树脂交联聚乙烯醇气凝胶及其制备方法和应用

文档序号:10527602阅读:1827来源:国知局
树脂交联聚乙烯醇气凝胶及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明公开的树脂交联聚乙烯醇气凝胶是将合成树脂前驱体溶液与聚乙烯醇水溶液共混,先通过冷冻干燥制备气凝胶后再交联固化获得,该气凝胶的密度为76~179Kg/m3,极限氧指数为23.0~38.5%,峰值热释放速率为48.0~292.1kW/m2,压缩模量为7.2~37.2MPa,水接触角为33.1~136.2°本发明公开的气凝胶材料原料简单,使之不仅呈现的是一种规则均匀的三维网状结构,具有更好机械性能和阻燃性能,且避免了现有技术中因添加气凝胶颗粒或者在气凝胶中加入了阻燃剂以及其他物质产生孔洞而带来的种种负面影响,同时还解决现有气凝胶材料存在的吸水问题,加之其固有的优异的保温性能和隔音性能,可以在建筑保温、管道保温、隔音等领域广泛应用。
【专利说明】
树脂交联聚乙烯醇气凝胶及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明属于气凝胶材料及其制备技术领域,具体涉及一种树脂交联聚乙烯醇气凝 胶及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 能源短缺问题已经成为影响当今世界发展的一个重大问题,节能降耗是缓解能源 短缺的重要举措,这对我们国家显得尤为重要。
[0003] 目前国内市场主要采用泡沫混凝土、硅藻土制品、硅酸盐保温材料、陶瓷保温材 料、胶粉聚苯颗粒、发泡聚苯板(EPS)、挤塑板(XPS)和聚氨酯等作为保温材料。其中,EPS、 XPS以及聚氨酯等有机类保温材料虽然因具有密度小、保温效果好等特点,在保温材料领域 占据主导地位,然而,这些有机类保温材料却存在易燃、毒性大等严重缺点,使得由其引发 的火灾层出不穷,严重危害人们的生命和财产安全。而泡沫混凝土、硅藻土制品等无机保温 材料,虽无毒且阻燃性好,但在密度和保温效果等方面又存在一定的缺陷。
[0004] 气凝胶是一种具有三维网状结构的新型材料,其具有密度低、孔隙率高、孔径小、 比表面积大以及保温效果好等特点,是当前导热系数最低、密度最小的固体材料,也是传统 保温材料的理想替代品,受到了人们的广泛关注。对于气凝胶材料的研究最深入的是无机 气凝胶材料,特别是二氧化硅气凝胶材料,但是由于其制备条件苛刻,一般需要采用超临界 干燥的方法,很难得到广泛应用,仅在航空航天、军工等高端领域应用。同时,二氧化硅气凝 胶还存在易碎等缺点。而有机气凝胶材料则存在原料较为昂贵、毒性较大,并且具有易燃等 缺点。因此,有机/无机复合气凝胶应运而生,因其同时具有有机气凝胶和无机气凝胶的优 势,可在一定程度上弥补其各自存在的缺陷。
[0005] 如美国专利US3203903报道了一种聚合物/粘土气凝胶的制备方法,该方法是通过 简单的将聚合物与无机粘土共混后进行冷冻干燥,制备了物理性能稳定的有机/无机复合 气凝胶材料。该方法虽然对环境友好、价格也较为低廉,并克服了一些传统无机气凝胶和有 机气凝胶制备过程中的缺陷,但是,其仍然存在一些问题:首先,由于该方法所使用的聚合 物均为水溶性聚合物,其制备过程又为简单的物理共混,无疑所得产物会存在吸水性的问 题,而这将会严重影响气凝胶的机械性能和保温性能;其次,粘土类物质本身机械性能较 差,即使和聚合物共混,制备的气凝胶强度依然较小,难以达到应用的要求;第三,由于该方 法制备所需要的原料仍然是以有机物为主,其阻燃性能必定也是其难以克服的障碍。
[0006] 又如专利号为2013310043651.4的发明专利公开了一种无机微纳米粒子气凝胶/ 聚合物建筑保温气凝胶材料及制备方法。该专利利用上述美国专利相似的制备方法,通过 调节配方制备了高阻燃性、高保温性的有机/无机复合气凝胶材料。该方法虽然在一定程度 上解决了阻燃的问题,但是因需要加入大量的无机物,无机物含量甚至达到有机物含量的 十倍,因而使其成型、密度和耐久性都不是很好。如果将有机物和无机物含量同时减少时, 密度虽然可以降低,但其机械性能较差。同时,由于该专利所使用的原料均为亲水性的,因 此该气凝胶材料必然存在吸水的问题。
[0007] 另外,还有一些研究对上述专利进行了改进,加入一些高效阻燃剂,比如聚磷酸铵 (Wang L.et al .Materials and Design 2013,52,609-614)、哌嗪改性聚磷酸铵(Wang Y.T.et al.ACS Appl.Mater.Interfaces 2015,7,1780-1786)等。由于这类阻燃剂存在溶 解性的问题,会严重破坏气凝胶材料的三维网状结构,从而极大的降低了材料的机械性能。 又如申请号为201410853578.1的发明专利用哌嗪改性的聚磷酸铵代替聚磷酸铵作为阻燃 剂阻燃聚合物气凝胶,虽然可在一定程度改善其机械性能。但是,哌嗪改性的聚磷酸铵对于 气凝胶三维网状结构的破坏依然明显,从而对于气凝胶材料机械性能影响也较大。同时,该 方法也未提及如何解决材料的吸水性方面的问题,而哌嗪改性的聚磷酸铵以及加入的有机 物本身又都存在吸水的特性,因而可以推测该气凝胶材料仍然存在吸水的问题。

