[发明专利]一种发泡用酚醛树脂、发泡材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种发泡用酚醛树脂、发泡材料及其制备方法和应用。发泡用酚醛树脂的原料组合物包括下述组分：1份苯酚、0.01～10.5份改性生物提取物、0.1～10份多聚甲醛、0.01～10份碱性催化剂和0.01～3份水；其中，改性生物提取物的制备方法为：生物提取物和亚硫酸钠经磺化反应，干燥，即可；亚硫酸钠与生物提取物的质量比为(0.1～0.7)：1；磺化反应的温度为70～145℃。本发明中发泡用酚醛树脂的原料采用改性后的生物提取物，可有效提高反应活性；改性生物提取物无毒无害，价格低廉，提高资源利用率；制备发泡材料过程中甲醛释放量降低；并且合成出的发泡材料柔韧性佳，压缩强度和弯曲断裂力均较高。

技术领域

本发明涉及一种发泡用酚醛树脂、发泡材料及其制备方法和应用。

背景技术

酚醛泡沫塑料以其耐燃性好、发烟量低、高温性好、性能稳定、绝热隔热、隔音、易成型加工及较好的耐久性而名列所有泡沫塑料的前列，被称为“第三代新兴保温材料”或“保温之王”。低毒、阻燃是酚醛树脂泡沫的优异性能，使之引起技术开发的高速发展。同时传统酚醛泡沫中也存在很大问题，例如现有的酚醛泡沫脆性大，强度及韧性较差，在使用过程中易脱落，钻孔裁切时容易掉渣。另外，用于发泡的酚醛树脂中游离单体含量偏大，致使酚醛泡沫体气味大，在加工和应用过程中都会对环境和人体造成一定影响。这些缺点都限制了酚醛泡沫的应用。

随着人类环境意识和资源危机的日益增强，如何有效地综合利用生物质资源代替石化原料，已经成为越来越热的话题和研究方向。

因此，本领域亟需研发一种原料无毒无害，来源广泛，使用过程中游离醛的含量低，力学性能良好的发泡用酚醛树脂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中酚醛泡沫在使用过程中游离醛高、脆性大、强度低等问题而提供一种发泡用酚醛树脂、发泡材料及其制备方法和应用。本发明中发泡用酚醛树脂的原料采用改性后的生物提取物，可有效提高反应活性；改性生物提取物取之于木材，无毒无害，价格低廉，实现废物利用，提高资源利用率；使用本发明合成的发泡用酚醛树脂在制备发泡材料过程中单体之间反应充分，甲醛释放量大大降低；并且合成出的发泡材料柔韧性佳，压缩强度和弯曲断裂力均较高。

发明人在研发过程中发现，通过磺化反应可将生物提取物分子链上接枝磺化基团，可有效提高反应活性；合成的发泡材料中含有磺酸根基团，其柔韧性、压缩强度和弯曲断裂力均有所提高。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

本发明提供一种发泡用酚醛树脂的原料组合物，其包括下述组分：1份苯酚、0.01～10.5份改性生物提取物、0.1～10份多聚甲醛、0.01～10份碱性催化剂和0.01～3份水；

其中，所述改性生物提取物的制备方法为：生物提取物和亚硫酸钠经磺化反应，干燥，即可；所述亚硫酸钠与所述生物提取物的质量比为(0.1～0.7)：1；所述磺化反应的温度为70～145℃。

所述改性生物提取物的制备方法中，所述生物提取物的固含量可为本领域制备木浆过程中产生的造纸废弃物的常规固含量，较佳地为20％～80％，更佳地为50％。本发明中，所述生物提取物的固含量一般指生物提取物除溶剂后的干物料占所述生物提取物的质量百分比。

所述改性生物提取物的制备方法中，所述亚硫酸钠与所述生物提取物的质量比较佳地为(0.3～0.7)：1，更佳地为(0.4～0.7)：1。发明人在研发过程中发现，当亚硫酸钠的用量低于0.1：1时，导致磺化程度不够，在发泡时生物提取物分子链伸展不及时，发泡成型后未完全磺化的部位会留下孔洞，影响压缩强度和弯曲断裂力；当亚硫酸钠的用量高于0.7：1时，因为其成分是无机盐，在发泡时，盐分结晶存在于发泡材料中，检测时会影响弯曲断裂力。