專利名稱：酚醛樹脂發泡體的制作方法
技術領域：
本發明涉及酚醛樹脂技術領域，尤其涉及一種酚醛樹脂發泡體。
背景技術：
酚醛樹脂發泡體是由發泡酚醛樹脂混合物經發泡和固化得到的，與聚氨酯發泡體、聚苯乙烯發泡體等相比，酚醛樹脂發泡體具有良好的絕熱性、阻燃性和耐火性，作為隔熱保溫材料廣泛用于建筑及其他產業中，如用作中央空調通風管道、外墻保溫、冷庫保溫板、化工石油保溫、太陽能保溫等。根據泡孔結構，酚醛樹脂發泡體可分為兩類若大多數氣孔是相互連通的，則稱為開孔發泡體；若大多數氣孔是相互分隔的，稱為閉孔發泡體。與開孔發泡體相比，閉孔發泡體由于具有較低的熱導率而更為常用。目前一般通過將含有酚醛樹脂、發泡劑和催化劑的可發泡酚醛樹脂經過發泡和固化后得到具有較穩定導熱率的閉孔酚醛樹脂發泡體。但是，由于發泡過程中使用了硫酸、苯磺酸、甲苯磺酸或二甲苯磺酸等酸作為催化劑，得到的酚醛樹脂發泡體酸性較強，容易與金屬面層或堿性接觸面發生反應，具有較強的腐蝕性。為了降低酚醛樹脂發泡體的腐蝕性，現有技術一般在發泡過程中加入中和劑，如申請號為200680041532. 3的中國專利文獻公開了一種酚醛樹脂發泡體，通過發泡和固化由酚醛樹脂、發泡劑、酸催化劑和無機填料組成的可發泡酚醛樹脂組合物得到，其中的無機填料為金屬氫氧化物和金屬碳酸鹽中的至少一種，所述酚醛樹脂發泡體的PH值大于或等于5。申請號為200680046M5. X的中國專利文獻公開了一種酚醛樹脂發泡體，將含有酚醛樹脂、發泡劑、穩泡劑、酸催化劑和無機填料的可發泡酚醛樹脂進行發泡固化得到，其中的無機填料為金屬氫氧化物、金屬氧化物、金屬碳酸鹽和金屬粉末中的至少一種，所述酚醛樹脂發泡體的PH值為3. 0以上。在發泡過程中添加中和劑雖然一定程度上提高了酚醛樹脂發泡體的PH值，但是得到的酚醛樹脂發泡體仍然具有腐蝕性。此外，在發泡過程中添加了較多量的無機填料，會延緩發泡和固化時間，生產周期較長、生產效率較低，甚至無法實現連續生產。
發明內容
有鑒于此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種酚醛樹脂發泡體，該酚醛樹脂發泡體腐蝕性較低，且所需發泡和固化時間較短。本發明提供了一種酚醛樹脂發泡體，由發泡酚醛樹脂混合物經發泡和固化得到， 所述發泡酚醛樹脂混合物包括90 100重量份的堿性酚醛樹脂；4 15重量份的發泡劑；2 6重量份的穩泡劑；10 50重量份的酯類化合物。
優選的，所述酯類化合物為r_ 丁內酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯、甲酸甲酯、二醋酸甘油酯和三醋酸甘油酯中的一種或多種。優選的，所述發泡劑為正戊烷、異戊烷、正己烷、環戊烷、石油醚和二氯一氟乙烷中的一種或多種。優選的，所述穩泡劑為聚二甲基硅氧烷、聚山梨酯和蓖麻油聚氧乙烯醚中的一種或多種。優選的，所述可發泡酚醛樹脂混合物還包括0. 1 15重量份的活性劑。優選的，所述活性劑為間苯二酚、苯酚、甲酚和糠醇中的一種或多種。優選的，所述可發泡酚醛樹脂混合物還包括0. 1 20重量份的增韌劑。優選的，所述增韌劑為乙二醇、一縮二乙二醇、丙三醇、二丙二醇、聚乙二醇、甘油、 三羥甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇和環氧樹脂中的一種或多種。優選的，所述堿性酚醛樹脂的PH值為8 13。優選的，所述堿性酚醛樹脂中，水分含量為10wt% 30wt%，游離酚含量小于 5襯％，游離醛含量小于2wt%，所述堿性酚醛樹脂在25°C時的粘度為50mpa. s IOOOOmpa.