【发明内容】

[0008] 本发明的目的是针对现有技术存在的问题,首先提供一种树脂交联聚乙烯醇气凝 胶的制备方法,该方法是以聚乙烯醇为基材,树脂前驱体为交联剂,通过控制工艺条件来制 备交联度可控、成型简单、不收缩,且还能够同时具有优异阻燃性能、机械性能和疏水性能 的气凝胶。
[0009] 本发明的另一目的是提供一种由上述方法制备的树脂交联聚乙烯醇气凝胶。
[0010] 本发明的再一目的是提供树脂交联聚乙烯醇气凝胶的应用。
[0011] 本发明提供的树脂交联聚乙烯醇气凝胶的制备方法,该方法的工艺步骤和条件如 下:
[0012] (1)先将采用现有技术制备的合成树脂前驱体溶液与质量百分比浓度为1~10% 的聚乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:0.2~10混合均匀,然后将体系的pH调节至1~7,再 于-5~-196Γ下冷冻为固体,继后又于-80~40°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱体的 聚乙烯醇气凝胶;
[0013] (2)将第(1)步所得气凝胶于60~150°C下交联固化1~60h,即制得树脂交联聚乙 烯醇气凝胶。
[0014] 以上方法中所用的合成树脂前驱体溶液与聚乙烯醇溶液按照羟基摩尔比优选1: 0 · 5~5〇
[0015] 以上方法中所用的合成树脂前驱体溶液为脲醛树脂前驱体溶液、酚醛树脂前驱体 溶液或三聚氰胺树脂前驱体溶液中的任一种。
[0016] 以上方法中所用的聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度优选2~8%。
[0017]以上方法中所述的体系pH优选调节至4~7;所述的冷冻干燥温度优选-50~25°C; 所述的交联固化的温度优选80~120°C;所述的交联固化时间优选12~48h。
[0018] 以上方法中所述的现有技术为专利号为92 107343.7、20 1210389987.1、 201010122554.0、201110128180.8的发明专利以及文献:关昶等.化工中间体.2004,7:36-39;Zhang X.F.et al .Pigment and Resin Technology 2014,43,69-74所公开的方法。米 用这些方法制备所用的合成树脂前驱体溶液时的反应时间优选30~60min。
[0019] 本发明提供的由上述方法制备的树脂交联聚乙烯醇气凝胶,该气凝胶是以聚乙烯 醇为基料并与合成树脂前驱体溶液经共混、冷冻、交联制备的,其密度为76~179Kg/m 3,极 限氧指数为23.0~38.5 %,峰值热释放速率为48.0~292 . lkW/m2,压缩模量为7.2~ 37.2MPa,水接触角为33.1 ~136.2°。
[0020] 当以上气凝胶中聚乙烯醇的质量百分比浓度优选2~8%,合成树脂前驱体溶液与 聚乙烯醇溶液按照羟基摩尔比优选为1:0.5~5时,该材料的密度为76~179Kg/m 3,极限氧 指数优选为26.4~37.9 %,峰值热释放速率为55.9~160.6kW/m2,压缩模量为12.2~ 37.2MPa,水接触角优选为76.3~135.9°。
[0021] 本发明提供的上述树脂交联聚乙烯醇气凝胶的应用是在建筑保温、管道保温和隔 音领域中的应用。
[0022] 与现有技术相比,本发明具有以下优点:
[0023] 1、由于本发明提供的气凝胶材料只是将合成树脂前驱体作为交联剂加入到聚乙 烯醇基材中来制备的,没有其他物质的加入,如阻燃剂或者增强剂加入,因而体系反应完全 以后形成的是一个完整的整体一一一种纯粹的气凝胶材料,且通过对其微观结构观察发 现,该材料不仅呈现的是一种规则均匀的三维网状结构,具有更好的保温性能,且避免了现 有技术中因添加气凝胶颗粒或者在气凝胶中加入了阻燃剂以及其他物质产生孔洞而带来 的负面影响,包括降低材料的保温性能等弊病。
[0024] 2、由于本发明提供的气凝胶材料是用两种都可溶于水的化合物先在水中混合,然 后通过交联反应制备而成,因而既可避免现有技术加入无机纳米粒子或者高效阻燃剂所带 来的分散和降低气凝胶材料机械性能的问题,又无使用有机溶剂所带来的污染问题。
[0025] 3、由于本发明提供的气凝胶材料中所含的合成树脂既可成为交联剂与聚乙烯醇 形成气凝胶材料的三维网状结构,又可为气凝胶材料提供优良的阻燃性,因而不仅提高了 材料的机械性能,还能提高材料的阻燃性能,同时还可避免因提高添加物含量较多所带来 的难以成型的问题。
[0026] 4、由于本发明提供的气凝胶材料是完全通过交联制备的,没有加入其他一些添加 剂,而且交联后会使原料中所含的亲水基团消失,因而能在一定程度上提高材料的疏水性 和耐水性,解决现有气凝胶材料存在的吸水问题。
