[发明专利]低酸性酚醛树脂泡沫及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于酚醛树脂泡沫及其制备技术领域，尤其涉及一种低酸性酚醛树脂泡沫及其制备方法。

背景技术

现有隔音、保温材料主要以聚氨酯、聚苯乙烯等泡沫材料为主，它们的缺点是易燃、烟雾大，一旦发生火灾，人民的人身生命和财产安全就会面临极大威胁。而酚醛泡沫是一种性能优异的绝热、阻燃材料，其重量轻、刚性大、尺寸稳定性好、耐化学腐蚀性好、耐热性好、难燃、自熄、低烟雾、耐火焰穿透、遇火无滴落物、价格低廉，是建筑、石油化工等行业理想的隔音、保温材料。

酚醛树脂的优点突出，但缺点也同样明显，其中一个很大的缺点就是酚醛泡沫的固化因是在酸性条件下进行的，这样就使得酚醛泡沫固化成型以后其中残留有大量酸，导致酚醛泡沫本身具有很强的腐蚀性，很容易腐蚀和它接触的材料，比如覆在酚醛泡沫上的铝箔，这无疑限制了酚醛泡沫的广泛应用。为了解决这一问题，专利申请号为CN200910015329.4中公开了一种降低泡沫材料腐蚀性方法。该方法在以盐酸作固化剂时，首先用真空法除去成型产品中易挥发物，再用NH₃中和除去残存的酸或将产物在80-130℃条件下热处理，或在树脂配方添加中和剂等。这些方法虽可在一定程度上降低产物的酸性，但无疑会增加生产环节，使生产工艺复杂化，并增加成本。美国专利US4122045则公开了一种利用四硼酸钠降低酚醛泡沫酸性的方法。该方法虽称通过加入四硼酸钠可以降低酚醛泡沫的酸性，但并未给出降低后的效果数据。本发明人对其进行了验证，发现该方法降酸效果并不明显，制备的泡沫酸性依然比较强（pH为2-3）。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种低酸性酚醛树脂泡沫。本发明的另一目的是提供上述低酸性酚醛树脂泡沫的制备方法。

本发明提供的低酸性酚醛树脂泡沫，其特征在于该泡沫按质量份计是由以下组分经发泡固化所得：

且该泡沫的pH值为4～6。

以上泡沫中所含的可发性酚醛树脂既可采用市售的，也可采用按以下方法合成的，优选按以下方法合成的。合成方法的工艺步骤为：将100份苯酚和20份20％的NaOH溶液加入到三口烧瓶中，一边加热一边搅拌；当温度升高到80℃后，再分4批加入57份固体甲醛，每批之间间隔15分钟；加完后反应3.0h，将所得酚醛树脂冷却至室温后再用醋酸中和至中性即可。

以上泡沫中所含的表面活性剂为吐温系列、硅油系列或烷基酚聚氧乙烯醚系列表面活性剂中的任一种。优选吐温80或op-10表面活性剂。

以上泡沫中所含的填料为由低熔点有机化合物与碱性氧化物或氢氧化物或碳酸盐粉末所形成的包覆物，其粒径为40～160目。其中低熔点有机化合物为固体石蜡、硬脂酸或十八醇中的任一种；碱性氧化物或氢氧化物或碳酸盐粉末为氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、氧化钙、碳酸钙、碳酸铵或碳酸氢铵粉末中的任一种。优选氧化镁和氧化钙。该填料的具体制备方法是：

先将质量比为1:1～3的低熔点有机化合物与碱性氧化物或氢氧化物粉末加入到高速混合机中快速搅拌，随着搅拌机内温度不断升高，低熔点有机化合物逐渐熔融并包覆到碱性氧化物或氢氧化物上，冷却，然后将其粉碎过筛得粒径为40～160目的填料。

或者先将质量比为1:1～3的低熔点有机化合物与碱性氧化物或氢氧化物粉末加入容器中，并将容器置入80℃的水浴中边加热边不断搅拌，直到低熔点有机化合物逐渐熔融并包覆到碱性氧化物或氢氧化物上，冷却，然后将其粉碎后过筛得粒径为40～160目的填料。

以上泡沫中所含的发泡剂为正戊烷、己烷、环戊烷或石油醚中的任一种；固化剂为甲基磺酸、对甲苯磺酸、草酸、甲酸、甲基磺酸、浓盐酸和磷酸中的至少一种。

本发明提供的上述的低酸性酚醛树脂泡沫的制备方法，其特征在于该方法是先将可发性酚醛树脂100份、表面活性剂2～8份、填料2～6份、发泡剂4～10份搅拌均匀后，然后加入固化剂8～15份再搅拌1～3分钟，其后将其加热至60～80℃下发泡并固化10～30分钟即可，所用物料的份数均为质量份。

以上方法中所用的可发性酚醛树脂既可采用市售的，也可采用按以下方法合成的，优选按以下方法合成的。合成方法的工艺步骤为：将100份苯酚和20份20％的NaOH溶液加入到三口烧瓶中，一边加热一边搅拌；当温度升高到80℃后，再分4批加入57份固体甲醛，每批之间间隔15分钟；加完后反应3.0h，将所得酚醛树脂冷却至室温后再用醋酸中和至中性即可。