無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料的制備方法技術

無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料的制備方法，步驟為：可發性低粘度酚醛樹脂的合成：配方為苯酚、甲醛溶液、多聚甲醛、氧化鈣和堿催化劑；第一步，將苯酚、甲醛溶液和氧化鈣加入反應容器中；第二步，在上述反應液中加入第一批多聚甲醛和堿催化劑；第三步，加入剩余的多聚甲醛和第二批堿催化劑；第四步，加入剩余的堿催化劑，冷卻后出料得可發性低粘度酚醛樹脂；無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料制備：取可發性低粘度酚醛樹脂，再加入表面活性劑、復合固化劑、無鹵環保阻燃劑、成碳劑和協效劑，攪拌均勻，最后加入物理發泡劑，攪拌均勻發泡固化成型，得產品。該方法工藝流程簡單、產品穩定性好、應用范圍廣。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于阻燃復合材料的制備領域，特別涉及一種無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料及其制備方法。
技術介紹
近年來火災事故頻發，究其原因是材料的耐火性差及著火釋放有毒濃煙所致，因此各國政府在建筑和交通等領域對泡沫塑料的阻燃性和低發煙性等標準提出更加嚴格的要求。與聚乙烯、聚氨酯泡沫相比較，酚醛泡沫塑料具有難燃、自熄、低煙、、低毒、耐火焰穿透等優點，同時對環境影響較小。因此，作為第三代保溫材料的酚醛泡沫逐漸受到國內外研究者的重視。業界專家預測認為，近幾年酚醛泡沫塑料產值將以年均20%的速度增長。但當前關注的重點是酚醛泡沫的阻燃技術，常在酚醛泡沫表面涂覆或設置 無機材料或金屬材料以提高酚醛泡沫的阻燃性能，例如表面涂覆水泥砂漿、二氧化硅陶瓷、輕質硅酸鈣、鋁箔或鋁箔纖維布等，如專利201020692339. X、201120520894. 9、201120150189. 4,200310113967. 2。而對酚醛泡沫的阻燃改性的研究較少，如一種可提高阻燃性能的酚醛泡沫生產工藝(200610031339. 3)和高阻燃性酚醛泡沫用樹脂及其生產方法(200910000833. 7);兩個專利均采用制備酚醛樹脂的過程中添加阻燃劑，生產工藝復雜，樹脂性能難以控制，且后一專利樹脂需脫水后方用于發泡，增加了環境負擔和生產成本。本專利技術提出了無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料的制備技術，有助于提高酚醛樹脂發泡材料的阻燃性能，生產出阻燃性能達標的酚醛泡沫產品，并簡化生產工藝，降低酚醛泡沫材料制備對場地、設備等方面的要求，并拓寬了其應用范圍。
技術實現思路
解決的技術問題本專利技術的目的是提供一種，該方法工藝流程簡單、產品穩定性好、應用范圍廣。技術方案，步驟為a.可發性低粘度酚醛樹脂的合成配方為苯酚、甲醛溶液、多聚甲醛、氧化鈣和堿催化劑；第一步，將苯酚、甲醛溶液和氧化鈣加入反應容器中，在8(T90°C溫度下反應3(Γ40分鐘；第二步，在上述反應液中加入第一批多聚甲醛和堿催化劑，兩者都分2 4次加入，在8(T90°C溫度下反應5(Γ70分鐘；第三步，加入剩余的多聚甲醛和第二批堿催化劑，兩者都分3飛次加入，在8(T90°C溫度下共縮聚反應5(Γ70分鐘；第四步，加入剩余的堿催化劑，在7(T80°C溫度下共縮聚反應15 20分鐘，冷卻后出料得可發性低粘度酚醛樹脂，所述酚醛樹脂粘度100(T3000mPa · s ;上述可發性低粘度酚醛樹脂配方以質量份計為苯酚100份，甲醛溶液20 30份，所述甲醛溶液中甲醛的濃度為37%wt，多聚甲醛40 70份，氧化鈣O. I O. 3份，堿催化劑10 20份；b.無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料制備取可發性低粘度酚醛樹脂，調節pH值降至4以下，再加入表面活性劑、復合固化齊 、無鹵環保阻燃劑、成碳劑和協效劑，攪拌均勻，最后加入物理發泡劑，攪拌均勻后倒入封閉容器，置于70°c的環境中發泡固化成型，得無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料；上述無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料配方以質量份計為可發性低粘度酚醛樹脂30份，表面活性劑4份，復配固化劑4份，物理發泡劑I. 5份，無鹵阻燃劑I. 5 4. 5份，成炭劑O. 9 I.5份，協效劑O. 15 I. 5份。所述多聚甲醛分兩批加入，每批加入總量的50% ;堿催化劑分三批加入，前兩批分別加入總量的40%。所述堿催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鋇或三乙胺。步驟b中調節pH所用試劑為85%wt磷酸。 所述表面活性劑為聚山梨酯-80。所述復合固化劑為鹽酸、磷酸、對甲苯磺酸、甲醇和水按質量比=8:4:3:1:2復配而得。所述無鹵環保阻燃劑為多聚磷酸銨。所述成碳劑為季戊四醇或雙季戊四醇。所述協效劑為氧化鋅、氧化鑰、氯化亞銅或氯化亞錫。所述物理發泡劑為正戊烷、異戊烷或石油醚。有益效果在本專利技術中，固化劑是強酸、有機酸溶液和緩蝕劑復配混酸，例如鹽酸、磷酸、對甲苯磺酸、甲醇和水按質量比=8:4:3:1:2復配固化劑，由上述復配的固化劑制備的泡沫均勻細膩、泡沫孔徑小，同時添加甲醇等低級醇類稀釋無機酸起到緩蝕作用。在本專利技術中，所用的發泡劑為正戊烷、異戊烷、石油醚等物理發泡劑；發泡劑成本低、簡單易得。本專利技術控制催化劑用量、反應的溫度和時間，可以控制酚醛樹脂的粘度，保證在發泡工藝中樹脂的均勻攪拌。本專利技術中，采用多聚甲醛替代傳統的37%wt甲醛溶液，可以減少后續進行脫水工序,降低生產成本。在本專利技術中，發泡劑和固化劑都是常見的市售化工原料，價格低，貨源充足，有利于酚醛樹脂常溫發泡固化技術的市場推廣。本專利技術制備的無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料的特性如表I所示。與酚醛泡沫相比，無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料極限氧指數顯著提高，熱釋放速率和總熱釋放明顯下降，表明該復合材料具有良好的阻燃性；從有效燃燒熱顯著降低，而比消光面積明顯增加的結果可以看出，氣相燃燒不完全，阻燃劑的協同阻燃效果良好；一氧化碳的生產量降低，表明煙的毒性降低。表I —酚醛泡沫無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料表觀密度(kg/m3)__5^0__50. (TlOO_ j限氧指數(％)~ 42.0^ 55.0 ~§、熱釋放(MJ/m2)13. 7 — ^ 4. PO ^釋放速率(kW/m2)30.4^ 17.本文檔來自技高網...

