一种高吸水保水开孔性三聚氰胺脲醛树脂泡沫的制备方法与流程

本发明属于化工产品技术领域，涉及一种高吸水保水开孔性三聚氰胺脲醛树脂泡沫的制备方法。

背景技术：

三聚氰胺脲醛树脂泡沫是在固化剂的作用下，树脂开始发生交联反应而致体系黏度逐渐增加，限制了泡沫的扩散、合并和破裂，最终交联固化成具有多孔结构的塑料。现今脲醛树脂泡沫材料作为建筑保温隔热材料在工业上已经有广泛的应用，并且泡沫因为有较优的吸水性能，也作为草皮水稻的育苗基质应用在农业生产中。c.-l.chan,d.c.joyce将改性脲醛树脂泡沫应用到草皮基质中，其体积的60%可持水，为植物提供了丰富的水资源，其草皮发芽速率也快。panayiotisa.nektarios等实验认证了该泡沫基质的价值及其可利用性。脲醛树脂泡沫作为土壤改性剂对幼树苗具有有限的作用，研究表明时在沙子和壤土中添加30%（体积/体积）的脲醛树脂泡沫可改善盆栽舍帝巨盘木树苗的生长。

根据发泡剂类型的不同，制备树脂泡沫的方法主要有机械、物理、化学发泡法。但是目前依据吸水、保水性能制备脲醛泡沫方面的研究很少。化学发泡法制备的泡沫表观密度高，吸水性差；机械发泡法和物理发泡法制备的泡沫具有较高的吸水性，但机械发泡法泡沫的泡孔微观形态差；物理发泡法泡沫具有致密的表观形态，较高的吸水率保水率以及开孔率，其微观形态良好。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高吸水保水开孔性三聚氰胺脲醛树脂泡沫的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的一种高吸水保水开孔性三聚氰胺脲醛树脂泡沫的制备过程，是树脂在稳泡剂的作用下，发泡与固化同时进行的过程。其制备方法及步骤如下。

（1）在三聚氰胺脲醛树脂溶液中加入溶于水的表面活性剂并在300r/min的转速下，搅拌均匀。

（2）在上述混合物中加入发泡剂后，在500r/min的转速下，搅拌1min。

（3）当颜色变白后，加入固化剂，并迅速增大转速至1000r/min，搅拌20~30s。

（4）将上述混合物倒入模具中，放入恒温干燥箱中进行干燥。当泡沫不发黏的时候，取出继续干燥24h。

步骤（1）种所述表面活性剂为阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠，其使用量为三聚氰胺脲醛树脂量的0.3%~1.2%。其中，通过改变体系含水量来控制其粘度，即控制溶剂水的添加量，其使用量为三聚氰胺脲醛树脂量的4%~20%。

步骤（2）所述发泡剂为低沸点烷烃，正戊烷或者沸点为30℃~60℃的石油醚，其使用量为三聚氰胺脲醛树脂量的2%~12%。

步骤（3）所述固化剂为有机酸对甲苯磺酸和无机酸磷酸的混合物，浓度为50%，其使用量为三聚氰胺脲醛树脂量的1%~6%。

步骤（4）所述模具为15cm×9cm×3cm，干燥温度为40℃~80℃。

本发明提供了一种轻质高吸水保水开孔性三聚氰胺脲醛树脂泡沫的制备方法。该基质可用于无土栽培、绿色屋顶构建和绿色工程植物栽培，从而解决现有无土立体栽培中由于栽培基质依赖容器固型的容器限制问题，解决无土栽培中植物固定、保水、营养及需氧等问题，解决绿色屋顶构建的承重限制问题和管理问题，解决现有立体绿化工程采用的植物栽培基质保水功能差，基质易流失问题，并解决现有吸水树脂不适用于植物立体种植的技术问题。

本发明制备的三聚氰胺脲醛树脂泡沫具有较高的吸水性、保水性以及开孔率。其吸水率可高达1400%~2800%；保水率可维持达到420min~720min；孔隙度高达60%~92.8%。

附图说明

附图1是物理发泡法制备的轻质高吸水保水开孔性三聚氰胺脲醛树脂泡沫外观图。

附图2是三聚氰胺脲醛树脂泡沫微观扫描电镜sem图。

具体实施方式

本发明将通过以下实施例作进一步说明。

实施例1。

称取50g三聚氰胺脲醛树脂（所用三聚氰胺脲醛树脂粘度为112mpa·s），于500毫升烧杯中，称量0.5%的十二烷基磺酸钠溶于4毫升水中，加入到树脂中搅拌均匀。再加入10%的发泡剂正戊烷，迅速搅拌均匀；加入5%的固化剂磷酸与对甲基苯磺酸的混合酸，迅速倒入40℃的模具中并进行恒温发泡固化24h。将固化后的泡沫进行切割处理，洗至中性烘干进行吸水率、保水率、表观密度测定。实验测得其孔隙度为81.8%，吸水率为2423%，孔隙度为保水时间为720min，表观密度为0.050g/cm³。

实施例2。

称取50g三聚氰胺脲醛树脂（所用三聚氰胺脲醛树脂粘度为112mpa·s）于500毫升烧杯中，称量0.3%的十二烷基磺酸钠于6毫升水中，加入到树脂中搅拌均匀。再加入8%的发泡剂正戊烷，迅速搅拌均匀；加入5%的固化剂磷酸与对甲基苯磺酸的混合酸，迅速倒入60℃的模具中并进行恒温发泡固化24h。将固化后的泡沫进行切割处理，洗至中性烘干进行吸水率、保水率、表观密度测定。实验测得其孔隙度为61.5%，吸水率为1712%，孔隙度为保水时间为630min，表观密度为0.064g/cm³。

技术特征：

技术总结
一种高吸水保水开孔性三聚氰胺脲醛树脂泡沫的制备方法，步骤如下：（1）在三聚氰胺脲醛树脂溶液中加入表面活性剂并在300r/min的转速下，搅拌均匀；（2）在上述混合物中加入发泡剂后，在500r/min的转速下，搅拌1min；（3）当颜色变白后，加入固化剂，并迅速增大转速至1000r/min，搅拌20‑30S；（4）将上述混合物倒入模具中，放入恒温干燥箱中进行干燥。当泡沫不发黏的时候，取出继续干燥。本发明制备的三聚氰胺脲醛树脂泡沫具有较高的吸水性、保水性以及开孔率。其吸水率可高达1400%~2800%；保水率可维持达到420min~720min；孔隙度高达60%~92.8%。

技术研发人员：章茹;侯元元
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：2017.08.09
技术公布日：2018.01.12