So與現有技術相比，本發明將可發泡酚醛樹脂混合物經發泡和固化后得到腐蝕性較低的酚醛樹脂發泡體，所述可發泡酚醛樹脂混合物包括堿性酚醛樹脂、發泡劑、穩泡劑和酯類化合物，其中，酯類化合物發揮傳統的酸催化劑的作用，使得到的發泡體固化。相對于酸催化劑而言，所述酯類化合物酸性較低，得到的酚醛樹脂發泡體酸性較低，腐蝕性較小。本發明以堿性酚醛樹脂為原料，進一步降低了酚醛樹脂發泡體的酸性和腐蝕性。同時，所述可發泡酚醛樹脂混合物均由有機物組成，其所需發泡和固化時間較短，縮短了生產周期，提高了生產效率，可以實現連續生產。此外，本發明提供的酚醛樹脂發泡體具有較好的力學性能和較低的導熱系數。實驗表明，本發明提供的酚醛樹脂發泡體可在IOmin 15min內完成發泡和固化，且其10%形變壓縮強度為0. 18MPa 0. 23MPa，拉拔強度為0. IOMPa以上，導熱系數為 0. 24ff/m. k 0. 29ff/m. k。
具體實施例方式本發明提供了一種酚醛樹脂發泡體，由發泡酚醛樹脂混合物經發泡和固化得到， 所述發泡酚醛樹脂混合物包括90 100重量份的堿性酚醛樹脂；4 15重量份的發泡劑；2 6重量份的穩泡劑；10 50重量份的酯類化合物。本發明以堿性酚醛樹脂為原料，以酯類化合物為催化劑，在發泡劑和穩泡劑的作用下發泡、固化后得到酚醛樹脂發泡體。按照本發明，所述堿性酚醛樹脂的pH值優選為8 13，更優選為9 13，最優選為10 13 ；所述堿性酚醛樹脂的含量為90 100重量份，優選為92 100重量份，更優選為95 100重量份。
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為了使得到的酚醛樹脂發泡體具有更好的性能，所述堿性酚醛樹脂在25°C時的粘度優選為50mpa. s IOOOOmpa. s，更優選為IOOmpa. s 9000mpa. s，最優選為200mpa. s 8000mpa. s ；所述堿性酚醛樹脂中，水分含量優選為IOwt % 30wt%，更優選為15wt% 25wt %，最優選為18wt % 23wt % ；游離酚含量優選小于5wt %，更優選小于4. 5wt %，最優選小于；游離醛含量優選小于2 %，更優選小于1. 5 %，最優選小于1%。本發明對所述堿性酚醛樹脂的來源沒有特殊限制，可以從市場上購得，也可以按照以下方法制備甲醛和苯酚在堿性催化劑的作用下反應，得到堿性酚醛樹脂，所述堿性催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰和氫氧化鈣中的一種或多種。所述發泡酚醛樹脂混合物中還包括可形成氣孔的發泡劑，所述發泡劑的含量為 4 15重量份，優選為5 13重量份，更優選為6 12重量份。所述發泡劑優選為正戊烷、異戊烷、正己烷、環戊烷、石油醚和二氯一氟乙烷中的一種或多種，更優選為正戊烷、異戊烷、正己烷、環戊烷或石油醚，最優選為正己烷、環戊烷或石油醚。所述發泡酚醛樹脂混合物中還包括能夠提高氣孔穩定性的穩泡劑，所述穩泡劑的含量為2 6重量份，優選為2. 5 5. 5重量份，更優選為3 5重量份。所述穩泡劑優選為聚二甲基硅氧烷、聚山梨酯和蓖麻油聚氧乙烯醚中的一種或多種；當所述穩泡劑包括聚山梨酯時，所述聚山梨酯優選為吐溫80或吐溫60;當所述穩泡劑包括蓖麻油聚氧乙烯醚時，所述蓖麻油聚氧乙烯醚優選為EL-40或EL-80。所述發泡酚醛樹脂混合物中還包括酯類化合物，所述酯類化合物發揮傳統酸催化劑的作用，催化樹脂分子間縮聚反應的同時使得到的發泡體固化。所述酯類化合物優選為 r- 丁內酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯、甲酸甲酯、二醋酸甘油酯和三醋酸甘油酯中的一種或多種， 更優選為甲酸乙酯或乙酸乙酯。相對于酸催化劑而言，酯類化合物的酸性較低、腐蝕性較小，因此，得到的酚醛樹脂發泡體腐蝕性較低。為了提高所述酚醛樹脂發泡體的性能，所述發泡酚醛樹脂混合物優選還包括活性劑，所述活性劑的含量優選為0. 1 15重量份，更優選為1 13重量份，最優選為5 10 重量份。