一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂及其制備方法技術

一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂及其制備方法，涉及一種發泡樹脂及其制備方法，改性酚醛發泡樹脂采用低粘度端羥基聚硅氧烷硅橡膠作為改性劑，利用端羥基聚硅氧烷硅橡膠中的羥基與酚醛樹脂中的酚羥基發生脫水縮合反應，形成接枝共聚物，同時在體系中引入硅氧鏈段，增加了酚醛樹脂的韌性，該方法制備的酚醛樹脂，降低了酚羥基和水分的相對含量，使改性的熱固性酚醛樹脂的熱穩定性和力學性能得到了改善。采用本發明專利技術制備的酚醛泡沫板，綜合性能優異，使其不僅應用于建筑外墻外保溫中，還可應用在其他適合的領域，使酚醛泡沫板的應用范圍得到擴大。

Hydroxy hydroxyl polysiloxane silicone rubber copolymerized phenolic foaming resin and preparation method thereof

A hydroxyl terminated polysiloxane copolymer foaming phenolic resin and a preparation method thereof, and relates to a foaming resin and a preparation method of modified phenolic foam resin with low viscosity hydroxyl terminated polysiloxane as modifier, the phenolic hydroxyl hydroxyl terminated polysiloxane in silicone rubber and phenolic resin in the dehydration condensation reaction at the same time, the formation of graft copolymer, introducing silicon oxygen segments in the system, increase the toughness of phenolic resin, phenolic resin prepared by this method, reduced the relative content of phenolic hydroxyl group and water, the thermal stability and mechanical properties of thermosetting phenolic resin modified by improved. The phenolic foam board prepared by the invention has excellent comprehensive performance, which not only can be applied to the external thermal insulation of the building exterior wall, but also can be applied to other suitable fields, so that the application range of the phenolic foam board is enlarged.

