CN117445497B - 一种多层结构发泡铝塑复合模板的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多层结构发泡铝塑复合模板的制备工艺，包括一种环氧PP共混，并结合超临界二氧化碳的发泡方式的制备的发泡芯层，一种改性酚醛树脂用于加固加韧制备复合铝板，层与层之间采用粘合剂和钎料混合的方式，通过改善粘接剂中增韧剂的成分及工艺并结合烧结后的咖啡渣对钎料进行润湿性和增加剪切强度的改善，得到的层间连接牢固，抗冲击性好，质地轻，多功能性的复合发泡模板。

Description

一种多层结构发泡铝塑复合模板的制备工艺
技术领域
本发明属于高分子材料，框架浇筑混凝土成型的模板的技术领域，尤其涉及一种多层结构发泡模板的制备工艺。
背景技术
聚乙烯作为发泡材料具有质轻，无毒，电绝缘性和机械性能良好的优点，但是存在回弹性较差的缺点。为了改善聚乙烯发泡材料的性质，对其发泡工艺进行改进得到韧性和力学性能良好的材料是本发明的研究重点。
超临界发泡成型技术通过引入超临界态物理发泡剂(CO2、N2等)，经泡孔成核与生长后得到泡孔孔径均一的多孔复合材料。空气的引入使材料内部呈现泡孔壁-空气-泡孔壁的连续结构，能够显著提升了材料与空气的阻抗匹配性。
铝板容易产生挠曲变形，铝板本身较为柔软，容易产生挠曲变形，需在设计时进行加固和支撑，以免影响整体结构的稳定性。力学性能比较差，需要进一步的增韧改性，选择水溶性酚醛树脂做为增韧树脂，针对酚醛树脂脆性较大的情况，通常会进行化学改性处理。
为了较好地发挥铝板、PP塑料板的性能，可以采用多层复合来制备模板，以确保模板的弯曲强度、弯曲弹性模量、表面硬度、平整度符合建筑要求，且使复合模板具有铝模的防火，防潮性能，同时具有轻量的优点。所以对PP板材料进行微孔发泡比传统的泡沫塑料相比具有更小的泡孔尺寸和更高的泡孔密度。此外，将发泡板和致密金属复合制成具有刚性金属外层和多功能的复合构件，有望充分发挥其多功能特性，因此，亟需解决上述技术问题，提供一种抗冲击性能好、层间粘结力强的多层结构与铝塑多种材料复合发泡模板制备方法。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种多层结构发泡铝塑复合模板的制备工艺。
具体制备工艺如下：
（1）发泡材料的准备：称取20-30份的环氧树脂分散于100份去离子水和乙醇为3:1的混合溶液中，首先将上述环氧树脂溶液放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥至含水率低于40%， PP材料放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥2h，将上述PP与环氧树脂进行共混挤出，其中共混时间为30min，螺杆转速为70-100r/min，温度为120-150℃，然后将样品放在固定模具中，用平板硫化机对其进行压片处理，温度设定为180-185℃，保压时间为10min，制备1mm的片材；
（2）超临界CO2发泡：首先打开低温恒温槽的循环水将高压釜内温度控制在 45℃，提前预热 30 min，然后将上述片材放入高压釜中，确保釜体密封后将液态CO2通入釜内，保持5min后释放气体，紧接着利用恒压流体泵将CO2泵入釜体，控制压力为 20MPa，将样品在此状态下浸泡CO2 48 h，然后快速泄压开釜，将样品放入100℃份的油浴锅中发泡60s，将发泡后样品迅速放入冰水中进行冷却定型，得到泡孔结构稳定的环氧混合PP的发泡芯层；
其中，环氧树脂为双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯；
（3）铝板热覆加固加韧层：将铝板打磨至粗糙度为Ra0.5-0.8μm，并分别用丙酮，无水乙醇清洗5-10min后干燥备用；将改性酚醛树脂干燥至含水率为20%，将干燥后的改性酚醛树脂与金属板同时送入上下覆合辊中间，上下辊在250℃，0.5Mpa，时间为30s条件下进行热覆，在铝板表面热覆加韧加固层；
上述改性酚醛树脂制备过程：称取10-16份的苯酚，水浴温度恒定在50℃，加热至熔融，先加入16-25份的50%氢氧化钠溶液，反应30min，然后加入20-32份的甲醛溶液，水浴温度升高至60℃反应50min；再加入8-13份的50%氢氧化钠溶液，在水浴温度为70℃的条件下反应30min；最后加入5-8份的甲醛溶液，恒温85℃反应30min，继续加入1.5-2份的改性溶液，水浴温度升高至85℃反应140min，然后快速冷却得到改性酚醛树脂；
其中，改性溶液为10%的2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸在水中配置成的溶液；其中，阻燃改性物质为(+)-B-甲氧基二异松莰基硼烷；
（4）粘接剂的制备：将50-60份聚苯乙烯颗粒和20-30份的乙醇搅拌使均匀混合，置于容器中密封静置3h，制得聚苯乙烯溶液；将聚苯乙烯溶液，增韧剂溶液，5-8份的甲基丙烯酸甲酯在搅拌器中以25-45r/min的速度搅拌20min，使各组分混合均匀，制得所述粘接剂；
上述增韧剂溶液为将25-30份邻苯二甲酸二丁酯和15-19份2-溴辛酸甲酯搅拌均匀，升温至75℃，保温2h，然后升温至95℃保温1h，再降温到低于40℃，加入3-6份的丙酮，10-12份的乙醇搅拌均匀，即得增韧剂溶液；
（5）粘带钎料制备：将洗净，干燥的咖啡渣以350-400rpm转速研磨10min细化强化相颗粒；最后以10-15℃/min速率升温至800℃烧结2h，待备用；将备Sn，Ag，Zn，烧结后的咖啡渣按照一定比例混合得到钎料，将80.2份的钎料粉末和8份的粘接剂混合搅拌均匀得到膏状钎料，置于50-80℃烘箱中烘干3h，去除其中的挥发性元素；
优选的，其中 Sn，Ag，Zn，烧结后的咖啡渣按照质量比为10:7:3:0.05混合；