所述活性劑優選為間苯二酚、苯酚、甲酚和糠醇中的一種或多種，更優選為間苯二酚或苯酚。所述發泡酚醛樹脂混合物優選還包括增韌劑，所述增韌劑的含量優選為0. 1 20 重量份，更優選為1 18重量份，最優選為5 15重量份。所述增韌劑優選為乙二醇、一縮二乙二醇、丙三醇、二丙二醇、聚乙二醇、甘油、三羥甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、 聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚乙烯醇(PVA)和環氧樹脂中的一種或多種，更優選為乙二醇、丙三醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇縮丁醛或聚乙烯醇。本發明提供的酚醛樹脂發泡體優選按照以下方法制備將堿性酚醛樹脂、發泡劑、穩泡劑和酯類化合物按照本領域技術人員熟知的方法混合，得到發泡酚醛樹脂混合物；將所述發泡酚醛樹脂進行發泡和固化，得到酚醛樹脂發泡體。本發明對所述發泡和固化沒有特殊限制，可以通過雙履帶連續發泡機或噴注發泡機等實現，也可以通過模具進行發泡和固化，本發明優選通過模具進行發泡和固化。在對所述可發泡酚醛樹脂混合物進行發泡的過程中，本發明以酯類化合物取代酸催化劑進行催化和固化，因此，得到的酚醛樹脂發泡體腐蝕性較低。另外，由于本發明提供的可發泡酚醛樹脂混合物中均為有機物，相比摻雜了無機填料的可發泡樹脂來說，發泡和固化需要的時間較短，縮短了生產周期，提高了生產效率，可以實現連續生產。為了進一步說明本發明，下面結合實施例對本發明提供的酚醛樹脂發泡體進行詳細描述。以下各實施例中的堿性酚醛樹脂均為濟南圣泉基團股份有限公司提供的、型號為 JF103D的堿性酚醛樹脂，其pH值約為12，在25°C時的粘度約為150mpa. s，水分含量約為 20wt%，游離酚含量約為2wt%，游離醛含量約為0. 2wt%。實施例1向200g25°C的堿性酚醛樹脂中加入IOg正己烷和IOg吐溫80，以3000轉/min的速度攪拌20s后加入40g甲酸乙酯，以3000轉/min的速度繼續攪拌20s后倒入60°C預熱 30min的模具中，保溫15min后取出，得到酚醛樹脂發泡體。對所述酚醛樹脂發泡體進行測試，結果參見表1，表1為本發明實施例及比較例提供的酚醛樹脂發泡體的測試結果。實施例2向200g25°C的堿性酚醛樹脂中加入IOg環戊烷和IOg吐溫60，以3500轉/min的速度攪拌20s后加入60g乙酸乙酯，以3500轉/min的速度繼續攪拌20s后倒入60°C預熱 30min的模具中，保溫IOmin后取出，得到酚醛樹脂發泡體。對所述酚醛樹脂發泡體進行測試，結果參見表1，表1為本發明實施例及比較例提供的酚醛樹脂發泡體的測試結果。實施例3向200g25°C的堿性酚醛樹脂中加入IOg石油醚和10g_EL80，以3200轉/min的速度攪拌20s后加入80g甲酸乙酯，以3200轉/min的速度繼續攪拌20s后倒入60°C預熱 30min的模具中，保溫Smin后取出，得到酚醛樹脂發泡體。對所述酚醛樹脂發泡體進行測試，結果參見表1，表1為本發明實施例及比較例提供的酚醛樹脂發泡體的測試結果。實施例4向200g25°C的堿性酚醛樹脂中加入IOg正戊烷、IOg聚二甲基硅氧烷和4g間苯二酚，以3400轉/min的速度攪拌20s后加入60g甲酸乙酯，以3400轉/min的速度繼續攪拌 20s后注入管道模具中發泡，常溫固化IOmin后取出，得到酚醛樹脂發泡體。對所述酚醛樹脂發泡體進行測試，結果參見表1，表1為本發明實施例及比較例提供的酚醛樹脂發泡體的測試結果。比較例1向200g25°C的水分含量為10%的甲階酚醛樹脂中加入IOg環戊烷和IOg吐溫80， 以3000轉/min的速度攪拌20s后加入40g酸催化劑，所述酸催化劑為質量比為1 1的對本甲磺酸和磷酸的混合物，以3000轉/min的速度繼續攪拌20s后倒入60°C預熱30min 的模具中，保溫IOmin后取出，得到酚醛樹脂發泡體。對所述酚醛樹脂發泡體進行測試，結果參見表1，表1為本發明實施例及比較例提供的酚醛樹脂發泡體的測試結果。
