[发明专利]一种新型环保型酚醛泡沫塑料的制备方法

说明书

本发明涉及一种新型环保型酚醛泡沫塑料的制备方法。本制备方法的特点是零甲醛加入，简化了生产工艺，大大降低操作车间和最终产品的VOC排放，且提高了酚醛泡沫的韧性和耐水性。所制备的酚醛泡沫泡孔细密，吸水率为3.5‑5％，掉渣率5‑10％，VOC排放苯酚低于10mg/m3，甲醛低于3mg/m3。

技术领域

本发明涉及一种新型环保型酚醛泡沫塑料的制备方法，属于材料领域。采用零甲醛加入，简化了生产工艺，大大降低操作车间和最终产品的VOC排放，且提高了酚醛泡沫的韧性和耐水性。

背景技术

近年来，随着建筑、石油化工、船舶等产业的快速发展，质轻、防火、低毒的材料逐渐受到重视。在常用的隔热泡沫材料中，酚醛泡沫塑料具有其他泡沫塑料无法比拟的优势而受到广泛应用。2016年酚醛泡沫占有机保温材料市场份额10％，达到500万立方米。为了达到国家十三五期间75％的节能目标，每年将新增有机类保温材料约5000万立方米，其中酚醛泡沫每年新增750-1500万立方米，达到1250-2000万立方米，形成75-120亿的市场。2017年北京数个老小区正在进行墙体保温改造，均采用5cm厚的酚醛泡沫塑料。随着国家住建部对保温材料阻燃性要求日益严格，自阻燃保温性能良好的酚醛泡沫材料黄金发展期。

生产发泡酚醛树脂的主要原料是苯酚和甲醛，特别是甲醛，分子量小很容易挥发到空气中，严重污染生产车间的空气，对工人的身体健康构成严重威胁。2004年6月世界卫生组织在其153号出版物中，将甲醛上升为第一类致癌物质。目前文献报道的降低游离甲醛的方法主要是在发泡酚醛树脂的反应后期加入缚醛剂，原料采用液体甲醛或者多聚甲醛，在加料过程中不可避免地有甲醛挥发到空气中，刺激工人的眼镜和呼吸系统。我国规定现有酚醛树脂行业自2017年7月1日起执行《酚醛树脂行业大气污染物排放控制标准》，规定生产车间酚类污染物排放限值20mg/m³，甲醛5mg/m³。本发明采用零甲醛加入的方法制备发泡酚醛树脂并进一步制备增韧耐水性酚醛泡沫，大大降低降低操作车间和最终产品的VOC排放。

发明内容

本发明涉及一种零甲醛加入发泡酚醛树脂和酚醛泡沫制备方法。

一种新型环保型酚醛泡沫塑料的制备方法。本方法特征在于：(1)新型发泡树脂的制备。以苯酚和二甲苯树脂为原料，首先将二甲苯树脂中加入适量酸和水，在60℃下搅拌一段时间后用弱碱性催化剂调pH至8.5-9.5，加入适当质量比例的苯酚，60-70℃反应2-3h后，升温到80-85℃反应1-2h，降温加入缚醛剂，最后加入2-6％非离子表面活性剂搅拌均匀出料。(2)新型环保型酚醛泡沫塑料的制备。将步骤(1)得到的发泡酚醛树脂与匀泡剂、发泡剂充分搅拌均匀，再加入固化剂快速搅拌均匀，倒入预先加热好的70-80℃的模具中发泡固化5-10min，得到新型环保型酚醛泡沫塑料，该酚醛泡沫泡孔细密，吸水率为3.5-5％，掉渣率5-10％，VOC排放苯酚低于10mg/m³，甲醛低于3mg/m³。

所用的制备发泡酚醛树脂主要原料为苯酚和二甲苯树脂(分子量为250-700)。

所用的作用于二甲苯树脂的酸是硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、苯酚磺酸等。

所用的弱碱性催化剂主要有金属氧化物，如氧化镁，氧化锌，氧化钙，氧化铝等，碱式盐主要有钠(钾)基碱性弱碱盐，碳酸氢钠(钾)，碳酸钠(钾)，亚硫酸钠(钾)；

所用的苯酚与二甲苯树脂与苯酚的质量比为100∶68.4-100∶334；

所用的缚醛剂可以是与游离甲醛等摩尔数的尿素、硫脲、双氰胺或三聚氰胺；

所用的非离子表面活性剂是吐温-80，吐温-40或DC-193；

所用的发泡剂是正戊烷，正戊烷与异戊烷的混合物；

所用的固化剂是对甲苯磺酸、磷酸、苯磺酸、乙酸和水的混合物，质量比为5∶3∶1∶1∶2；