[0027] 5、由于本发明提供的气凝胶材料同时具有优异的阻燃性能、疏水性能和机械性 能,加上气凝胶材料固有的优异的保温性能和隔音性能,其在建筑保温、管道保温、隔音等 领域具有非常广泛的应用前景。
[0028] 6、本发明提供的制备方法简单、成熟,易于推广应用。
【附图说明】
[0029]图1为本发明实施例3制备的三聚氰胺甲醛树脂交联聚乙烯醇气凝胶的扫描电镜 图。从图中可见聚乙烯醇和三聚氰胺甲醛树脂交联后构建起了气凝胶的骨架,形成了均匀 的三维网状结构。
[0030] 图2为本发明实施例14制备的酚醛树脂交联聚乙烯醇气凝胶的扫描电镜图。从图 中可见聚乙烯醇和酚醛树脂交联后构建起了气凝胶的骨架,形成了均匀的三维网状结构。
[0031] 图3为本发明实施例3制备的三聚氰胺甲醛树脂交联聚乙烯醇气凝胶的水接触角 测试图像。从图中可见本发明制备的气凝胶材料经过交联后,具有了一定的疏水性。
[0032] 图4为本发明实施例14制备的酚醛树脂交联聚乙烯醇气凝胶的水接触角测试图 像。从图中可见本发明制备的气凝胶材料经过交联后,具有了一定的疏水性。
[0033]图5为本发明实施例3制备的三聚氰胺甲醛树脂交联聚乙烯醇气凝胶的电子照片。 从照片中可见本发明制备的气凝胶材料形状规整,没有出现收缩等现象。
[0034]图6为本发明实施例3制备的三聚氰胺甲醛树脂交联聚乙烯醇气凝胶在90°C水中 溶解12h后,未烘干(a)和烘干后(b)的电子照片。从两张照片对比可见本发明制备的气凝胶 材料不会溶解在热水中,而且干燥后样品基本保持原貌,表现出了优异的耐水性能。
【具体实施方式】
[0035] 下面给出实施例以对本发明进行具体描述,有必要在此指出的是以下实施例只用 于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的技术熟练人 员可以根据本
【发明内容】
对本发明作出一些非本质的改进和调整。
[0036] 值得说明的是,以下实施例和对比例所制备的气凝胶材料的密度是按照GB/ T6343-2009测试的;极限氧指数是按照ASTM D 2863-2009进行测试的;热释放速率则是通 过锥形量热测试在50kW/m2热辐射功率下测试得到的;压缩模量是按照ASTM D1621-2010进 行测试的;水接触角测试是将3微升的水滴滴在本发明制备的气凝胶材料表面10s后进行拍 摄的,每个样品进行5次测试,取平均值即为水接触角数值;为了进一步测试材料的耐水性 能,设计了溶解-干燥的实验,先将材料放入90 °C水中溶解12h,观察溶解情况,取出后,真空 干燥,观察收缩情况。
[0037] 实施例1
[0038] 先将三聚氰胺和甲醛按照摩尔比1:3搅拌混合并将其体系的pH调至8.5后,于80°C 反应30min,制得三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液;将该三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液与质量 百分比浓度为1%的聚乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:0.2混合均匀,然后将体系的pH调节 至1,倒入模具,再于_5°C下冷冻为固体,继后又于-80°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱 体的聚乙烯醇气凝胶;将制得的气凝胶于60°C下交联固化60h即可。
[0039]所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0040] 实施例2
[0041] 先将三聚氰胺和甲醛按照摩尔比1:3搅拌混合并将其体系的pH调至8.5后,于80°C 反应40min,制得三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液;将该三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液与质量 百分比浓度为2%的聚乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:0.5混合均匀,然后将体系的pH调节 至4,倒入模具,再于-50°C下冷冻为固体,继后又于-50°C下真空干燥即制得参杂有树脂前 驱体的聚乙烯醇气凝胶;将制得的气凝胶于80°C下交联固化48h即可。
[0042]所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0043] 实施例3