【技術實現步驟摘要】
一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂及其制備方法
本專利技術涉及一種發泡樹脂及其制備方法，特別是涉及一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂及其制備方法。
技術介紹
酚醛泡沫塑料是近些年發展起來的一類新型泡沫塑料，酚醛泡沫相對于聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫，在耐高溫方面有明顯優勢，而且其質輕、隔熱、燃燒時低煙、低毒、無明顯火焰、無滴落物、熱導率低，隔熱性能好，優良的電絕緣性能，耐化學腐蝕的優點，因此在建筑保溫、石油化工行業、航空航天器絕熱方面有廣闊的應用前景。然而，酚醛發泡樹脂其缺點也很突出。在泡沫板中主要體現為脆性大，抗沖擊強度差，同時游離甲醛的釋放對環境和人體也會造成傷害。改善酚醛樹脂的韌性是當下酚醛發泡保溫板行業的一個大問題，一些研究者為此做了很多有益的探索。專利CN200810060760采用橡膠增韌的方法對酚醛樹脂進行改性，也在一定程度上達到了增韌的效果。具體技術路線為通過在酚醛樹脂水溶液中添加丁腈橡膠的乳液，使酚醛樹脂的韌性得到提高。但是由于橡膠乳液是一個亞穩態體系，在酚醛樹脂水溶液中不能實現均相共混，因此這種方法改性的酚醛樹脂穩定性較差，在使用過程中容易出現相分離。另外，由于是非均相共混，因此當膠黏劑固化時，橡膠的分布不均勻，導致增韌效果較差。專利CN103468183A利用硼酸與有機硅預聚物來制備聚硼硅氧烷，并將其用于酚醛樹脂的改性，改性后的樹脂耐熱性能以及韌性大幅提高，但是在合成路線中存在如下的問題：其反應條件苛刻，需要300℃高溫，對真空度要求很高，對設備和人員的技術要求也很高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂及其制備方法，本專利技術制備改性的酚醛樹脂過程中，端羥基聚硅氧烷硅橡膠分子兩端的羥基可與酚醛樹酯中的酚羥基發生脫水縮合反應，形成接枝共聚物，從而起到內增韌的作用。而且在體系中引入硅氧鏈段，也增加了酚醛樹脂的韌性，發泡制備的酚醛泡沫斷裂伸長率、沖擊強度和抗拉強度都明顯改善，拓寬了酚醛樹脂的應用范圍。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的：一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，樹脂合成階段各組分按重量計，由酚類化合物100份、醛類化合物45-85份、改性劑10-40份、催化劑1-6份、組成；樹脂發泡階段，各組分按重量計，由改性后酚醛樹脂100份、表面活性劑2-15份、發泡劑8-16份、固化劑10-20份組成。所述的一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，所述的改性劑為低粘度107硅橡膠，與酚醛樹脂共聚機理如下：。所述的一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，所述酚類化合物選自苯酚、甲酚、二甲酚、壬基苯酚、雙酚A、間苯二酚、丙基苯酚、乙基苯酚與腰果酚中的一種或多種。所述的一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，所述醛類化合物選自甲醛、乙醛、丁醛、聚甲醛與糠醛中的一種或多種。所述一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，所述催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀等強堿物質中的一種或多種。所述的一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，所述的表面活性劑為吐溫-80、硅油中的至少一種。所述的一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，所述的發泡劑為正戊烷、異戊烷中的至少一種。所述的一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，所述的固化劑為對甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯酚磺酸、苯磺酸中的一種或幾種硫酸中的一種或多種。一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂制備方法，所述制備方法包括以下步驟：將定量的酚類化合物、催化劑、醛類化合物依次加到約50~80℃反應釜中反應，再加入低粘度107硅橡膠，高速攪拌使混合均勻，通N2保護，以1～5℃/min的升溫速度緩慢升溫至80~100℃，恒溫攪拌1.5-2.5h后冷卻至室溫，用醋酸中和樹脂液中性，然后減壓蒸除體系中的小分子直至無液體排出，得粘稠液體，一種107硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂；改性酚醛樹脂置于容器中待用，依次稱量表面活性劑、發泡劑、加入容器中，快速攪拌，攪拌1-3分鐘，再將稱量好的固化劑倒入容器中，攪拌1-2分鐘，然后將攪拌好的液體倒入模具中，將模具放入60-80℃的烘箱中進行發泡成型，待發泡成型完成后，將模具取出、拆模，即得到酚醛泡沫板進行性能測試。本專利技術的優點與效果是：本專利技術酚醛泡沫板作為一種新型多用途泡沫材料，其主要用于絕熱保溫和隔音等領域。尤其是作為絕熱保溫材料,其在建筑、石油化工、醫藥衛生以及船舶運輸等領域的應用,正得以快速發展。1．本專利技術是利用低粘度端羥基聚硅氧烷硅橡膠為增韌劑改性酚醛樹脂，硅橡膠分子兩端的羥基可與酚醛樹酯中苯酚分子上的酚羥基發生脫水縮合反應，形成接枝共聚物，而起到內增韌的作用。2．在反應的過程中，在酚醛樹脂分子中加入硅氧鏈段，增加了酚醛樹脂的韌性，斷裂伸長率、沖擊強度和抗拉強度都明顯改善，拓寬了酚醛樹脂的應用范圍。3．本專利技術的制備工藝簡單、反應周期短、原料易得。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術進行詳細說明。實施所用材料：107硅橡膠（黏度為1500-3000Cp）苯酚多聚甲醛氫氧化鈉乙酸吐溫-80正戊烷苯磺酸實施例1將65g苯酚溶液、質量分數為50%的氫氧化鈉溶液0.65g加入到60℃的三口燒瓶中，混合均勻后，反應5min，然后稱量35g多聚甲醛于燒瓶中，反應1h后，再加入15g107硅橡膠，高速攪拌使混合均勻，通N2保護，以3℃/min的升溫速度緩慢升溫至90℃，恒溫攪拌1.5后冷卻至室溫。用醋酸中和樹脂為中性，得到107硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂。將酚醛發泡樹脂、吐溫-80、正戊烷：苯磺酸按配比100：12：10：12的比例進行充分均勻混合，快速攪拌1min，然后將混好的物料轉移到模具中，在70℃下反應10分鐘，脫模即得到酚醛泡沫板進行性能測試。實施例2將65g苯酚溶液、質量分數為50%的氫氧化鈉溶液0.65g加入到60℃的三口燒瓶中，混合均勻后，反應5min，然后稱量35g多聚甲醛于燒瓶中，反應1h后，再加入20g107硅橡膠，高速攪拌使混合均勻，通N2保護，以3℃/min的升溫速度緩慢升溫至90℃，恒溫攪拌1.5后冷卻至室溫。用醋酸中和樹脂為中性，得到107硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂。將酚醛發泡樹脂、吐溫-80、正戊烷：苯磺酸按配比100：12：10：12的比例進行充分均勻混合，快速攪拌1min，然后將混好的物料轉移到模具中，在70℃下反應10分鐘，脫模即得到酚醛泡沫板進行性能測試。實施例3將65g苯酚溶液、質量分數為50%的氫氧化鈉溶液0.65g加入到60℃的三口燒瓶中，混合均勻后，反應5min，然后稱量35g多聚甲醛于燒瓶中，反應1h后，再加入25g107硅橡膠，高速攪拌使混合均勻，通N2保護，以3℃/min的升溫速度緩慢升溫至90℃，恒溫攪拌1.5后冷卻至室溫。用醋酸中和樹脂為中性，得到107硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂。將酚醛發泡樹脂、吐溫-80、正戊烷：苯磺酸按配比100：12：10：12的比例進行充分均勻混合，快速攪拌1min，然后將混好的物料轉移到模具中，在70℃下反應10分鐘，脫模即得到酚醛泡沫板進行性能測試。實施例4將65g苯酚溶液、質量分數為50%的氫氧化鈉溶液加入到60℃的三口燒瓶中，混合均勻后，反應5min，然后稱量35g多聚甲醛于燒瓶中，反應1h后，再加入30g1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，其特征在于，樹脂合成階段各組分按重量計，由酚類化合物100份、醛類化合物45?85份、改性劑10?40份、催化劑1?6份、組成；樹脂發泡階段，各組分按重量計，由改性后酚醛樹脂100份、表面活性劑2?15份、發泡劑8?16份、固化劑10?20份組成。

