[发明专利]一种聚氨酯/酚醛泡沫保温材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于泡沫保温材料领域，具体涉及一种反应效率高、工艺简单、可操作性强、污染小、韧性好的聚氨酯/酚醛泡沫保温材料的制备方法。

背景技术

酚醛树脂是以酚和醛缩聚而成的树脂的统称，作为三大合成热固性树脂之一，是最早开发并实现工业化生产的合成树脂品种。从1905年其创始人美国科学家Dr.Leo Backeland将酚醛树脂第一次投入商业化生产，至今已有一百年的历史。由于其原材料来源较广，生产工艺和设备不太复杂，产品性能优良，在许多生产和生活领域得到了广泛应用。例如可制备涂料、胶粘剂、耐酸胶泥、酚醛塑料、酚醛泡沫等[金文芷.型砂化学[M].上海：上海科学技术出版社，1985；朱永茂，殷宜初.酚醛泡沫体及其夹芯板材开发进展[J].热固性树脂，2003，18(5)：30-32；殷宜初.二十一世纪的尖端复合材料和加工应用技术[J].高分子材料，1992，4：32-35]。也正因如此，它引起人们广泛重视和深入研究[Drumm MF，LeBlanc JR，Solomon DH.Stepgrowth polymerizations[M].3rd ed.New York：Marcel Dekker，1972；Solomon DH.The chemistry of organic film formers[M].NewYork：Krieger，1977；Knop A，Pilato LA.Phenolic resins[M].Berlin：Springer，1985]。虽然酚醛泡沫塑料用于结构性材料中有着令人满意的性能，如尺寸稳定性好、具有阻燃性、泡沫密度范围宽等，但是它的酥脆性的特点，用作保温隔热材料并不理想，因此抑制了酚醛泡沫塑料的发展。

近年来，由于聚氨酯材料的优良性能，使其发展极为迅速，应用面逐步扩大。与其它有机高分子材料一样，聚氨酯是一种可燃性较强的聚合物，特别是泡沫塑料，密度小、比表面积较大、绝热性好，但是燃烧问题阻碍聚氨酯材料发展[朱国强、董铭、顾志宏，阻燃性软质聚氨酯泡沫塑料的研制，聚氨酯工业，1996(1)；徐红岩、陈苏，JS-N350聚醚多元醇在高回弹冷固化泡沫中的应用研究，金陵石油化工，1989(6)；苏栋梁、李海洲、黄儒深、戚天游，软质聚氨酯泡沫塑料技术的研究，消防技术与产品信息，1997(12)]。

中国专利CN200310113967中提到的增韧酚醛泡沫制作和美国专利US6476090“phenolic foam”中主要通过发泡剂、助剂改进泡沫；中国专利CN200610024607.9主要通过腰果壳油改性泡沫性能，泡沫粉化以及酚废水的处理得到了改善，但是泡沫韧性改善一般。

有文献报道通过采用聚氨酯改性酚醛泡沫的方法，但其聚氨酯弹性预聚体的加入量仅为3％，并且聚氨酯不能与酚醛树脂很好的互溶(程珏.梁明莉.金关泰，聚氨酯预聚物改性酚醛泡沫塑料脆性韵研究，塑料工业，第32卷第1期，2004年1月)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反应效率高、工艺简单、可操作性强、污染小、韧性好的聚氨酯改性酚醛泡沫保温材料的制备方法。本发明解决了聚氨酯与酚醛的互溶性，提高了聚氨酯弹性预聚体的加入量，形成了互相交联互穿网络结构。

本发明所提供的方法，通过如下技术方案实现：

1)在碱性酚醛树脂中加入表面活性剂、发泡剂，搅拌均匀形成组分A，其中，表面活性剂用量为碱性酚醛树脂质量的4～10％，发泡剂用量为碱性酚醛树脂质量的1～10％；

2)称取异氰酸酯，加入聚醚多元醇搅拌均匀，在60～80℃下，反应0.5～1h，其中，聚醚多元醇用量为异氰酸酯质量的20～50％，形成端异氰酸基弹性预聚体，得到组分B；

3)在模具中将组分A和B混合，进行发泡，制得聚氨酯/酚醛泡沫保温材料，其中，异氰酸酯与酚醛树脂的质量比为3～1∶1，整个发泡过程在室温下进行，操作简便、快捷。

其中，步骤1)中所述的表面活性剂为吐温系列或者硅油系列中的一种或者几种，表面活性剂的用量优选为碱性酚醛树脂质量的5～7％。

步骤1)中所述的发泡剂为醚、水、醇或酸；优选石油醚、水、乙醇、乙二醇、乙酸或甲酸中的一种或者几种；优选用量为碱性酚醛树脂质量的1～6％。通过调节发泡剂用量来控制泡沫的密度。

步骤2)中所述的异氰酸酯为TDI(甲苯二异氰酸酯)，MDI(二苯甲烷二异氰酸酯)，PAPI(聚甲基聚苯异氰酸酯)的一种或几种。

步骤2)中所述的聚醚多元醇为聚乙二醇系列中的一种或几种，优选用量为异氰酸酯质量的30～40％。