[0044] 先将三聚氰胺和甲醛按照摩尔比1:3搅拌混合并将其体系的pH调至8.5后,于80°C 反应50min,制得三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液;将该三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液与质量 百分比浓度为5%的聚乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:1混合均匀,然后将体系的pH调节至 5,倒入模具,再于-80°C下冷冻为固体,继后又于_20°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱 体的聚乙烯醇气凝胶;将制得的气凝胶于90°C下交联固化36h即可。
[0045] 所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0046] 实施例4
[0047] 先将三聚氰胺和甲醛按照摩尔比1:3搅拌混合并将其体系的pH调至8.5后,于80°C 反应60min,制得三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液;将该三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液与质量 百分比浓度为8%的聚乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:2混合均匀,然后将体系的pH调节至 6, 倒入模具,再于_100°C下冷冻为固体,继后又于_10°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱 体的聚乙烯醇气凝胶;将制得的气凝胶于l〇〇°C下交联固化24h即可。
[0048]所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0049] 实施例5
[0050] 先将三聚氰胺和甲醛按照摩尔比1:3搅拌混合并将其体系的pH调至8.5后,于80°C 反应30min,制得三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液;将该三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液与质量 百分比浓度为10%的聚乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:10混合均匀,然后将体系的pH调节 至2,倒入模具,再于-30°C下冷冻为固体,继后又于40°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱 体的聚乙烯醇气凝胶;将制得的气凝胶于150°C下交联固化lh即可。
[0051 ]所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0052] 实施例6
[0053] 先将三聚氰胺和甲醛按照摩尔比1:3搅拌混合并将其体系的pH调至8.5后,于80°C 反应30min,制得三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液;将该三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液与质量 百分比浓度为8%的聚乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:1混合均匀,然后将体系的pH调节至 7, 倒入模具,再于_100°C下冷冻为固体,继后又于0°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱体 的聚乙烯醇气凝胶;将制得的气凝胶于120°C下交联固化18h即可。
[0054]所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0055] 实施例7
[0056] 先将三聚氰胺和甲醛按照摩尔比1:3搅拌混合并将其体系的pH调至8.5后,于80°C 反应40min,制得三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液;将该三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液与质量 百分比浓度为5%的聚乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:1混合均匀,然后将体系的pH调节至 6,倒入模具,再于_80°C下冷冻为固体,继后又于10°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱体 的聚乙烯醇气凝胶;将制得的气凝胶于ll〇°C下交联固化12h即可。
[0057] 所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0058] 实施例8
