[发明专利]一种低密度高强度酚醛泡沫的研制方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑外墙材料技术领域，具体涉及一种低密度高强度酚醛泡沫的研制方法。

背景技术

与一些发达国家相对比，尽管我们国家近几年的经济发展迅猛，但是考查一下单位建筑工程的经济资源投入，我们的成本明显要高出3-5倍。虽然我国经济投入量大，但是有些开发商为赚取高额收益，依然使用不达标准的易燃保温材料。近些年来发生的一系列火灾，无不让人心惊胆战。火灾地点逐年增多，如：央视大楼新址、上海的建筑工地、南京中环广场、济南奥体中心等等，所以使用安全节能的材料势在必行。

酚醛泡沫凭借自身优异的性能：保温效果好、难燃、无毒、低烟等一系列优点日渐进入人们的视野，其在工程中的发展使用已经迅速的脱颖而出。然而，酚醛树脂也存在着致命的缺点：质脆、容易掉渣、强度低等。目前国内有很多酚醛泡沫的生产厂家，但这些厂家生产的酚醛泡沫保温板普遍存在脆性大、机械性能差、酸性强等问题。机械性能差的酚醛泡沫容易开裂给施工带来了不便，而酸性强的酚醛泡沫板在外墙保温中会腐蚀墙体和金属材料对建筑物造成损害，此外酚醛泡沫生产成本较高，也在一定程度上限制了酚醛泡沫的应用范围。虽然很多专家研究出了改善酚醛泡沫缺点的一些方法，但这些方法还不成熟，要么工艺复杂难于实施，要么酚醛泡沫的增韧效果不明显，要么成本较高，因此给酚醛泡沫的大范围推广带来了困难。人们一直在积极寻找酚醛泡沫改性的方法，如专利申请号为95224169.2、201410341475.7等专利中介绍的有关改性酚醛泡沫产品，虽然产品在产量、阻燃性有所提高，但在表面强度、热损耗等方面仍达不到建筑外墙保温材料的应用标准，且生产成本较高。

为了将酚醛树脂更好的服务于人们的生活，必须对树脂进行各种改性的尝试。优化酚醛树脂的合成工艺、合成优异的酚醛树脂、选择合适的增韧剂对解决酚醛泡沫的上述问题至关重要。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供了一种低密度高强度酚醛泡沫的研制方法。

该酚醛泡沫的导热系数低，力学性能提高，得到适用于建筑工程中耐火、保温、增韧的材料。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种低密度高强度酚醛泡沫，按重量份数计算，包括以下原料。

酚醛树脂100份、表面活性剂4~9份、发泡剂4~10份、固化剂20~30份。

进一步，所述的表面活性剂为吐温80、十二烷基磺酸钠、OP-10中的一种或几种。

进一步，所述的固化剂为盐酸、磷酸、对甲苯磺酸和工业废酸中的一种或几种。

进一步，所述的发泡剂为正戊烷、异戊烷、环戊烷中的一种或几种。

改性二硫化钼：研磨二硫化钼，取适量的二硫化钼和乙醇于四口瓶搅拌均匀，随后取偶联剂加入少量蒸馏水，超声振荡持续1h，将四口瓶放在75℃水浴中恒温6h，抽滤、洗涤，最后在80℃的条件下干燥。所述的偶联剂为硅烷偶联剂A1160、KH550和KH560中的 一种或几种。

上述低密度高强度酚醛泡沫的研制方法，其特征在于步骤如下。

（1）改性酚醛树脂的制备：在四口瓶中加入苯酚、催化剂（50%氢氧化钠溶液）、脲素和改性的二硫化钼，升温至50~70℃，加入甲醛，反应一段时间后加入多聚甲醛，反应一段时间再加入催化剂，升温至80~85℃再反应2~3小时，在树脂粘度达到2000~8000 MPa·S时降温至70℃，然后加入甲酸调节pH至中性，冷却出料得到所需酚醛树脂。

（2）酚醛泡沫的制备：在四口瓶中按比例加入步骤（1）中合成的偶联剂接枝二硫化钼改性的酚醛树脂100份，再按比例加入表面活性剂、发泡剂、固化剂，搅拌均匀后倒入模具中，放到70℃的干燥箱中发泡，达到发泡要求后取出模具冷却得到酚醛泡沫保温板。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。

硅烷偶联剂处理后能够使二硫化钼接枝上氨基，同时，酚醛树脂中有含有羟甲基，所以利用二者反应，达到增强粘结性的效果，提高产品的力学、耐水、抗老化等性能，并改善二硫化钼在酚醛树脂的相容性和分散性，从而在酚醛树脂合成过程中可以使二硫化钼更好的分散在合成树脂中。

被试剂处理过的颗粒具备新的功能，改善了粒子的分散性及与有机物的相容性。通过掺入接枝二硫化钼降低了酚醛泡沫的导热系数，不仅提高酚醛泡沫的力学性能，而且使泡沫的耐热性和阻燃性提高，得到适用于建筑工程中耐火、保温、增韧的材料。