（6）将洗净的发泡芯层和复合铝板采用粘带钎料进行组合：将上述粘带钎料分别点涂在PP发泡芯层上，粘带钎料之间间隔2mm，将上述复合铝板置于涂抹粘带钎料的上方，PP发泡芯层位于粘带钎料下方，再将PP发泡芯层另一面也点涂上粘带钎料，最底层为复合铝板，形成五层结构，将其固定，以8-10℃/min的升温速度加热至250-300℃，保温6-12min，抽真空至8×10-2Pa以下，并在两侧施加0.5-0.8MPa的压力，使粘带钎料流平固化后，再次升温至350℃，并施加2Mpa的压力，保温5min后，通入液氮急冷，即得复合多层的发泡模板。
本发明的有益效果在于：
本发明制备的多层结构发泡模板包括一种环氧PP共混，并结合超临界二氧化碳的发泡方式的制备的发泡芯层，得到高泡孔密度，回弹性和韧性较好的发泡芯层，并用改性酚醛树脂用于加固加韧制备复合铝板，层与层之间采用粘合剂和钎料混合的方式，通过改善粘接剂中增韧剂的成分及工艺并结合烧结后的咖啡渣对钎料进行润湿性和增加剪切强度的改善，得到的层间连接牢固，抗冲击性好，质地轻，多功能性的复合发泡模板。
本发明采用将双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯和PP材料共混在超临界CO2中的微孔发泡行为，首先二氧化碳的超临界点容易达到，除此之外，二氧化碳对聚合物具有一定的塑化作用，可以降低聚合物的玻璃化转变温度和熔融温度，使得聚合物更容易发泡，对发泡材料的结构和性能产生一定的影响，这也是将超临界二氧化碳作为发泡剂的原因。超临界二氧化碳的发泡方式可以克服传统发泡剂的不耐高温，并且在该反应温度和时间的条件下，超临界流体在聚合物中具有较高的溶解度和较快的扩散速率，用该流体进行发泡可以得到泡孔密度较高，泡孔尺寸较小的泡孔材料，并且发泡过程环保，可回收利用。
双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯中的酸酯类物质在发泡过程中两端的亲水基团和亲油基团可以与PP材料更好的复合，降低体系的表面能，增加泡孔壁的界面张力，减缓气孔膨胀的速度，抑制气孔的过度膨胀，因此可以减少气孔之间相互贯通形成大气孔而造成气孔大小分布不均匀的情况。
双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯中的环氧基团使PP材料其具有良好的交联能力和耐化学性；其中的环氧环己基是通过取代环己烷环上的氢原子而形成的，这种结构使其具有较好的柔韧性和耐冲击性；甲基己二酸酯的链段使其具有一定的可延展性和可塑性。双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯化学性能稳定且具有长支链，分子链间缠结更加紧密，与PP共混可以增大PP分子链段运动阻力，有效增强PP熔体强度从而提高PP的发泡性能。适量的提高发泡温度和时间可以使泡孔直径增大，泡孔密度降低，但是发泡时间过长会导致泡孔破裂，所以双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯的增加可以减小材料的泡孔直径并提高泡孔密度，回弹性和韧性较好的发泡材料。
2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸结构中含有的活性羟基，易与酚醛树脂中的酚羟基或羟甲基发生脱水缩合反应，其次，酚醛树脂中的酚和醛官能团会通过2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸的酸酸催化发生缩合反应，形成三维网络结构的聚合物，使酚醛树脂的韧性得到提高。改性后的酚醛树脂的抗压强度和粘度都随2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸添加量的增加而增大，而吸水率则随着2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸添加量的增加而降低，固含量也随着2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸添加量的增加而有小幅度的增大。同时2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸与酚醛树脂的端基反应，消耗了酚羟基亲水基团，降低了酚醛树脂的吸水性。若是加入过量的改性溶液反而会使得树脂液在合成过程中易发生凝胶，粘度增加，难以控制合成过程。
(+)-B-甲氧基二异松莰基硼烷首先可以显著提高酚醛树脂的阻燃性能，从而提高复合金属板的一个阻燃性，硼基的引入可以提高酚醛树脂的热稳定性，使其能够在高温环境下保持较好的性能；(+)-B-甲氧基二异松莰基硼烷可以吸收热量并形成更稳定的炭化层，从而延缓树脂的热分解，提高耐热性能，一定程度的增加材料的强度、硬度和耐磨性，提高酚醛树脂的机械强度和综合性能，(+)-B-甲氧基二异松莰基硼烷的引入可以使酚醛树脂具有较好的抗氧化性能，延长材料的使用寿命，硼基的引入可以减少金属板之间的摩擦和磨损，降低磨损和热量产生，提高粘接的使用寿命。
同时，2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸也可以通过与酚醛树脂中的酚类基团发生反应，增加酚醛树脂的交联密度和分子间键的数量，进一步提高了酚醛树脂的热稳定性。因此，这两种化合物在酚醛树脂中的协同使用可以显著提高酚醛树脂的抗氧化性能和热稳定性能，进而提高铝板的表面硬度和耐磨性，提高铝板的热稳定性。
本发明的增韧剂通过加入2-溴辛酸甲酯，以及两次升温保温活化，通过增加材料的分子链间距离和分子链活动性，从而提高材料的韧性，从而调节粘带钎料，避免过脆的粘带钎料易断裂，产生钎焊缺陷，或者过软导致接头部分无法对齐，造成钎缝宽度不一致等问题，其粘结剂制备过程简单、无污染、可长时间保存。
钎料中的Zn骨架在焊缝中可以缩短Zn原子与Sn原子反应所需的运动距离，降低焊接所需时间，减少企业能源消耗，实现复合结构焊点低温快速连接，使得多层复合结构的发泡板材界面连接良好，形成牢固的金属键；按照Sn：Ag：Zn：烧结后的咖啡渣为10:7:3:0.05混合这个比例的钎料成分应较为均匀，使用性能稳定，选择使用时偏析和挥发现象少，经过粘接剂中的2-溴辛酸甲酯的改进，有助于改善Sn-Ag-Zn钎料的润湿性能，由于2-溴辛酸甲酯结构的特性，使得粘接剂与咖啡渣有较强的分子间作用力，咖啡渣易被吸附到晶界处，使得气液表面张力减小，增加润湿性，同时减少Sn和Zn金属原子的扩散，因为其化学惰性，可作为钎料内的异质形核点，从而易于形成扩展错位，细化钎料的界面组织，起到第二相强化作用，进而阻止焊点萌生裂纹时有效力的传递，阻止裂纹的进一步扩展，增加钎料的剪切强度，使得复合的多层结构具有质轻和多功能性。