[0059] 先将三聚氰胺和甲醛按照摩尔比1:3搅拌混合并将其体系的pH调至8.5后,于80°C 反应50min,制得三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液;将该三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液与质量 百分比浓度为5%的聚乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:0.5混合均匀,然后将体系的pH调节 至5,倒入模具,再于-50°C下冷冻为固体,继后又于25°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱 体的聚乙烯醇气凝胶;将制得的气凝胶于l〇〇°C下交联固化24h即可。
[0060]所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0061 ] 实施例9
[0062] 先将三聚氰胺和甲醛按照摩尔比1:3搅拌混合并将其体系的pH调至8.5后,于80°C 反应60min,制得三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液;将该三聚氰胺甲醛树脂前驱体溶液与质量 百分比浓度为5%的聚乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:2混合均匀,然后将体系的pH调节至 4,倒入模具,再于-50°C下冷冻为固体,继后又于25°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱体 的聚乙烯醇气凝胶;将制得的气凝胶于90°C下交联固化48h即可。
[0063]所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0064] 实施例10
[0065] 先将尿素和甲醛按照摩尔比1:2搅拌混合并将其体系的pH调至8.0后,于80°C反应 30min,制得脲醛树脂前驱体溶液;将该脲醛树脂前驱体溶液与质量百分比浓度为1 %的聚 乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1: 〇. 2混合均匀,然后将体系的pH调节至1,倒入模具,再于-20°C下冷冻为固体,继后又于-40°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱体的聚乙烯醇气凝 胶;将制得的气凝胶于70°C下交联固化54h即可。
[0066]所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0067] 实施例11
[0068] 先将尿素和甲醛按照摩尔比1:2搅拌混合并将其体系的pH调至8.0后,于80°C反应 40min,制得脲醛树脂前驱体溶液;将该脲醛树脂前驱体溶液与质量百分比浓度为5%的聚 乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:1混合均匀,然后将体系的pH调节至4,倒入模具,再于-80 °C下冷冻为固体,继后又于0°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱体的聚乙烯醇气凝胶;将 制得的气凝胶于80°C下交联固化24h即可。
[0069]所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0070] 实施例12
[0071] 先将尿素和甲醛按照摩尔比1:2搅拌混合并将其体系的pH调至8.0后,于80°C反应 50min,制得脲醛树脂前驱体溶液;将该脲醛树脂前驱体溶液与质量百分比浓度为8%的聚 乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:5混合均匀,然后将体系的pH调节至5,倒入模具,再于-100 °C下冷冻为固体,继后又于-10°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱体的聚乙烯醇气凝胶; 将制得的气凝胶于90°C下交联固化48h即可。
[0072]所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0073] 实施例13
[0074] 先将苯酚和甲醛按照摩尔比1:3搅拌混合并将其体系的pH调至8.5后,于80°C反应 40min,制得酚醛树脂前驱体溶液;将该酚醛树脂前驱体溶液与质量百分比浓度为2%的聚 乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:0.5混合均匀,然后将体系的pH调节至6,倒入模具,再于- 196°C下冷冻为固体,继后又于-20°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱体的聚乙烯醇气凝 胶;将制得的气凝胶于l〇〇°C下交联固化48h即可。