【技術保護點】
無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料的制備方法，其特征在于步驟為：a.可發性低粘度酚醛樹脂的合成：配方為苯酚、甲醛溶液、多聚甲醛、氧化鈣和堿催化劑；第一步，將苯酚、甲醛溶液和氧化鈣加入反應容器中，在80？~？90℃溫度下反應30？~？40分鐘；第二步，在上述反應液中加入第一批多聚甲醛和堿催化劑，兩者都分2？~？4次加入，在80？~？90℃溫度下反應50？~？70分鐘；第三步，加入剩余的多聚甲醛和第二批堿催化劑，兩者都分3？~？5次加入，在80？~？90℃溫度下共縮聚反應50？~？70分鐘；第四步，加入剩余的堿催化劑，在70？~？80℃溫度下共縮聚反應15？~？20分鐘，冷卻后出料得可發性低粘度酚醛樹脂，所述酚醛樹脂粘度1000？~？3000？mPa·s；上述可發性低粘度酚醛樹脂配方以質量份計為：苯酚100份，甲醛溶液20～30份，所述甲醛溶液中甲醛的濃度為37%wt，多聚甲醛40～70份，氧化鈣0.1～0.3份，堿催化劑10～20份；b.無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料制備：取可發性低粘度酚醛樹脂，調節pH值降至4以下，再加入表面活性劑、復合固化劑、無鹵環保阻燃劑、成碳劑和協效劑，攪拌均勻，最后加入物理發泡劑，攪拌均勻后倒入封閉容器，置于70？℃的環境中發泡固化成型，得無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料；上述無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料配方以質量份計為：可發性低粘度酚醛樹脂30份，表面活性劑4份，復配固化劑4份，物理發泡劑1.5份，無鹵阻燃劑1.5～4.5份，成炭劑0.9～1.5份，協效劑0.15～1.5份。...

【技術特征摘要】
1.無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料的制備方法，其特征在于步驟為 a.可發性低粘度酚醛樹脂的合成 配方為苯酚、甲醛溶液、多聚甲醛、氧化鈣和堿催化劑；第一步，將苯酚、甲醛溶液和氧化鈣加入反應容器中，在80 90°C溫度下反應30 40分鐘；第二步，在上述反應液中加入第一批多聚甲醛和堿催化劑，兩者都分2 4次加入，在80 90°C溫度下反應50 70分鐘；第三步，加入剩余的多聚甲醛和第二批堿催化劑，兩者都分3 5次加入，在80 90°C溫度下共縮聚反應50 70分鐘；第四步，加入剩余的堿催化劑，在70 80°C溫度下共縮聚反應15 20分鐘，冷卻后出料得可發性低粘度酚醛樹脂，所述酚醛樹脂粘度1000 3000 mPa · s ;上述可發性低粘度酚醛樹脂配方以質量份計為苯酚100份，甲醛溶液20 30份，所述甲醛溶液中甲醛的濃度為37%wt，多聚甲醛40 70份，氧化鈣O. I O. 3份，堿催化劑10 20份； b.無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料制備 取可發性低粘度酚醛樹脂，調節PH值降至4以下，再加入表面活性劑、復合固化劑、無鹵環保阻燃劑、成碳劑和協效劑，攪拌均勻，最后加入物理發泡劑，攪拌均勻后倒入封閉容器，置于70 1的環境中發泡固化成型，得無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料；上述無鹵環保協同阻燃酚醛泡沫復合材料配方以質量份計為可發性低粘度酚醛樹脂30份，表面活性劑4份，復配固化劑4份，物理發泡劑I. 5份，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：儲富祥，馬玉峰，王春鵬，許玉芝，金立維，陳日清，張偉，
申請(專利權)人：中國林業科學研究院林產化學工業研究所，
類型：發明
國別省市：