【技術特征摘要】
1.一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，其特征在于，樹脂合成階段各組分按重量計，由酚類化合物100份、醛類化合物45-85份、改性劑10-40份、催化劑1-6份、組成；樹脂發泡階段，各組分按重量計，由改性后酚醛樹脂100份、表面活性劑2-15份、發泡劑8-16份、固化劑10-20份組成。2.根據權利要求1所述的一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，其特征在于，所述的改性劑為低粘度107硅橡膠，與酚醛樹脂共聚機理如下：。3.根據權利要求1所述的一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，其特征在于，所述酚類化合物選自苯酚、甲酚、二甲酚、壬基苯酚、雙酚A、間苯二酚、丙基苯酚、乙基苯酚與腰果酚中的一種或多種。4.根據權利要求1所述的一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，其特征在于，所述醛類化合物選自甲醛、乙醛、丁醛、聚甲醛與糠醛中的一種或多種。5.根據權利要求1所述一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，其特征在于，所述催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀等強堿物質中的一種或多種。6.根據權利要求1所述的一種端羥基聚硅氧烷硅橡膠共聚酚醛發泡樹脂，其特征在于，所述的表面活性劑為吐溫-80、硅油...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葛鐵軍，王佳，王成城，徐志華，唐愷鴻，
申請(專利權)人：沈陽化工大學，
類型：發明
國別省市：遼寧,21