[发明专利]一种酚醛树脂组合物及其制备的发泡材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种酚醛树脂组合物，进一步讲，涉及一种由该酚醛树脂组合物制备的发泡材料。

背景技术

因为建筑物能耗较高，在现在能源日趋紧张的情况下，对建筑物进行节能保温是一项必要的措施。

酚醛泡沫保温材料阻燃效果好，在明火条件下不滴落、不燃烧、没有有毒有害气体放出，但是其脆性大、易粉化，使得运输和施工都有一定的难度，限制其应用。

目前使用的方法是将酚醛泡沫和聚苯乙烯泡沫组成复合泡沫材料，制备出同时具有酚醛的阻燃性和发泡聚苯乙烯的保温性能的保温材料。由于发泡聚苯乙烯珠粒的耐热温度低于90℃，所以目前在制备过程中，采用的酚醛树脂都是液态酚醛树脂，即采用将发泡聚苯乙烯珠粒和液态酚醛树脂混合的方法制备酚醛泡沫和聚苯乙烯泡沫组成的复合泡沫材料以及相应的板材。但是由于所得到的最终板材的结构以及制备过程的不易控制，使这一方法的应用受到限制，例如，这一方法得到的树脂板材结构不均匀，发泡聚苯乙烯珠粒的密度远远小于液体酚醛树脂，当酚醛树脂没有完全固化时，尤其是在酚醛树脂发泡阶段，发泡聚苯乙烯珠粒会上浮，高密度的酚醛树脂会下沉。将所制备的树脂板材剖开就会发现，板材上部的发泡聚苯乙烯珠粒多于下部，造成板材上部易碎。同时酚醛树脂的发泡并不均匀，板材顶部的膨胀相对于底部更加自由，造成板材上部的机械性能更差。而且由于发泡聚苯乙烯珠粒和液态酚醛树脂组合物的保存期短，限制了发泡聚苯乙烯珠粒和液态酚醛树脂组合物的产量，无法大批量的生产相应的树脂板材，造成树脂板材难以工业化生产。

专利GB2013209为了克服最终树脂板材结构不均匀的缺点，对液态酚醛树脂及其固化剂和发泡剂等组分进行了严格的规定，使酚醛树脂的发泡或膨胀过程与其固化步骤分开，同时整个制备过程中对各个步骤的温度的控制十分严格，所以整个制备过程加热过程复杂，对于温度的限定很严格，但并没有解决发泡聚苯乙烯珠粒和液态酚醛树脂组合物的保存期短，无法大批量地生产相应树脂板材的缺点。

发明内容

为了全面地解决现有技术中存在的问题，本发明人通过系统地研究发现，在制备酚醛树脂/发泡树脂珠粒复合材料的过程中必须采用固态酚醛树脂，而且还必须保证在固态酚醛树脂的熔融过程中，树脂材料的发泡珠粒不软化塌泡。即将固态酚醛树脂和热变形温度在90℃以上的树脂发泡珠粒混合，并将酚醛树脂固化后，就可以制备出结构均匀、阻燃性能和保温性能优异的发泡材料。由于采用固态酚醛树脂而且发泡树脂珠粒的热变形温度高，所以本发明的酚醛树脂/发泡树脂珠粒组合物没有保存期短的问题，也不受固化条件的影响，制备工艺简单，易于工业化，便于推广应用，产品的成本不高，性能优异，可以作为遇明火不燃烧的隔音材料、减震材料、仿木材料等，尤其是可以作为各种高效安全的遇明火不燃烧的保温材料使用，例如可以作为建筑行业的遇明火不燃烧的、安全的保温板材使用。

因此，本发明的第一个目的是提供一种酚醛树脂组合物，该组合物没有保存期短的问题。

本发明的第二个目的是提供一种发泡材料及其制备方法，该发泡材料具有低的导热系数和优异的阻燃性能。

本发明的第三个目的是提供一种成型材料，该成型材料可以作为遇明火不燃烧的保温材料、隔音材料、减震材料、仿木材料等使用。

本发明的酚醛树脂组合物，包含固态酚醛树脂和发泡树脂珠粒，所述发泡树脂珠粒所采用的发泡基础树脂为在0.45MPa负荷下热变形温度高于90℃、优选高于100℃、更优选高于110℃的树脂。

用作发泡基础树脂的高分子材料的热变形温度按照GB/T 1634-2004进行测试，测试所用负荷为0.45MPa，升温速率（120±10）℃/h。

固态酚醛树脂和发泡树脂珠粒的体积比为5︰95～95︰5，优选5︰95～80︰20，更优选5︰95～40︰60。

上述酚醛树脂是通过缩聚酚和醛来制备的。本发明对酚醛树脂的种类没有限制，可以为热固性酚醛树脂，也可以为热塑性酚醛树脂。

用于制备所述酚醛树脂的酚类没有特别的限定，例如可以包括下列中的任何一种：苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、邻乙基苯酚、间乙基苯酚、对乙基苯酚、邻丙基苯酚、间丙基苯酚、对丙基苯酚、对仲丁基苯酚、对叔丁基苯酚、对环己基苯酚、对氯苯酚、邻溴苯酚、间溴苯酚、对溴苯酚、α-萘酚、β-萘酚、间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚、2，2-双（4’-羟基苯基）丙烷、双（羟基苯基）甲烷、双（羟基萘基）甲烷、四甲基联苯酚、联苯酚、三（羟基苯基）甲烷等。其中，优选苯酚。这些酚可以单独使用或者以其两种或更多种的任意组合形式使用。