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酚醛泡沫保温材料是一种新型的有机材料,其优点是密度小、耐热及高温时稳定性好、耐化学腐蚀、阻燃性能优异、燃烧时低烟低毒,是国内外发展速度较快的一种泡沫塑料,在很多行业是一种较为理想的保温材料,有望于取代聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫等易燃保温材料。由于苯酚是合成树脂、塑料、合成纤维、染料以及农药等产品的重要原料,近年来国内对其需求迅速增加,价格也在增加,从而限制了酚醛泡沫塑料的生产。本论文用粗酚部分替代苯酚以及多聚甲醛为原料制备酚醛泡沫塑料,粗酚成本比苯酚低,可以降低酚醛泡沫塑料的生产成本,使得产品在建筑保温方面得以推广。本研究的主要内容如下:
本文以粗酚、苯酚和多聚甲醛为原料,氢氧化钠为催化剂,合成了可发性粗酚酚醛树脂,并研究了反应时间、反应温度、醛酚摩尔比、催化剂用量和粗酚替代量等合成条件对可发性粗酚酚醛树脂性能的影响,经优化的粗酚酚醛树脂的合成条件为:反应时间为3h,反应温度为85℃,醛酚摩尔比为1.6,催化剂用量为酚摩尔数的4%,粗酚替代量为总酚质量的30%。
可发性粗酚酚醛树脂在表面活性剂、发泡剂和固化剂的作用下制得粗酚酚醛泡沫,研究了树脂的粘度和固含量对树脂发泡的可操作性和泡沫体性能的影响,结果表明:粘度为20~30Pa·s、固含量为76%~85%较好。
同时还考察了表面活性剂用量、发泡剂用量、催化剂用量和发泡温度对粗酚酚醛泡沫性能的影响。结果表明,发泡的最佳原料配比为:可发性粗酚酚醛树脂∶表面活性剂∶发泡剂∶固化剂为100∶4∶8∶10,最佳的发泡温度为75℃。
最后,测定粗酚酚醛泡沫的导热系数和氧指数分别为0.030 W/(m·K)和47。主要指标都符合保温材料的要求。