制备复合板的过程使粘带钎料自平流化，半固化形成均匀具有一定厚度的钎料层，并再次加压加热结合急冷，进一步加强固化程度，避免脱粘的不良现象，加强复合板之间的粘合和强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明实施例所使用的原料或化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
实施例
发泡材料的准备：称取25份双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯分散于100份去离子水和乙醇为3:1的混合溶液中，首先将上述双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯溶液放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥至含水率低于40%，PP材料放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥2h，将干燥后的PP与双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯等质量均匀混合在哈克微型挤出机中进行共混挤出，其中共混时间为30min，螺杆转速为85r/min，温度为135℃，然后将样品放在固定模具中，用平板硫化机对其进行压片处理，温度设定为182℃，保压时间为10min，制备1mm的片材；
超临界CO2发泡：首先打开低温恒温槽的循环水将高压釜内温度控制在 45℃，提前预热 30 min，然后将上述片材放入高压釜中，确保釜体密封后将液态CO2通入釜内，保持5min后释放气体，紧接着利用恒压流体泵将CO2泵入釜体，控制压力为 20MPa，将样品在此状态下浸泡CO248 h，然后快速泄压开釜，将样品放入100℃份的油浴锅中发泡60s，将发泡后样品迅速放入冰水中进行冷却定型，得到泡孔结构稳定的环氧混合PP的发泡芯层；
改性酚醛树脂：称取13份的苯酚，水浴温度恒定在50℃，加热至熔融，先加入20份的50%氢氧化钠溶液，反应30min，然后加入26份的甲醛溶液，水浴温度升高至60℃反应50min；再加入10份的50%氢氧化钠溶液，在水浴温度为70℃的条件下反应30min；最后加入6份的甲醛溶液，恒温85℃反应30min，继续加入1.8份的10%的2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸在水中配置成的溶液，水浴温度升高至85℃反应140min，最后，向混合物中迅速加入10份的(+)-B-甲氧基二异松莰基硼烷，加完后在135℃温度下反应3h，然后快速冷却得到改性酚醛树脂；
铝板热覆加固加韧层：将铝板打磨至粗糙度为Ra0.6μm，并分别用丙酮，无水乙醇清洗8min后干燥备用；将改性酚醛树脂干燥至含水率为20%，将干燥后的改性酚醛树脂与金属板同时送入上下覆合辊中间，上下辊在250℃，0.5Mpa，时间为30s在铝板表面覆加韧加固层；
粘接剂的制备：将55份聚苯乙烯颗粒和25份的乙醇搅拌使均匀混合，置于容器中密封静置3h，制得聚苯乙烯溶液；增韧剂溶液为将28份邻苯二甲酸二丁酯和17份2-溴辛酸甲酯搅拌均匀，升温至75℃，保温2h，然后升温至95℃保温1h，再降温到低于40℃，加入5份的丙酮，11份的乙醇搅拌均匀，即得；将聚苯乙烯溶液，增韧剂溶液，6份的甲基丙烯酸甲酯在搅拌器中以35r/min的速度搅拌20min，使各组分混合均匀，制得所述粘接剂；
粘带钎料制备：将洗净，干燥的咖啡渣放置球磨机中以380rpm转速研磨10min细化强化相颗粒；最后放入真空管式炉中，以12℃/min速率升温至800℃烧结2h，待备用；将备Sn，Ag，Zn，烧结后的咖啡渣按照一定比例混合得到钎料，一共80.2份的按照质量比为10:7:3:0.05混合，将80.2份的钎料粉末和8份的粘接剂混合搅拌均匀得到膏状钎料，置于65℃烘箱中烘干3h，去除其中的挥发性元素；
将洗净的发泡芯层和复合铝板采用粘带钎料进行组合：将上述粘带钎料分别点涂在PP发泡芯层上，粘带钎料之间间隔2mm，将上述复合铝板置于涂抹粘带钎料的上方，PP发泡芯层位于粘带钎料下方，再将PP发泡芯层另一面也点涂上粘带钎料，最底层为复合铝板，形成五层结构，将其固定，以9℃/min的升温速度加热至280℃，保温8min，抽真空至8×10-2Pa以下，并在两侧施加0.6MPa的压力，使粘带钎料流平固化后，再次升温至350℃，并施加2Mpa的压力，保温5min后，通入液氮急冷，即得复合多层的发泡模板。
实施例
发泡材料的准备：称取20份双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯分散于100份去离子水和乙醇为3:1的混合溶液中，首先将上述双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯溶液放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥至含水率低于40%， PP材料放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥2h，将干燥后的PP与双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯等质量均匀混合在哈克微型挤出机中进行共混挤出，其中共混时间为30min，螺杆转速为100r/min，温度为120℃，然后将样品放在固定模具中，用平板硫化机对其进行压片处理，温度设定为180℃，保压时间为10min，制备1mm的片材；