[0075]所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0076] 实施例14
[0077] 先将苯酚和甲醛按照摩尔比1:3搅拌混合并将其体系的pH调至8.5后,于80°C反应 50min,制得酚醛树脂前驱体溶液;将该酚醛树脂前驱体溶液与质量百分比浓度为5%的聚 乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:1混合均匀,然后将体系的pH调节至7,倒入模具,再于-80 °C下冷冻为固体,继后又于-50°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱体的聚乙烯醇气凝胶; 将制得的气凝胶于120°C下交联固化24h即可。
[0078]所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0079] 实施例15
[0080] 先将苯酚和甲醛按照摩尔比1:3搅拌混合并将其体系的pH调至8.5后,于80°C反应 60min,制得酚醛树脂前驱体溶液;将该酚醛树脂前驱体溶液与质量百分比浓度为10 %的聚 乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:10混合均匀,然后将体系的pH调节至3,倒入模具,再于-40 °C下冷冻为固体,继后又于-80°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱体的聚乙烯醇气凝胶; 将制得的气凝胶于60°C下交联固化lh即可。
[0081 ]所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0082] 对比例
[0083]将质量百分比浓度为5%的聚乙烯醇溶液倒入模具,于_80°C下冷冻为固体,再又 于-20°C下真空干燥,继后将制得的气凝胶于80°C下烘24h即可。
[0084]所得气凝胶材料的密度、氧指数、峰值热释放速率、压缩模量、水接触角、放入90 °C 水中12h的溶解情况和真空干燥后收缩情况等测试结果见附表。
[0085]表
【主权项】
1. 一种树脂交联聚乙烯醇气凝胶的制备方法,该方法的工艺步骤和条件如下: (1) 先将采用现有技术制备的合成树脂前驱体溶液与质量百分比浓度为1~10%的聚 乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:0.2~10混合均匀,然后将体系的pH调节至1~7,再于-5 ~-196 °C下冷冻为固体,继后又于-80~40°C下真空干燥即制得参杂有树脂前驱体的聚乙 烯醇气凝胶; (2) 将第(1)步所得气凝胶于60~150°C下交联固化1~60h,即制得树脂交联聚乙烯醇 气凝胶。2. 根据权利要求1所述的树脂交联聚乙烯醇气凝胶的制备方法,该方法中所用的合成 树脂前驱体溶液与聚乙烯醇溶液按照羟基摩尔比为1:0.5~5。3. 根据权利要求1或2所述的树脂交联聚乙烯醇气凝胶的制备方法,该方法中所用的合 成树脂前驱体溶液为脲醛树脂前驱体溶液、酚醛树脂前驱体溶液或三聚氰胺树脂前驱体溶 液中的任一种;所用的聚乙烯醇的质量百分比浓度为2~8%。4. 根据权利要求1或2所述的树脂交联聚乙烯醇气凝胶的制备方法,该方法中所述的体 系pH调节至4~7;所述的真空干燥温度为-50~25 °C。5. 根据权利要求3所述的树脂交联聚乙烯醇气凝胶的制备方法,该方法中所述的体系 pH调节至4~7;所述的真空干燥温度为-50~25 °C。6. 根据权利要求1或2所述的树脂交联聚乙烯醇气凝胶的制备方法,该方法中所述的交 联固化的温度为80~120 °C ;所述的交联固化时间为12~48h。7. 根据权利要求3所述的树脂交联聚乙烯醇气凝胶的制备方法,该方法中所述的交联 固化的温度为80~120 °C ;所述的交联固化时间为12~48h。8. 根据权利要求5所述的树脂交联聚乙烯醇气凝胶的制备方法,该方法中所述的交联 固化的温度为80~120 °C ;所述的交联固化时间为12~48h。9. 一种由权利要求1所述方法制备的树脂交联聚乙烯醇气凝胶,该气凝胶是以聚乙烯 醇为基料并与合成树脂前驱体溶液经共混、冷冻、交联制备的,其密度为76~179Kg/m 3,极 限氧指数为23.0~38.5 %,峰值热释放速率为48.0~292 . lkW/m2,压缩模量为7.2~ 37.2MPa,水接触角为33.1 ~136.2°。10. -种由根据权利要求9所述的树脂交联聚乙烯醇气凝胶在建筑保温、管道保温和隔 音领域中的应用。
【文档编号】C08L29/04GK105885313SQ201610263902
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】王玉忠, 商珂, 杨君驰, 曹志杰, 廖望
【申请人】四川大学
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