聚异氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料的制备及应用的制作方法

文档序号:3672565阅读:192来源:国知局
聚异氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料的制备及应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种可用作节能保温材料的聚异氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料和用于制备该聚异氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料的双组分体系,该体系包括多元醇混合物组分A和多苯基多亚甲基多异氰酸酯组分B,其中组分A包含采用苯酚-甲醛缩合物与环氧乙烷和/或环氧丙烷共聚后制得的含酚醛树脂结构的共聚物多元醇。
【专利说明】聚异氰脲酸酯改性酚醛泡沬塑料的制备及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种聚异氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料、其制备体系、制备方法、及其用作节能保温材料的应用。
【背景技术】
[0002]酚醛泡沫是由酚醛树脂通过发泡而得到的一种泡沫塑料。与早期占市场主导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优良性能。其重量轻,刚性大,尺寸稳定性好,耐化学腐蚀,耐热性好,难燃,自熄,低烟雾,耐火焰穿透,遇火无洒落物,价格低廉,是电器、仪表、建筑、石油化工等行业较为理想的绝缘隔热保温材料,因而受到人们的广泛重视。目前,酚醛泡沫已成为泡沫塑料中发展最快的品种之一。消费量不断增长,应用范围不断扩大,国内外研究和开发都相当活跃。然而,酚醛泡沫还存在以下几个主要缺点:
[0003](I)脆性大,开孔率高,强度及导热系数受密度的影响大,产品低密度化比较困难;
[0004](2)发泡过程中使用的固化剂为强酸,有可能腐蚀金属板材;
[0005](3)需要加热发泡,能耗较大;
[0006](4)不适合喷涂成型工艺。
[0007]提高酚醛泡沫塑料的韧性是改善酚醛泡沫性能的关键技术。
[0008]目前的酚醛泡沫塑料 的增韧通常通过以下几种途径实现:
[0009](I)在体系中外加增韧剂比如聚乙烯醇,通过共混的方式达到增韧的目的;
[0010](2)通过甲阶酚醛树脂与增韧剂的化学反应,达到增韧的目的;
[0011](3)用部分带有韧性链的改性苯酚代替苯酚来合成树脂。
[0012]比如,北京化工大学材料科学与工程学院采用聚氨酯预聚物中的异氰酸酯基和酚醛树脂中的羟甲基反应来对酚醛泡沫塑料进行改性,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%,且使泡沫具有一定的弹性,回弹率大于60% (程珏,梁明莉,金关泰,塑料工业,2004,32 (I) -J)。
[0013]如上所述的增韧改性并未改变酚醛树脂的发泡机理,因此,产品低密度化以及喷涂成型工艺仍然难以实现。

【发明内容】

[0014]为克服现有技术的上述缺陷,本发明人通过改变现有技术酚醛树脂的发泡机理,采用新的酚醛泡沫塑料聚合工艺,开发出适合于喷涂成型工艺的全新分子结构的聚异氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料,实现了产品的低密度化,提高了酚醛泡沫的力学性能比如高压缩强度和高韧性以及尺寸稳定性,降低了导热系数,从而提高了节能保温性能。
[0015]为实现上述目的,本发明的目的之一在于提供一种聚异氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料,其具有如下结构式(I):[0016]
【权利要求】
1.一种聚异氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料,其具有如下结构式1:
2.一种用于制备权利要求1所述的聚异氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料的双组分体系,其包含多元醇混合物组分A和组分B,其中 组分A是混合物,包括:100重量份采用苯酚-甲醛缩合物与环氧乙烷和/或环氧丙烷共聚后制得的含酚醛树脂结构的共聚物多元醇F-polyol,其数均分子量为300-1500,数均官能度为2-8 ;0-100重量份的含溴聚醚多元醇;0.5-3.5重量份的发泡/交联催化剂;0.3-3重量份的异氰酸酯三聚催化剂;1_6重量份的有机硅泡沫稳定剂;1.0-8.0重量份的水;1-6重量份的有机硅泡沫稳定剂,并且 其中所述含溴聚醚多元醇是选自下组中的至少一种商品:IX0L?B 251和IX0L?M125, 所述发泡/交联催化剂是选自下组中的至少一种:胺催化剂和锡催化剂, 所述异氰酸酯三聚催化剂是选自下组中的至少一种商品:NP-40、NP-60、DMP-30、TMR-20、TMR-30、醋酸钾和异辛酸钾, 所述有机硅泡沫稳定剂是选自下组中的至少一种商品:L-580、L-6900、DC-193 ; 组分B是多苯基多亚甲基多异氰酸酯,其异氰酸根含量为28-33wt %, 组分A和组分B相分离地存放,使用时按组分A:组分B为100: 120-200的重量比配合使用。
3.根据权利要求2所述的双组分体系,其特征在于,所述共聚物多元醇F-polyol的数均分子量为350-1200。
4.根据权利要求2所述的双组分体系,其特征在于,所述共聚物多元醇F-polyol的数均官能度为2.5-7。
5.根据权利要求2所述的双组分体系,其特征在于,所述含溴聚醚多元醇的含量为5-80重量份。
6.根据权利要求2所述的双组分体系,其特征在于,所述组分B的异氰酸根含量为30.5-31.5wt%。
7.一种制备权利要求1所述的聚异氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料的方法,其包括如下步骤: 将组分A和组分B分别置于高压或者低压发泡机的A、B料罐中,保持料温在15-40°C,按组分A:组分B为100 =120-200的重量比例,浇注或者喷涂成型,制备出聚异氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料产品。
8.一种制备权利要求2中所述共聚物多元醇F-polyol的方法,其包括如下步骤: 将100重量份的苯酚预热至40-60°C融化,加入40-200重量份的37wt%的甲醛水溶液和1-6重量份的缩合催化剂,在温度为60-100°C的条件下反应0.5-6小时; 反应结束后,调整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小时脱水,真空压力为-0.09MPa至-0.1MPa ; 脱水结束后,加入100-1000重量份的环氧丙烷,保持反应温度为90-120°C,反应压力为0.3-0.6MPa ;当压力降至OMPa后,再加入0-300重量份的环氧乙烷,保持反应温度为90-120°C,反应压力为0.3-0.6MPa ;当压力降至OMPa时,表示反应完成,然后将得到的共聚物多元醇F-polyol,密封包装备用,其中 所述缩合催化剂选自下组:草酸、盐酸、磷酸、KOH、Ca0、Na2C03和25wt%的氨水, 所述低分子量多元醇为选自下组中的至少一种:甘油和三羟甲基丙烷。
9.权利要求1所述聚异氰脲酸酯改性酚醛泡沫塑料用于节能保温材料的用途。
【文档编号】C08G18/48GK103509171SQ201210210894
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月25日 优先权日:2012年6月25日
【发明者】张春梅, 万小龙, 胡小江 申请人:新疆三宝盛世新型材料科技股份有限公司, 上海合达聚合物科技有限公司
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