[发明专利]一种发泡用改性酚醛树脂、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改性酚醛树脂、发泡材料及其制备方法和应用。发泡用改性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：(1)造纸废弃物和弱氧化剂经混合反应，调节pH至7～12，制得改性造纸废弃物；(2)改性造纸废弃物、苯酚和甲醛经混合反应，制得物料A；(3)在pH为8～12的条件下，将物料A和甲醛经混合反应，降温，调节pH至6.5～7，即可；步骤(1)中，造纸废弃物与弱氧化剂的质量比为1：(0.06～0.1)。本发明发泡用改性酚醛树脂的制备方法提高了甲醛、苯酚和造纸废弃物之间的结合能力，降低了游离醛和游离酚的含量，制备工艺简单，甲醛的用量偏少，成本低，实现资源高度利用；制备的发泡用改性酚醛树脂粘度低。

技术领域

本发明涉及一种发泡用改性酚醛树脂、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、阻燃性酚醛树脂泡沫的优异性能，使之引起技术开发的高速发展。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。

国内外对木质素在酚醛树脂中的应用做了大量研究，并取得了一些进展：日本的Lee将木材用硫酸做催化剂，苯酚作液化剂制备酚醛树脂；国内的张文博将杨树皮用硫酸作催化剂、苯酚作液化剂制备酚醛树脂；黄元波以苯酚为液化剂，以浓硫酸为催化剂，液化核桃壳粉；张金萍等以苯酚为液化剂，浓硫酸作催化剂，对竹粉进行液化，竹粉替代40％苯酚制备甲阶酚醛树脂，结果发现上述方法制得的酚醛树脂的黏度均很大，其黏度范围在20000～80000mPa·s之间，无法发泡。

同时，传统酚醛泡沫中也存在很大问题，由于现有的酚醛泡沫中孔径较大，酚醛泡沫塑料具有脆性大，强度和韧性较差，高开孔率的缺点，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。此外，酚醛泡沫开孔率偏高，易吸水。这些缺点都限制了酚醛泡沫的应用。

提高酚醛泡沫韧性的方法一般是在酚醛树脂发泡过程中加入增韧组份，各种增韧组份的加入虽然对泡沫的韧性有一定提高，但是却降低了酚醛泡沫的阻燃性等性能。大量增韧组份的加入还会影响泡沫微观结构，使泡沫开孔率和孔径增大，导热系数增大，从而影响到泡沫的隔热性能。

因此，本领域亟需研发一种粘度低、不易掉渣，力学性能良好的发泡酚醛树脂。

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树脂存在粘度高、容易掉渣，强度低和脆性大等缺陷而提供一种发泡用改性酚醛树脂、发泡材料及其制备方法和应用。本发明中发泡用改性酚醛树脂的制备方法有效地提高了甲醛、苯酚和造纸废弃物之间的结合能力，大大降低了游离醛和游离酚的含量，制备工艺相对简单，易操作，甲醛的用量相对偏少；制备的发泡用改性酚醛树脂粘度低，掉渣率低，力学强度高。采用造纸废弃物替代苯酚，既可有效降低生产原料成本，也可消耗造纸废弃物，缓解废物处理压力。

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改性酚醛树脂的制备方法，其包括下述步骤：

(1)造纸废弃物和弱氧化剂经混合反应，调节pH至7～12，制得改性造纸废弃物；

(2)所述改性造纸废弃物、苯酚和甲醛经混合反应，制得物料A；

(3)在pH为8～12的条件下，将所述物料A和甲醛经混合反应，降温，调节pH至6.5～7，即可；

步骤(1)中，所述造纸废弃物与所述弱氧化剂的质量比为1：(0.06～0.1)。