超临界CO2发泡：首先打开低温恒温槽的循环水将高压釜内温度控制在 45℃，提前预热 30 min，然后将上述片材放入高压釜中，确保釜体密封后将液态CO2通入釜内，保持5min后释放气体，紧接着利用恒压流体泵将CO2泵入釜体，控制压力为 20MPa，将样品在此状态下浸泡CO248 h，然后快速泄压开釜，将样品放入100℃份的油浴锅中发泡60s，将发泡后样品迅速放入冰水中进行冷却定型，得到泡孔结构稳定的环氧混合PP的发泡芯层；
改性酚醛树脂：称取10份的苯酚，水浴温度恒定在50℃，加热至熔融，先加入16份的50%氢氧化钠溶液，反应30min，然后加入32份的甲醛溶液，水浴温度升高至60℃反应50min；再加入8份的50%氢氧化钠溶液，在水浴温度为70℃的条件下反应30min；最后加入8份的甲醛溶液，恒温85℃反应30min，继续加入1.5份的10%的2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸在水中配置成的溶液，水浴温度升高至85℃反应140min，最后，向混合物中迅速加入12份的(+)-B-甲氧基二异松莰基硼烷，加完后在120℃温度下反应1h，然后快速冷却得到改性酚醛树脂；
铝板热覆加固加韧层：将铝板打磨至粗糙度为Ra0.8μm，并分别用丙酮，无水乙醇清洗5min后干燥备用；将改性酚醛树脂干燥至含水率为20%，将干燥后的改性酚醛树脂与金属板同时送入上下覆合辊中间，上下辊在250℃，0.5Mpa，时间为30s条件下进行热覆，在铝板表面覆加韧加固层；
粘接剂的制备：将60份聚苯乙烯颗粒和20份的乙醇搅拌使均匀混合，置于容器中密封静置3h，制得聚苯乙烯溶液；增韧剂溶液为将30份邻苯二甲酸二丁酯和19份2-溴辛酸甲酯搅拌均匀，升温至75℃，保温2h，然后升温至95℃保温1h，再降温到低于40℃，加入3份的丙酮，12份的乙醇搅拌均匀，即得；将聚苯乙烯溶液，增韧剂溶液，5份的甲基丙烯酸甲酯在搅拌器中以45r/min的速度搅拌20min，使各组分混合均匀，制得所述粘接剂；
粘带钎料制备：将洗净，干燥的咖啡渣放置球磨机中以400rpm转速研磨10min细化强化相颗粒；最后放入真空管式炉中，以10℃/min速率升温至800℃烧结2h，待备用；将备Sn，Ag，Zn，烧结后的咖啡渣按照一定比例混合得到钎料，一共80.2份的按照质量比为10:7:3:0.05混合，将80.2份的钎料粉末和8份的粘接剂混合搅拌均匀得到膏状钎料，置于50℃烘箱中烘干3h，去除其中的挥发性元素；
将洗净的发泡芯层和复合铝板采用粘带钎料进行组合：将上述粘带钎料分别点涂在PP发泡芯层上，粘带钎料之间间隔2mm，将上述复合铝板置于涂抹粘带钎料的上方，PP发泡芯层位于粘带钎料下方，再将PP发泡芯层另一面也点涂上粘带钎料，最底层为复合铝板，形成五层结构，将其固定，以8℃/min的升温速度加热至250℃，保温12min，抽真空至8×10-2Pa以下，并在两侧施加0.5MPa的压力，使粘带钎料流平固化后，再次升温至350℃，并施加2Mpa的压力，保温5min后，通入液氮急冷，即得复合多层的发泡模板。
实施例
发泡材料的准备：称取30份双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯分散于100份去离子水和乙醇为3:1的混合溶液中，首先将上述双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯溶液放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥至含水率低于40%， PP材料放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥2h，将干燥后的PP与双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯等质量均匀混合在哈克微型挤出机中进行共混挤出，其中共混时间为30min，螺杆转速为700r/min，温度为150℃，然后将样品放在固定模具中，用平板硫化机对其进行压片处理，温度设定为185℃，保压时间为10min，制备1mm的片材；
超临界CO2发泡：首先打开低温恒温槽的循环水将高压釜内温度控制在 45℃，提前预热 30 min，然后将上述片材放入高压釜中，确保釜体密封后将液态CO2通入釜内，保持5min后释放气体，紧接着利用恒压流体泵将CO2泵入釜体，控制压力为 20MPa，将样品在此状态下浸泡CO2 48 h，然后快速泄压开釜，将样品放入100℃份的油浴锅中发泡60s，将发泡后样品迅速放入冰水中进行冷却定型，得到泡孔结构稳定的环氧混合PP的发泡芯层；
改性酚醛树脂：称取16份的苯酚，水浴温度恒定在50℃，加热至熔融，先加入25份的50%氢氧化钠溶液，反应30min，然后加入20份的甲醛溶液，水浴温度升高至60℃反应50min；再加入13份的50%氢氧化钠溶液，在水浴温度为70℃的条件下反应30min；最后加入5份的甲醛溶液，恒温85℃反应30min，继续加入2份的10%的2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸在水中配置成的溶液，水浴温度升高至85℃反应140min，最后，向混合物中迅速加入8份的(+)-B-甲氧基二异松莰基硼烷，加完后在150℃温度下反应5h然后快速冷却得到改性酚醛树脂；
铝板热覆加固加韧层：将铝板打磨至粗糙度为Ra0.5μm，并分别用丙酮，无水乙醇清洗10min后干燥备用；将改性酚醛树脂干燥至含水率为20%，将干燥后的改性酚醛树脂与金属板同时送入上下覆合辊中间，上下辊在250℃，0.5Mpa，时间为30s条件下进行热覆，在铝板表面覆加韧加固层；
粘接剂的制备：将50份聚苯乙烯颗粒和30份的乙醇搅拌使均匀混合，置于容器中密封静置3h，制得聚苯乙烯溶液；增韧剂溶液为将25份邻苯二甲酸二丁酯和19份2-溴辛酸甲酯搅拌均匀，升温至75℃，保温2h，然后升温至95℃保温1h，再降温到低于40℃，加入6份的丙酮，10份的乙醇搅拌均匀，即得；将聚苯乙烯溶液，增韧剂溶液， 8份的甲基丙烯酸甲酯在搅拌器中以25r/min的速度搅拌20min，使各组分混合均匀，制得所述粘接剂；
