聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料的製備及應用的製作方法
2023-12-05 18:09:31
聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料的製備及應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種可用作節能保溫材料的聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料和用於製備該聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料的雙組分體系，該體系包括多元醇混合物組分A和多苯基多亞甲基多異氰酸酯組分B，其中組分A包含採用苯酚-甲醛縮合物與環氧乙烷和/或環氧丙烷共聚後製得的含酚醛樹脂結構的共聚物多元醇。
【專利說明】聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沬塑料的製備及應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料、其製備體系、製備方法、及其用作節能保溫材料的應用。
【背景技術】
[0002]酚醛泡沫是由酚醛樹脂通過發泡而得到的一種泡沫塑料。與早期佔市場主導地位的聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等材料相比，在阻燃方面它具有特殊的優良性能。其重量輕，剛性大，尺寸穩定性好，耐化學腐蝕，耐熱性好，難燃，自熄，低煙霧，耐火焰穿透，遇火無灑落物，價格低廉，是電器、儀表、建築、石油化工等行業較為理想的絕緣隔熱保溫材料，因而受到人們的廣泛重視。目前，酚醛泡沫已成為泡沫塑料中發展最快的品種之一。消費量不斷增長，應用範圍不斷擴大，國內外研究和開發都相當活躍。然而，酚醛泡沫還存在以下幾個主要缺點:
[0003](I)脆性大，開孔率高，強度及導熱係數受密度的影響大，產品低密度化比較困難；
[0004](2)發泡過程中使用的固化劑為強酸，有可能腐蝕金屬板材；
[0005](3)需要加熱發泡，能耗較大；
[0006](4)不適合噴塗成型工藝。
[0007]提高酚醛泡沫塑料的韌性是改善酚醛泡沫性能的關鍵技術。
[0008]目前的酚醛泡沫塑料 的增韌通常通過以下幾種途徑實現:
[0009](I)在體系中外加增韌劑比如聚乙烯醇，通過共混的方式達到增韌的目的；
[0010](2)通過甲階酚醛樹脂與增韌劑的化學反應，達到增韌的目的；
[0011](3)用部分帶有韌性鏈的改性苯酚代替苯酚來合成樹脂。
[0012]比如，北京化工大學材料科學與工程學院採用聚氨酯預聚物中的異氰酸酯基和酚醛樹脂中的羥甲基反應來對酚醛泡沫塑料進行改性，當預聚物的質量分數為3%時，改性泡沫的粉化程度僅為未改性的40%，且使泡沫具有一定的彈性，回彈率大於60% (程珏，梁明莉，金關泰，塑料工業，2004，32 (I) -J)。
[0013]如上所述的增韌改性並未改變酚醛樹脂的發泡機理，因此，產品低密度化以及噴塗成型工藝仍然難以實現。
【發明內容】
[0014]為克服現有技術的上述缺陷，本發明人通過改變現有技術酚醛樹脂的發泡機理，採用新的酚醛泡沫塑料聚合工藝，開發出適合於噴塗成型工藝的全新分子結構的聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料，實現了產品的低密度化，提高了酚醛泡沫的力學性能比如高壓縮強度和高韌性以及尺寸穩定性，降低了導熱係數，從而提高了節能保溫性能。
[0015]為實現上述目的，本發明的目的之一在於提供一種聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料，其具有如下結構式(I):[0016]
【權利要求】
1.一種聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料，其具有如下結構式1:
2.一種用於製備權利要求1所述的聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料的雙組分體系，其包含多元醇混合物組分A和組分B，其中 組分A是混合物，包括:100重量份採用苯酚-甲醛縮合物與環氧乙烷和/或環氧丙烷共聚後製得的含酚醛樹脂結構的共聚物多元醇F-polyol，其數均分子量為300-1500，數均官能度為2-8 ；0-100重量份的含溴聚醚多元醇；0.5-3.5重量份的發泡/交聯催化劑；0.3-3重量份的異氰酸酯三聚催化劑；1_6重量份的有機矽泡沫穩定劑；1.0-8.0重量份的水；1-6重量份的有機矽泡沫穩定劑，並且 其中所述含溴聚醚多元醇是選自下組中的至少一種商品:IX0L?B 251和IX0L?M125, 所述發泡/交聯催化劑是選自下組中的至少一種:胺催化劑和錫催化劑， 所述異氰酸酯三聚催化劑是選自下組中的至少一種商品:NP-40、NP-60、DMP-30、TMR-20、TMR-30、醋酸鉀和異辛酸鉀， 所述有機矽泡沫穩定劑是選自下組中的至少一種商品:L-580、L-6900、DC-193 ； 組分B是多苯基多亞甲基多異氰酸酯，其異氰酸根含量為28-33wt %， 組分A和組分B相分離地存放，使用時按組分A:組分B為100: 120-200的重量比配合使用。
3.根據權利要求2所述的雙組分體系，其特徵在於，所述共聚物多元醇F-polyol的數均分子量為350-1200。
4.根據權利要求2所述的雙組分體系，其特徵在於，所述共聚物多元醇F-polyol的數均官能度為2.5-7。
5.根據權利要求2所述的雙組分體系，其特徵在於，所述含溴聚醚多元醇的含量為5-80重量份。
6.根據權利要求2所述的雙組分體系，其特徵在於，所述組分B的異氰酸根含量為30.5-31.5wt%。
7.一種製備權利要求1所述的聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料的方法，其包括如下步驟: 將組分A和組分B分別置於高壓或者低壓發泡機的A、B料罐中，保持料溫在15-40°C，按組分A:組分B為100 =120-200的重量比例，澆注或者噴塗成型，製備出聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料產品。
8.一種製備權利要求2中所述共聚物多元醇F-polyol的方法，其包括如下步驟: 將100重量份的苯酚預熱至40-60°C融化，加入40-200重量份的37wt%的甲醛水溶液和1-6重量份的縮合催化劑，在溫度為60-100°C的條件下反應0.5-6小時； 反應結束後，調整pH值至7-7.5，再加入0-120重量份的低分子量多元醇和0.1-1重量份的K0H，在60-80°C抽真空2-6小時脫水，真空壓力為-0.09MPa至-0.1MPa ； 脫水結束後，加入100-1000重量份的環氧丙烷，保持反應溫度為90-120°C，反應壓力為0.3-0.6MPa ;當壓力降至OMPa後，再加入0-300重量份的環氧乙烷，保持反應溫度為90-120°C，反應壓力為0.3-0.6MPa ;當壓力降至OMPa時，表示反應完成，然後將得到的共聚物多元醇F-polyol，密封包裝備用，其中 所述縮合催化劑選自下組:草酸、鹽酸、磷酸、KOH、Ca0、Na2C03和25wt%的氨水， 所述低分子量多元醇為選自下組中的至少一種:甘油和三羥甲基丙烷。
9.權利要求1所述聚異氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料用於節能保溫材料的用途。
【文檔編號】C08G18/48GK103509171SQ201210210894
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月25日 優先權日:2012年6月25日
【發明者】張春梅, 萬小龍, 胡小江 申請人:新疆三寶盛世新型材料科技股份有限公司, 上海合達聚合物科技有限公司