比較例2向200g25°C的水分含量為11%的甲階酚醛樹脂中加入IOg正戊烷和IOg聚二甲基硅氧烷，以3000轉/min的速度攪拌20s后加入60g酸催化劑，所述酸催化劑為質量比為 1 1的對本甲磺酸和磷酸的混合物，以3000轉/min的速度繼續攪拌20s后注入管道模具中發泡，常溫固化IOmin后取出，得到酚醛樹脂發泡體。對所述酚醛樹脂發泡體進行測試，結果參見表1，表1為本發明實施例及比較例提供的酚醛樹脂發泡體的測試結果。比較例3向200g25°C的水分含量為11 %的甲階酚醛樹脂中加入6g有機硅系表面活性劑、 200g氫氧化鋁、4g碳酸鈣、16g異丙基氯和20g 二甲苯磺酸，攪拌混合后倒入80°C預熱 30min的模具中，保溫30min后取出，得到酚醛樹脂發泡體。對所述酚醛樹脂發泡體進行測試，結果參見表1，表1為本發明實施例及比較例提供的酚醛樹脂發泡體的測試結果。表1本發明實施例及比較例提供的酚醛樹脂發泡體的測試結果
權利要求
1.一種酚醛樹脂發泡體，由發泡酚醛樹脂混合物經發泡和固化得到，所述發泡酚醛樹脂混合物包括90 100重量份的堿性酚醛樹脂；4 15重量份的發泡劑；2 6重量份的穩泡劑；10 50重量份的酯類化合物。
2.根據權利要求1所述的酚醛樹脂發泡體，其特征在于，所述酯類化合物為r-丁內酯、 乙酸乙酯、甲酸乙酯、甲酸甲酯、二醋酸甘油酯和三醋酸甘油酯中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的酚醛樹脂發泡體，其特征在于，所述發泡劑為正戊烷、異戊烷、正己烷、環戊烷、石油醚和二氯一氟乙烷中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的酚醛樹脂發泡體，其特征在于，所述穩泡劑為聚二甲基硅氧烷、聚山梨酯和蓖麻油聚氧乙烯醚中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述的酚醛樹脂發泡體，其特征在于，所述可發泡酚醛樹脂混合物還包括0. 1 15重量份的活性劑。
6.根據權利要求5所述的酚醛樹脂發泡體，其特征在于，所述活性劑為間苯二酚、苯酚、甲酚和糠醇中的一種或多種。
7.根據權利要求1所述的酚醛樹脂發泡體，其特征在于，所述可發泡酚醛樹脂混合物還包括0. 1 20重量份的增韌劑。
8.根據權利要求7所述的酚醛樹脂發泡體，其特征在于，所述增韌劑為乙二醇、一縮二乙二醇、丙三醇、二丙二醇、聚乙二醇、甘油、三羥甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇和環氧樹脂中的一種或多種。
9.根據權利要求1 8任意一項所述的酚醛樹脂發泡體，其特征在于，所述堿性酚醛樹脂的PH值為8 13。
10.根據權利要求1 8任意一項所述的酚醛樹脂發泡體，其特征在于，所述堿性酚醛樹脂中，水分含量為IOwt % 30wt %，游離酚含量小于5wt %，游離醛含量小于2wt %，所述堿性酚醛樹脂在25°C時的粘度為50mpa. s IOOOOmpa. S。
全文摘要
本發明提供了一種酚醛樹脂發泡體，由發泡酚醛樹脂混合物經發泡和固化得到，所述發泡酚醛樹脂混合物包括90～100重量份的堿性酚醛樹脂；4～15重量份的發泡劑；2～6重量份的穩泡劑；10～50重量份的酯類化合物。其中，酯類化合物發揮傳統的酸催化劑的作用，使得到的發泡體固化。相對于酸催化劑而言，所述酯類化合物酸性較低，得到的酚醛樹脂發泡體酸性較低，腐蝕性較小。本發明以堿性酚醛樹脂為原料，進一步降低了酚醛樹脂發泡體的酸性和腐蝕性。同時，所述可發泡酚醛樹脂混合物均由有機物組成，其所需發泡和固化時間較短，縮短了生產周期，提高了生產效率，可以實現連續生產。
文檔編號C08J3/24GK102212245SQ20111012135
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月11日 優先權日2011年5月11日
發明者唐一林, 左興信, 李枝芳, 江成真, 焦壯 申請人:山東圣泉化工股份有限公司