粘带钎料制备：将洗净，干燥的咖啡渣放置球磨机中以350rpm转速研磨10min细化强化相颗粒；最后放入真空管式炉中，以15℃/min速率升温至800℃烧结2h，待备用；将备Sn，Ag，Zn，烧结后的咖啡渣按照一定比例混合得到钎料，一共80.2份的按照质量比为10:7:3:0.05混合，将80.2份的钎料粉末和8份的粘接剂混合搅拌均匀得到膏状钎料，置于80℃烘箱中烘干3h，去除其中的挥发性元素；
将洗净的发泡芯层和复合铝板采用粘带钎料进行组合：将上述粘带钎料分别点涂在PP发泡芯层上，粘带钎料之间间隔2mm，将上述复合铝板置于涂抹粘带钎料的上方，PP发泡芯层位于粘带钎料下方，再将PP发泡芯层另一面也点涂上粘带钎料，最底层为复合铝板，形成五层结构，将其固定，以10℃/min的升温速度加热至300℃，保温8min，抽真空至8×10-2Pa以下，并在两侧施加0.8MPa的压力，使粘带钎料流平固化后，再次升温至350℃，并施加2Mpa的压力，保温5min后，通入液氮急冷，即得复合多层的发泡模板。
对比例1
本对比例与实施例1的不同点在于不用环氧物质和PP材料共混进行发泡，具体步骤为：
1. 发泡材料的准备：将PP材料放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥2h，将干燥后的PP在哈克微型挤出机中进行搅拌，搅拌时间为30min，螺杆转速为85r/min，温度为135℃，然后将样品放在固定模具中，用平板硫化机对其进行压片处理，温度设定为182℃，保压时间为10min，制备1mm的片材；
2. 超临界CO2发泡：首先打开低温恒温槽的循环水将高压釜内温度控制在 45℃，提前预热 30 min，然后将上述片材放入高压釜中，确保釜体密封后将液态CO2通入釜内，保持5min后释放气体，紧接着利用恒压流体泵将CO2泵入釜体，控制压力为 20MPa，将样品在此状态下浸泡CO2 48 h，然后快速泄压开釜，将样品放入100℃份的油浴锅中发泡60s，将发泡后样品迅速放入冰水中进行冷却定型，得到PP的发泡芯层；
3. 改性酚醛树脂：称取13份的苯酚，水浴温度恒定在50℃，加热至熔融，先加入20份的50%氢氧化钠溶液，反应30min，然后加入26份的甲醛溶液，水浴温度升高至60℃反应50min；再加入10份的50%氢氧化钠溶液，在水浴温度为70℃的条件下反应30min；最后加入6份的甲醛溶液，恒温85℃反应30min，继续加入1.8份的10%的2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸在水中配置成的溶液，水浴温度升高至85℃反应140min，最后，向混合物中迅速加入10份的(+)-B-甲氧基二异松莰基硼烷，加完后在135℃温度下反应3h然后快速冷却得到改性酚醛树脂；
4. 铝板热覆加固加韧层：将铝板打磨至粗糙度为Ra0.6μm，并分别用丙酮，无水乙醇清洗8min后干燥备用；将改性酚醛树脂干燥至含水率为20%，将干燥后的改性酚醛树脂与金属板同时送入上下覆合辊中间，上下辊在250℃，0.5Mpa，时间为30s条件下进行热覆，在铝板表面覆加韧加固层；
5. 粘接剂的制备：将55份聚苯乙烯颗粒和25份的乙醇搅拌使均匀混合，置于容器中密封静置3h，制得聚苯乙烯溶液；增韧剂溶液为将28份邻苯二甲酸二丁酯和17份2-溴辛酸甲酯搅拌均匀，升温至75℃，保温2h，然后升温至95℃保温1h，再降温到低于40℃，加入5份的丙酮，11份的乙醇搅拌均匀，即得；将聚苯乙烯溶液，增韧剂溶液，6份的甲基丙烯酸甲酯在搅拌器中以35r/min的速度搅拌20min，使各组分混合均匀，制得所述粘接剂；
6. 粘带钎料制备：将洗净，干燥的咖啡渣放置球磨机中以380rpm转速研磨10min细化强化相颗粒；最后放入真空管式炉中，以12℃/min速率升温至800℃烧结2h，待备用；将备Sn，Ag，Zn，烧结后的咖啡渣按照一定比例混合得到钎料，一共80.2份的按照质量比为10:7:3:0.05混合，将80.2份的钎料粉末和8份的粘接剂混合搅拌均匀得到膏状钎料，置于65℃烘箱中烘干3h，去除其中的挥发性元素；
7. 将洗净的发泡芯层和复合铝板采用粘带钎料进行组合：将上述粘带钎料分别点涂在PP发泡芯层上，粘带钎料之间间隔2mm，将上述复合铝板置于涂抹粘带钎料的上方，PP发泡芯层位于粘带钎料下方，再将PP发泡芯层另一面也点涂上粘带钎料，最底层为复合铝板，形成五层结构，将其固定，以9℃/min的升温速度加热至280℃，保温8min，抽真空至8×10-2Pa以下，并在两侧施加0.6MPa的压力，使粘带钎料流平固化后，再次升温至350℃，并施加2Mpa的压力，保温5min后，通入液氮急冷，即得复合多层的发泡模板。
对比例2
本对比例与实施例1的不同点在于环氧物质为环氧丙烷，其余实施方式同实施例1。
对比例3
本对比例与实施例1的不同点在于环氧物质的添加量不同，具体的发泡材料的准备为：称取50份双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯分散于100份去离子水和乙醇为3:1的混合溶液中，首先将上述双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯溶液放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥至含水率低于40%， PP材料放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥2h，将干燥后的PP与双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯等质量均匀混合在哈克微型挤出机中进行共混挤出，其中共混时间为30min，螺杆转速为85r/min，温度为135℃，然后将样品放在固定模具中，用平板硫化机对其进行压片处理，温度设定为182℃，保压时间为10min，制备1mm的片材；其余其余实施方式同实施例1。
对比例4
