[发明专利]一种端异氰酸酯聚醚/酚醛树脂泡沫塑料的制备方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种工艺简单、可操作性强、无腐蚀、耐热、不粉化、韧性好的利用物理发泡剂制备端异氰酸酯聚醚/酚醛树脂双组份体系泡沫保温材料的方法，属于泡沫保温材料领域。

背景技术

酚醛泡沫塑料以其绝热性、难燃性、燃烧时低发烟性、低毒性及尺寸稳定性等方面优良的特性，在近二十年来倍受重视，已广泛用做绝热保温材料、隔音材料、包装材料、建筑装饰材料及高吸水性材料等[王军晓，刘新民，潘炯玺，王洪武.夹芯板材用硬质酚醛泡沫性能的研究[J].现代塑料加工应用，2005，17(1)：29-31；马晓雄，何斌，胡新媛、杨勇.抗事故包装箱用酚醛泡沫制备及其性能评价[J].工程塑料，2008，36(7)：60-63；刘新民、郭庆杰，曹长青，王志奇.建筑用酚醛泡沫塑料制备与性能研究[J].中国塑料，2006，20(8)：47-50]。但是，酚醛树脂自身具有多苯环的结构特点，使其表现出脆性大、易粉化的缺点，这极大抑制了酚醛泡沫塑料的发展。因此，改善酚醛树脂的韧性和易粉化现象成为国内外研究的一大热点。酚醛泡沫的增韧，可以通过以下两种途径实现：一种是在体系加入外增韧剂，郭锦棠等通过加入改性剂聚乙烯醇缩丁醛，对酚醛泡沫进行共混改性，得到的酚醛泡沫弯曲强度明显变大，韧性有所增加(郭锦棠，王新英.酚醛树脂的阻燃与增韧研究[J].燃烧科学与技术，2003，87(4)：34-37)；马克明等研究了PVC/NBR-40热塑性弹性体对酚醛泡沫塑料的增韧改性，泡沫的压缩强度有所提高，但泡沫导热系数随之显著升高(马克明，雷渭媛.PVC/NBR-40热塑性弹性体增韧酚醛泡沫塑料的研究[J].沈阳航空工业学院学报，1998，15(1)：25-28)。另一种是化学增韧改性，李少堂等采用腰果油与酚醛树脂共聚，并制备酚醛泡沫，改性后的泡沫密度100kg/m³，拉伸强度和断裂伸长率有所提高，但泡沫的氧指数由40.8降低到35.1，且泡沫尺寸稳定性降低(李少堂，蒋秋云，周丽绘.腰果油增韧酚醛树脂及其泡沫[J].玻璃钢/复合材料，2006，(2)：37-39)；乔冬平等采用环氧树脂改性酚醛泡沫，制备的酚醛泡沫板挠度由未增韧前的8.2mm提高到30mm以上(乔冬平，李为民，淑萍，闻向东，丁利，韩秀丽.柔性环氧树脂增韧酚醛泡沫塑料的研究[J].河南化工，2006，(23)：22-23)；常怀春等对聚丙烯酸正丁酯增韧改性酚醛树脂及酚醛泡沫进行了研究，泡沫的压缩强度由0.2MPa增加到0.4MPa[常怀春，吕通建，杨莹莹.聚丙烯酸正丁酯增韧酚醛泡沫塑料的研究[J].中国塑料，2005，19(12)：53-56；常怀春，平学贞，邱醒宇.PF/PnBA的合成及相容性研究[J].高分子材料科学与工程，1993，9(2)：33-37；常怀春，李冠军.酚醛泡沫塑料的制备方法[P].中国专利：1085576，1994-04-20]。上述研究均取得了一定的增韧效果，但都会带来改性剂与酚醛树脂基体的相容性差，体系粘度过高，导致泡沫体发泡倍率低，并影响了酚醛树脂的固化反应的负面作用。

采用聚氨酯以及聚氨酯预聚物改性酚醛泡沫是一种有效的增韧方法，由于端异氰酸酯基聚醚预聚物具有很好的链柔顺性，同时端基可以与酚醛树脂反应形成交联网络，近年来引起很多学者的关注。张留城等用甲阶酚醛树脂、聚醚、端异氰酸酯基聚氨酯预聚物、对甲苯磺酸、磷酸、三乙醇胺等复杂体系进行发泡，泡沫的压缩强度有所提高(张留城，台会文.酚醛-聚氨酯复合泡沫塑料的研制[J].塑料工程，1991，(1)：19-23)；周春华等在酚醛树脂体系中添加8％聚氨酯预聚体，以酸做为固化剂制备泡沫，泡沫的冲击强度和压缩强度分别提高了50％和96.5％(周春华，刘威，解竹柏等.酚醛树脂泡沫塑料增韧改性的研究[J].济南大学学报，2004，(18)：243-245)。本研究室曾采用聚氨酯预聚物增韧改性酚醛泡沫，当预聚物的质量分数为3％时，改性泡沫的粉化程度仅为未改性的40％，且泡沫回弹率大于60％(程珏，梁明莉，金光泰.聚氨酯预聚物改性酚醛泡沫塑料脆性的研究[J].塑料工业，2004，(32)：7-9)。上述改性研究均采用在酚醛树脂/酸的体系中添加聚氨酯预聚物的方法，虽然都取得了一定的增韧效果，但聚氨酯预聚物与酚醛树脂相容性差的问题依然存在，允许的添加量很少，并且酚醛树脂体系中有多种含活泼氢物质，与异氰酸酯反应复杂，因此聚氨酯预聚物起不到提高固化交联密度的作用，对泡沫的粉化现象改善不大。