[发明专利]碳泡沫酚醛树脂的改性及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酚醛树脂改性及其制作方法，其适用于发泡，高温灼烧后制得碳泡沫制品。

背景技术

普通的酚醛树脂大多是采用热固性酚醛树脂的合成方法合成的。具体来说，其采用苯酚和过量的甲醛水溶液（甲醛含量为37%的水溶液）在碱性物质（如：氨水、氢氧化钠、氢氧化钡等）催化下，经过聚合反应制得。在生产过程中需要真空脱水，从而产生含酚及醛的废水。众所周知，废水的排放必定造成环境污染。并且，用这种方法生产的酚醛树脂制得的碳泡沫材料强度较低、韧性差，达不到作为碳泡沫材料的使用要求。再者，不加改性合成的酚醛树脂的残炭率在40～45%，而碳泡沫对酚醛树脂的残炭要求非常高，残炭率越高制得的的泡体材料的强度越高，而我们通过添加改性剂可以得到残炭率在50～60%的高残炭改性酚醛树脂。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种改性碳泡沫酚醛树脂及其制作方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

改性碳泡沫酚醛树脂，其特征在于包含下述原料：

苯酚            100摩尔份数；

多聚甲醛        120—180摩尔份数；

改性剂          10—15摩尔份数；

硅烷偶联剂      0.1%—0.2%相对于苯酚的质量分数；

催化剂          0.2—4摩尔份数。

上述的改性碳泡沫酚醛树脂，其中，多聚甲醛的摩尔份数的换算是根据多聚甲醛的质量分数进行换算。（现市场上大多数工业用多聚甲醛的质量分数为92%、93%、96%、98%）

上述的改性碳泡沫酚醛树脂，其中：所述的改性剂为氰胺类或硼化物改性剂。

进一步地，上述的改性碳泡沫酚醛树脂，其中：所述的改性剂为三聚氰胺、二聚氰胺或硼化物。

再进一步地，上述的改性碳泡沫酚醛树脂，其中所述的催化剂是氨水、氢氧化钠、氢氧化钡或碳酸钠。

改性碳泡沫醛树脂的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，按配比将苯酚、多聚甲醛、改性剂、催化剂作为原料加入到反应釜中进行搅匀；

步骤二，加热到70—80℃后停止加热，保温3—5小时；

步骤三，停止反应降温加入硅烷偶联剂后获取成品。

本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：其相对现有合成酚醛树脂的方法，其主要添加了硅烷偶联剂，增加了树脂基与无机类物质的连接力，从而极大增加了碳泡沫制品的强度，并通过添加了氰胺类和硼化物改性剂，提高了合成树脂的韧性及树脂的残炭；同时，把现有甲醛水溶液原料更换为多聚甲醛，这样在制造过程中不会产生含酚和醛的废水，克服了普通制造工艺中有废水产生的缺陷，有利于环保，其利用碳泡沫树脂发泡灼烧制得的碳泡沫材料，具有轻质、高强度、绝热等特性。

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

具体实施方式

本发明的改性碳泡沫酚醛树脂，其与众不同之处在于包含下述原料：100摩尔份数的苯酚、120—180摩尔份数的多聚甲醛、10—15摩尔份数的改性剂a、0.1%—0.2%相对于苯酚的质量分数的改性剂b、0.5—4摩尔份数催化剂；其中，改性剂b为硅烷偶联剂。

进一步来看，经过多次对比试验得出，改性剂a包括三聚氰胺、二聚氰胺、硼酸锌，可以得出较佳的效果。催化剂采用碱性物质，尤其以氨水、氢氧化钠、氢氧化钡、碳酸钠制备起来效果较佳。

结合本改性碳泡沫酚醛树脂的制造方法来看，其包括以下步骤：首先，按配比将苯酚、多聚甲醛、改性剂a、催化剂作为原料加入到反应釜中进行搅匀。随后，加热到70—80℃后停止加热，保温3—5小时。最后，停止反应降温加入改性剂b搅拌10分钟后即可获取成品。

〖实施例一〗

改性碳泡沫酚醛树脂的制造方法：首先，准备100摩尔份数的苯酚、120摩尔份数的多聚甲醛。同时，准备15摩尔份数的三聚氰胺作为改性剂a、4摩尔份数的氨水作为催化剂。

随后，将以上配比的原料分别加入到反应釜中搅拌均匀。之后加热到80℃后停止加热。接着，在常压下保温5小时。

最后，停止反应，使得反应釜中的材料进行降温，加入0.1%相对于苯酚的质量分数的改性剂b后搅拌10分钟继而制得所需改改性碳泡沫酚醛树脂。