本对比例与实施例1的不同点在于环氧物质的添加量不同，具体的发泡材料的准备为：称取5份双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯分散于100份去离子水和乙醇为3:1的混合溶液中，首先将上述双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯溶液放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥至含水率低于40%， PP材料放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥2h，将干燥后的PP与双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯等质量均匀混合在哈克微型挤出机中进行共混挤出，其中共混时间为30min，螺杆转速为85r/min，温度为135℃，然后将样品放在固定模具中，用平板硫化机对其进行压片处理，温度设定为182℃，保压时间为10min，制备1mm的片材；其余其余实施方式同实施例1。
对比例5
本对比例与实施例1的不同点在于不对酚醛树脂进行改性，具体工艺为：
1. 发泡材料的准备：称取25份双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯分散于100份去离子水和乙醇为3:1的混合溶液中，首先将上述双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯溶液放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥至含水率低于40%， PP材料放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥2h，将干燥后的PP与双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯等质量均匀混合在哈克微型挤出机中进行共混挤出，其中共混时间为30min，螺杆转速为85r/min，温度为135℃，然后将样品放在固定模具中，用平板硫化机对其进行压片处理，温度设定为182℃，保压时间为10min，制备1mm的片材；
2. 超临界CO2发泡：首先打开低温恒温槽的循环水将高压釜内温度控制在 45℃，提前预热 30 min，然后将上述片材放入高压釜中，确保釜体密封后将液态CO2通入釜内，保持5min后释放气体，紧接着利用恒压流体泵将CO2泵入釜体，控制压力为 20MPa，将样品在此状态下浸泡CO2 48 h，然后快速泄压开釜，将样品放入100℃份的油浴锅中发泡60s，将发泡后样品迅速放入冰水中进行冷却定型，得到泡孔结构稳定的环氧混合PP的发泡芯层；
3. 酚醛树脂制备：称取13份的苯酚，水浴温度恒定在50℃，加热至熔融，先加入20份的50%氢氧化钠溶液，反应30min，然后加入26份的甲醛溶液，水浴温度升高至60℃反应50min；再加入10份的50%氢氧化钠溶液，在水浴温度为70℃的条件下反应30min；最后加入6份的甲醛溶液，恒温85℃反应30min，最后，向混合物中迅速加入10份的(+)-B-甲氧基二异松莰基硼烷，然后快速冷却得到酚醛树脂；
4. 铝板热覆加固加韧层：将铝板打磨至粗糙度为Ra0.6μm，并分别用丙酮，无水乙醇清洗8min后干燥备用；将改性酚醛树脂干燥至含水率为20%，将干燥后的改性酚醛树脂与金属板同时送入上下覆合辊中间，上下辊在250℃，0.5Mpa，时间为30s条件下进行热覆，在铝板表面覆加韧加固层；
5. 粘接剂的制备：将55份聚苯乙烯颗粒和25份的乙醇搅拌使均匀混合，置于容器中密封静置3h，制得聚苯乙烯溶液；增韧剂溶液为将28份邻苯二甲酸二丁酯和17份2-溴辛酸甲酯搅拌均匀，升温至75℃，保温2h，然后升温至95℃保温1h，再降温到低于40℃，加入5份的丙酮，11份的乙醇搅拌均匀，即得；将聚苯乙烯溶液，增韧剂溶液，6份的甲基丙烯酸甲酯在搅拌器中以35r/min的速度搅拌20min，使各组分混合均匀，制得所述粘接剂；
6. 粘带钎料制备：将洗净，干燥的咖啡渣放置球磨机中以380rpm转速研磨10min细化强化相颗粒；最后放入真空管式炉中，以12℃/min速率升温至800℃烧结2h，待备用；将备Sn，Ag，Zn，烧结后的咖啡渣按照一定比例混合得到钎料，一共80.2份的按照质量比为10:7:3:0.05混合，将80.2份的钎料粉末和8份的粘接剂混合搅拌均匀得到膏状钎料，置于65℃烘箱中烘干3h，去除其中的挥发性元素；
7. 将洗净的发泡芯层和复合铝板采用粘带钎料进行组合：将上述粘带钎料分别点涂在PP发泡芯层上，粘带钎料之间间隔2mm，将上述复合铝板置于涂抹粘带钎料的上方，PP发泡芯层位于粘带钎料下方，再将PP发泡芯层另一面也点涂上粘带钎料，最底层为复合铝板，形成五层结构，将其固定，以9℃/min的升温速度加热至280℃，保温8min，抽真空至8×10-2Pa以下，并在两侧施加0.6MPa的压力，使粘带钎料流平固化后，再次升温至350℃，并施加2Mpa的压力，保温5min后，通入液氮急冷，即得复合多层的发泡模板。
对比例6
本对比例与实施例1的不同点在于对酚醛树脂的改性物质为10%的丁苯在水中配置成的溶液。
对比例7
本对比例与实施例1的不同点在于酚醛树脂改性物质的添加量不同，具体改性酚醛树脂为：称取13份的苯酚，水浴温度恒定在50℃，加热至熔融，先加入20份的50%氢氧化钠溶液，反应30min，然后加入26份的甲醛溶液，水浴温度升高至60℃反应50min；再加入10份的50%氢氧化钠溶液，在水浴温度为70℃的条件下反应30min；最后加入6份的甲醛溶液，恒温85℃反应30min，继续加入3.2份的10%的2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸在水中配置成的溶液，水浴温度升高至85℃反应140min，最后，向混合物中迅速加入10份的(+)-B-甲氧基二异松莰基硼烷，加完后在135℃温度下反应3h，然后快速冷却得到改性酚醛树脂；其余实施方式同实施例1。
对比例8
