 Шаньдун Юниверсити Оф Текнолоджи Соединение с органической аминовой солью, имеющее анион в качестве донора со2 и его использование в качестве вспенивающего агента
US11261153B2 (en) 2016-06-02 2022-03-01 Shandong University Of Technology Organic amine salt compounds having CO2-donating anions and their use as foaming agent
CN108239369A (zh) * 2016-12-27 2018-07-03 龙岩紫荆创新研究院 一种中性酚醛泡沫塑料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102850719B (zh) 一种以酚醛树脂和珍珠岩为主要原料的复合保温材料及其制备方法
CN102964772B (zh) 短切纤维增强酚醛树脂泡沫材料及其制备方法
US9650484B2 (en) Fire-resistant polyurethane material and fire-resistant structure
CN102675821B (zh) 一种低酸性酚醛泡沫的制备方法
CN103172970A (zh) 改性聚苯乙烯泡沫及其制备方法
CN103087344B (zh) 一种中空玻璃微珠增强的酚醛泡沫复合材料的制备方法
TW201638198A (zh) 酚樹脂發泡體及其製造方法
CN103755908A (zh) 一种高抗压的阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法
CN104559044A (zh) 一种无腐蚀低密度高强度酚醛泡沫
CA2610285A1 (en) Expandable resol-type phenolic resin molding material and phenolic resin foam
JP4889084B2 (ja) フェノール樹脂発泡体およびその製造方法
CA2749760C (en) Expandable resol-type phenolic resin molding material, method for producing the same, and phenolic resin foam
CN104446103B (zh) 一种基于水性聚酯树脂改性发泡保温材料及其制备方法
CN103923295B (zh) 一种阻燃防水复合保温材料及其制备方法
CN103146015B (zh) 一种低酸性酚醛泡沫体及其制备方法
Ma et al. Effect of zinc oxide on properties of phenolic foams/halogen‐free flame retardant system
CN103739809A (zh) 一种聚氨酯保温材料及其制备方法
CN102816410A (zh) 一种聚醚胺增韧酚醛泡沫及其制备方法
CN109233402A (zh) 一种具有微孔结构的耐水膨胀防火涂料
US8409345B1 (en) Gaseous concrete raw mixture
CN103172940B (zh) 一种改性聚苯乙烯保温材料及其制备方法
KR101565281B1 (ko) 무기발포제를 이용한 단열재 조성물, 단열재 제조방법 및 이로부터 제조된 단열재
JP2007131803A (ja) フェノール樹脂発泡体の製造方法
RU2495891C1 (ru) Композиция для получения пенофенопласта
RU2477734C1 (ru) Композиция для получения пенопласта

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150429

RJ01 Rejection of invention patent application after publication