[发明专利]一种轻质阻燃酚醛泡沫材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种轻质阻燃酚醛泡沫材料及其制备方法，属于保温材料技术领域。本发明利用亚麻油分子中的双键参与反应成为聚合物结构的一部分，使改性后酚醛树脂固化物呈现出互穿聚合物网络结构，有效提高酚醛树脂的耐热性和热稳定性能，并包裹住二硼化钛，通过二硼化钛在高温下与含氧气体发生氧化还原反应，将裂解气体中的C和O元素吸收并转化为无定形碳和TiO2等固相产物，抑制树脂基体更大程度的氧化裂解，同时作为增强体嵌入在酚醛泡沫的骨架中，使骨架的致密性增加，增强了酚醛泡沫高温裂解产物的整体性，增加复合材料高温裂解后的残重和强度，明显增强材料的阻燃和防火性能。

技术领域

本发明涉及一种轻质阻燃酚醛泡沫材料及其制备方法，属于保温材料技术领域。

背景技术

酚醛泡沫是以酚醛树脂为基体，加入固化剂、表面活性剂、发泡剂及其他助剂，在树脂固化的同时，把发泡剂产生的气体分散在其中而形成的泡沫材料。酚醛泡沫塑料的开发始于20世纪40年代，距今已有70余年。因其具有阻燃、低烟、自熄、尺寸稳定、遇火热分解不释放有害气体等独特的性能，其防火性能远优于其他各种泡沫塑料，可使火灾的危害大大降低，尤其以优良的保温隔热性能被誉为“保温材料之王”。已将其复合泡沫材料大量用于飞机、船舶、车辆、隧道、油井、矿山等防火要求严格的墙体、板材、部件等，但因其生产工艺复杂，生产过程中物料稳定性差，抗冲击性能和抗损伤能力差等原因其发展速度远不及聚苯乙烯、聚乙烯、聚氨酯等泡沫塑料。

同时，近年来由保温材料引发的火灾事故频发，给人民的生命和财产造成巨大的损失。因此国家对泡沫材料的热稳定性和阻燃性能提出了更加严格的要求，酚醛泡沫因其阻燃耐热、烟浓度和烟毒性低、耐火焰穿透、遇火无滴落、热稳定好、耐化学试剂盒有机溶剂等优点而逐渐受到广泛关注。酚醛泡沫塑料是一种自阻燃型泡沫塑料，在燃烧过程中不会发生熔融，亦不会产生流滴，低烟和低毒特性。近年来国内外已开发出连续发泡成型装置，可以预见，酚醛泡沫塑料因其突出的难燃、低烟、低毒特性和耐热性等优点，将在建筑工业作为理想的隔热结构材料而将得到更为广泛的应用。研究适于酚醛泡沫的协同阻燃体系，开发高阻燃性能的酚醛泡沫保温材料，对实现节能减排，实现可持续发展战略，保护广大人民的生命与财产安全具有积极的社会意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对普通的酚醛泡沫材料抗冲击性能和抗损伤能力差、耐火性能较差的问题，本发明提供了一种轻质阻燃酚醛泡沫材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：

一种轻质阻燃酚醛泡沫材料，其特征在于，包括如下按重量份配比的原料：

100～200份改性酚醛树脂，10～20份改性硅藻土，4～8份吐温-80，3～6份固化剂，10～20份正戊烷。

所述改性酚醛树脂为苯酚与亚麻油在酸性条件下反应制成亚麻油-苯酚预聚体，再与甲醛在碱性条件下反应生成树脂，并包裹二硼化钛制得。

所述苯酚、亚麻油、甲醛的质量比为9：10：5.4，所述二硼化钛用量为苯酚质量的5%。

所述酸性条件为滴加质量分数为20%盐酸调节pH至3～5。

所述碱性条件为用质量分数为20%氢氧化钠溶液调节pH至9～10。

所述改性硅藻土为硅藻土与多壁碳纳米管超声分散在去离子水中，保温反应后过滤洗涤干燥制得。

所述硅藻土与多壁碳纳米管的质量比为10：1。

所述固化剂为对苯磺酸、苯酚磺酸、二甲苯磺酸、醋酸、硫酸、磷酸中的一种或多种。

所述的一种轻质阻燃酚醛泡沫材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：