本对比例与实施例1的不同点在于酚醛树脂改性物质的添加量不同，具体改性酚醛树脂为：称取13份的苯酚，水浴温度恒定在50℃，加热至熔融，先加入20份的50%氢氧化钠溶液，反应30min，然后加入26份的甲醛溶液，水浴温度升高至60℃反应50min；再加入10份的50%氢氧化钠溶液，在水浴温度为70℃的条件下反应30min；最后加入6份的甲醛溶液，恒温85℃反应30min，继续加入0.8份的10%的2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸在水中配置成的溶液，水浴温度升高至85℃反应140min，最后，向混合物中迅速加入10份的(+)-B-甲氧基二异松莰基硼烷，加完后在135℃温度下反应3h，然后快速冷却得到改性酚醛树脂；其余实施方式同实施例1。
对比例9
本对比例与实施例1的不同点在于铝板改性酚醛树脂过程中不添加阻燃添加物，具体过程为：称取10份的苯酚，水浴温度恒定在50℃，加热至熔融，先加入16份的50%氢氧化钠溶液，反应30min，然后加入32份的甲醛溶液，水浴温度升高至60℃反应50min；再加入8份的50%氢氧化钠溶液，在水浴温度为70℃的条件下反应30min；最后加入8份的甲醛溶液，恒温85℃反应30min，继续加入1.5份的10%的2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸在水中配置成的溶液，水浴温度升高至85℃反应140min，然后快速冷却得到改性酚醛树脂；其余实施方式同实施例1。
对比例10
本对比例与实施例1的不同点在于改性酚醛树脂过程中的阻燃添加物为三聚磷酸铝，其余实施方式同实施例1。
对比例11
本对比例与实施例1的不同点在于增韧剂为乙酸丁酯，其余实施方式同实施例1。
对比例12
本对比例与实施例1的不同点在于增韧剂不进行两次升温处理，具体的粘接剂的制备为:将55份聚苯乙烯颗粒和25份的乙醇搅拌使均匀混合，置于容器中密封静置3h，制得聚苯乙烯溶液；增韧剂溶液为将28份邻苯二甲酸二丁酯和17份2-溴辛酸甲酯置于容器中用金属搅拌棒搅拌，升温至60℃，搅拌1h，再降温到低于40℃，加入5份的丙酮，11份的乙醇搅拌均匀，即得；将聚苯乙烯溶液，增韧剂溶液，6份的甲基丙烯酸甲酯在搅拌器中以35r/min的速度搅拌20min，使各组分混合均匀，制得所述粘接剂；其余实施方式同实施例1。
对比例13
本对比例与实施例1的不同点在于增韧剂的组分含量不同，具体粘接剂的制备为：将55份聚苯乙烯颗粒和25份的乙醇搅拌使均匀混合，置于容器中密封静置3h，制得聚苯乙烯溶液；增韧剂溶液为将28份邻苯二甲酸二丁酯和7份2-溴辛酸甲酯搅拌均匀，升温至75℃，保温2h，然后升温至95℃保温1h，再降温到低于40℃，加入5份的丙酮，11份的乙醇搅拌均匀，即得；将聚苯乙烯溶液，增韧剂溶液，6份的甲基丙烯酸甲酯在搅拌器中以35r/min的速度搅拌20min，使各组分混合均匀，制得所述粘接剂；其余实施方式同实施例1。
对比例14
本对比例与实施例1的不同点在于增韧剂的组分含量不同，具体粘接剂的制备为：将55份聚苯乙烯颗粒和25份的乙醇搅拌使均匀混合，置于容器中密封静置3h，制得聚苯乙烯溶液；增韧剂溶液为将28份邻苯二甲酸二丁酯和27份2-溴辛酸甲酯搅拌均匀，升温至75℃，保温2h，然后升温至95℃保温1h，再降温到低于40℃，加入5份的丙酮，11份的乙醇搅拌均匀，即得；将聚苯乙烯溶液，增韧剂溶液，6份的甲基丙烯酸甲酯在搅拌器中以35r/min的速度搅拌20min，使各组分混合均匀，制得所述粘接剂；其余实施方式同实施例1。
对比例15
本对比例与实施例1的不同点在于不加入烧结，细化的咖啡渣进行钎料的增强，具体粘带钎料制备为：采用机械搅拌法制备Sn，Ag，Zn，一共80份的按照质量比为10:7:3混合，将80份的钎料粉末和8份的粘接剂混合搅拌均匀得到膏状钎料，置于65℃烘箱中烘干3h，去除其中的挥发性元素，用轧辊将钎料轧制为1mm厚的粘带钎料；其余实施方式同实施例1。
对比例16
本对比例与实施例1的不同点在于Sn，Ag，Zn，烧结后的咖啡渣的混合比例不用，具体粘带钎料制备为：将洗净，干燥的咖啡渣放置球磨机中以380rpm转速研磨10min细化强化相颗粒；最后放入真空管式炉中，以12℃/min速率升温至800℃烧结2h，待备用；将备Sn，Ag，Zn，烧结后的咖啡渣按照一定比例混合得到钎料，一共80.4份的按照质量比为10:7:3:0.1混合，将80.4份的钎料粉末和8份的粘接剂混合搅拌均匀得到膏状钎料，置于65℃烘箱中烘干3h，去除其中的挥发性元素，用轧辊将钎料轧制为1mm厚的粘带钎料；其余实施方式同实施例1。
对比例17
本对比例与实施例1的不同点在于Sn，Ag，Zn，烧结后的咖啡渣的混合比例不用，具体粘带钎料制备为：将洗净，干燥的咖啡渣放置球磨机中以380rpm转速研磨10min细化强化相颗粒；最后放入真空管式炉中，以12℃/min速率升温至800℃烧结2h，待备用；将备Sn，Ag，Zn，烧结后的咖啡渣按照一定比例混合得到钎料，一共80.02份的按照质量比为10:7:3:0.005混合，将80.02份的钎料粉末和8份的粘接剂混合搅拌均匀得到膏状钎料，置于65℃烘箱中烘干3h，去除其中的挥发性元素，用轧辊将钎料轧制为1mm厚的粘带钎料；其余实施方式同实施例1。
测试方法：
1.模具尺寸为2000mm*200mm*50mm，均分成尺寸200mm*200mm*50mm测试各块性能。将各样品切割成200mm*200mm*25mm小块测试导热系数；将各样品切割成50mm*50mm*30mm小块测试压缩强度；将各样品切割成100mm*100mm*30mm小块，将样品置于户外阳光曝晒，日晒时间为200h，测定曝晒前后的强度差值，参照GB/T11718-2009中6 .7条测定强度，计算强度损失率，即稳定性；检测结果如表1所示。
2.内结合强度的检测参照GB/T11718-2009中6 .7条内结合强度测定方法，弯曲强度的检测是在重组木制备完成后参照GB/T 34006-2017中附录A.3性能测试方法，检测结果如表2所示。
表1性能测试结果
组别 导热系数mw/m.k 10%压缩强度Mpa 强度损失率%
实施例1 18.26 0.205 0.62
实施例2 18.14 0.200 0.73
实施例3 18.13 0.201 0.86
对比例1 16.72 0.173 4.15
对比例2 16.83 0.174 1.46
对比例3 16.61 0.167 1.33
对比例4 16.74 0.177 1.35
对比例5 16.85 0.185 1.39
对比例6 15.98 0.182 2.44
对比例7 16.84 0.175 1.50
对比例8 15.73 0.184 1.43
对比例9 17.01 0.163 6.37
对比例10 16.59 0.165 2.48
对比例11 16.52 0.162 1.34
对比例12 15.89 0.179 2.47
对比例13 16.77 0.166 1.40
对比例14 16.32 0.180 3.36
对比例15 15.25 0.188 8.38
对比例16 17.05 0.190 3.42
对比例17 15.47 0.168 2.32
表2内结合强度和弯曲强度的测试结果
组别 内结合强度MPa 弯曲强度MPa
实施例1 8.50 6.53
实施例2 8.43 6.23
实施例3 8.14 6.14
对比例1 6.53 4.84
对比例2 6.12 4.52
对比例3 5.90 3.99
对比例4 4.32 2.91
对比例5 7.38 3.23
对比例6 5.80 4.11
对比例7 6.67 4.06
对比例8 5.76 3.65
对比例9 4.78 3.04
对比例10 5.25 4.72
对比例11 6.88 3.45
对比例12 6.27 4.99
对比例13 6.03 2.75
对比例14 4.56 2.61
对比例15 4.42 4.79
对比例16 4.55 3.87
对比例17 7.45 3.36

Claims (1)

1.一种多层结构发泡铝塑复合模板的制备工艺，其特征在于，其制备工艺如下：
(1)发泡材料的准备：称取20-30份的环氧树脂分散于100份去离子水和乙醇为3:1的混合溶液中，首先将上述环氧树脂溶液放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥至含水率低于40％，PP材料放置在80℃的热鼓风干燥机中干燥2h，将上述PP与环氧树脂进行共混挤出，其中共混时间为30min，螺杆转速为70-100r/min，温度为120-150℃，然后将样品放在固定模具中，用平板硫化机对其进行压片处理，温度设定为180-185℃，保压时间为10min，制备1mm的片材；
(2)超临界CO2发泡：首先打开低温恒温槽的循环水将高压釜内温度控制在45℃，提前预热30min，然后将上述片材放入高压釜中，确保釜体密封后将液态CO2通入釜内，保持5min后释放气体，紧接着利用恒压流体泵将CO2泵入釜体，控制压力为20MPa，将样品在此状态下浸泡CO248h，然后快速泄压开釜，将处理后的片材放入100℃份的油浴锅中发泡60s，将发泡后样品迅速放入冰水中进行冷却定型，得到泡孔结构稳定的环氧混合PP的发泡芯层；
(3)铝板热覆加固加韧层：将铝板打磨至粗糙度为Ra0.5-0.8μm，并分别用丙酮，无水乙醇清洗5-10min后干燥备用；将改性酚醛树脂干燥至含水率为20％，将干燥后的改性酚醛树脂与金属板同时送入上下覆合辊中间，上下辊在250℃，0.5Mpa，时间为30s条件下进行热覆，在铝板表面热覆加韧加固层；
(4)粘接剂的制备：将50-60份聚苯乙烯颗粒和20-30份的乙醇搅拌使均匀混合，置于容器中密封静置3h，制得聚苯乙烯溶液；将聚苯乙烯溶液，增韧剂溶液，5-8份的甲基丙烯酸甲酯在搅拌器中以25-45r/min的速度搅拌20min，使各组分混合均匀，制得所述粘接剂；
(5)粘带钎料制备：将洗净，干燥的咖啡渣以350-400rpm转速研磨10min细化强化相颗粒；最后以10-15℃/min速率升温至800℃烧结2h，待备用；将备Sn，Ag，Zn，烧结后的咖啡渣按照一定比例混合得到钎料，将80.2份的钎料粉末和8份的粘接剂混合搅拌均匀得到膏状钎料，置于50-80℃烘箱中烘干3h，去除其中的挥发性元素；
(6)将洗净的发泡芯层和复合铝板采用粘带钎料进行组合：将上述粘带钎料分别点涂在PP发泡芯层上，粘带钎料之间间隔2mm，将上述复合铝板置于涂抹粘带钎料的上方，PP发泡芯层位于粘带钎料下方，再将PP发泡芯层另一面也点涂上粘带钎料，最底层为复合铝板，形成五层结构，将其固定，以8-10℃/min的升温速度加热至250-300℃，保温6-12min，抽真空至8×10-2Pa以下，并在两侧施加0.5-0.8MPa的压力，使粘带钎料流平固化后，再次升温至350℃，并施加2Mpa的压力，保温5min后，通入液氮急冷，即得复合多层的发泡模板；
其中，所述步骤(1)中的环氧树脂为双((3，4-环氧环己基)甲基)己二酸酯；
其中，所述步骤(3)中的改性酚醛树脂制备过程：称取10-16份的苯酚，水浴温度恒定在50℃，加热至熔融，先加入16-25份的50％氢氧化钠溶液，反应30min，然后加入20-32份的甲醛溶液，水浴温度升高至60℃反应50min；再加入8-13份的50％氢氧化钠溶液，在水浴温度为70℃的条件下反应30min；最后加入5-8份的甲醛溶液，恒温85℃反应30min，继续加入1.5-2份的改性溶液，水浴温度升高至85℃反应140min，最后，向混合物中迅速加入8-12份的阻燃改性物质，加完后在120-150℃温度下反应1-5h，然后快速冷却得到改性酚醛树脂；
其中，所述改性溶液为10％的2,3-二羟基-1,4-苯二甲酸在水中配置成的溶液；
其中，所述阻燃改性物质为(+)-B-甲氧基二异松莰基硼烷；
其中，步骤(4)中，增韧剂溶液为将25-30份邻苯二甲酸二丁酯和15-19份2-溴辛酸甲酯搅拌均匀，升温至75℃，保温2h，然后升温至95℃保温1h，再降温到低于40℃，加入3-6份的丙酮，10-12份的乙醇搅拌均匀，即得增韧剂溶液；
其中，步骤(5)中Sn，Ag，Zn，烧结后的咖啡渣按照质量比为10:7:3:0.05混合。
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