一种纤维增强酚醛泡沫复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种纤维增强酚醛泡沫复合材料，其制备组分按重量份包括如下：纤维毡10—100份、酚醛树脂100份、发泡剂5—20份、改性剂1—6份、固化剂5—18份、溶剂0—200份。本发明由于采用了微球发泡剂和纤维毡以及改性剂的相互作用，通过本发明提供的方法所得酚醛树脂发泡复合材料，不仅防火性能更加优异，而且泡孔孔径可控；且所得复合材料强度高、不易掉粉、可挠曲成多种形状。完全符合国家的防水防火隔热等要求，材料强度的大幅提高，拓宽了该纤维增强酚醛泡沫复合材料的应用领域。
【专利说明】一种纤维增强酚醛泡沬复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种复合材料，具体涉及一种纤维增强酚醛泡沫复合材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 现有的PU、XPS发泡材料，多作为保温复合板夹心层使用，但他们的阻燃等级不够 理想。虽然酚醛树脂发泡材料防火性能优异，阻燃等级达到难燃Bl级，且发烟量低、保温性 能好，耐腐蚀及抗老化性能优异，但酚醛树脂发泡材料易塌泡、材质脆、易掉粉，使其应用受 至IJ限制。
[0003] 现有技术中，多用短切纤维对酚醛发泡材料进行增强，即将短切纤维与酚醛树脂 混合，进行发泡成型。但短切纤维的长度受限，且在混合过程中容易造成纤维分布不均，导 致所得短切纤维增强酚醛树脂发泡材料的强度收到限制，存在强度分布不均。
[0004] 随着科技的进步，以及航空等工业领域对材料强度及阻燃等级要求的提高，现有 一系列酚醛发泡材料的应用已经不能满足现有的需求。
【发明内容】
[0005] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种纤维增强酚醛泡沫 复合材料。
[0006] 本发明另一目的是提供上述复合材料的制备方法。
[0007] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种纤维增强酚醛泡沫复合材料，其制 备组分按重量份包括如下： 纤维毡 10 -100份 酚醛树脂 100份 发泡剂 5 - 20份 改性剂 1一 6份 固化剂 5-18份 溶剂 0- 200份 优选地，所述酚醛树脂为热塑性酚醛树脂。
[0008] 优选地，所述发泡剂为松本系列微球发泡剂或者Expancel系列微球发泡剂，其中 优选F-36、F-50D、F-78D来源于仪征市福田贸易有限公司，461DU20、092DU40来源于广州金 昌盛科技有限公司。
[0009] 优选地，所述改性剂为吐温-80、吐温-60、DC-190、DC-193、CGY-1、KH-550、KH-560中 的一种或几种，其中DC-190、DC-193型硅油来源于石家庄中蓝科技有限公司，CGY-I型硅油 来源于济南盈动化工有限公司。
[0010] 优选地，所述固化剂为甲苯-4-磺酸与水按2:3配制得到。 toon] 优选地，所述溶剂为水或酒精中的一种。
[0012] 上述的纤维增强酚醛泡沫复合材料的制备方法，其制备步骤包括： (1)预浸料的制备 常温下，将5-20份发泡剂、1-6份改性剂、0-200份溶剂加入到100份酚醛树脂中，高速 搅拌5-10 min，搅拌速度为900-1500 r/min，再加入5-18份的固化剂，继续搅拌1-2 min 制得预浸料一；用调配好的上述预浸料一作为浸胶液，用浸胶机对纤维毡进行浸胶，即得到 预浸料二。
[0013] ( 2 )酚醛树脂预固化 将浸胶后的纤维毡预浸料二放入烘箱中，在40 °C-80 °C温度环境下进行酚醛树脂的 预固化，同时除去部分挥发组分及多余溶剂，得到预浸料三。
[0014] (3)热压成型 将步骤（2)所得预浸料三放入模压机上，在0.2 MPa-1.5 MPa压力范围内，80 °C-160 °〇温度范围内保持5-30 min，即可完成整个发泡流程，此过程需要进行补压，即得纤维增强 酚醛泡沫复合材料 有益效果：本发明相对于现有技术而言，具有以下优点： 本发明由于采用了微球发泡剂和纤维毡以及改性剂的相互作用，通过本发明提供的方 法所得酚醛树脂发泡复合材料，不仅防火性能更加优异，而且泡孔孔径可控；且所得复合材 料强度高、不易掉粉、可挠曲成多种形状。完全符合国家的防水防火隔热等要求，材料强度 的大幅提高，拓宽了该纤维增强酚醛泡沫复合材料的应用领域。
【具体实施方式】
[0015] 下面本发明作更进一步的说明。
[0016] 实施例1 常温下，将5份F-36型发泡剂、0. 5份吐温-80和0. 5份DC-190改性剂、50份酒精溶 剂加入到100份酚醛树脂中，高速搅拌5 min，搅拌速度为900 r/min，再加入18份的固化 剂（固化剂由甲苯-4-磺酸与水按重量比2:3配制得到)，继续搅拌I min制得预浸料一；用 调配好的上述预浸料一作为浸胶液，用浸胶机对90份纤维毡进行浸胶，即得到预浸料二； 将浸胶后的纤维毡预浸料二放入烘箱中，在40 °C温度环境下进行酚醛树脂的预固化，同时 除去部分挥发组分及多余溶剂，得到预浸料三；将所得预浸料三放入模压机上，在0. 2 MPa 压力下，70 °C温度环境下保持5 min，即可完成整个发泡流程，即得纤维增强酚醛泡沫复合 材料。
[0017] 实施例2 常温下，将20份461DU20型发泡剂、3份吐温-60和3份DC-193改性剂、0份溶剂加入 至Ij 100份酚醛树脂中，高速搅拌10 min，搅拌速度为1500 r/min，再加入18份的固化剂（固 化剂由甲苯-4-磺酸与水按重量比2:3配制得到)，继续搅拌2 min制得预浸料一；用调配 好的预浸料一作为浸胶液，用浸胶机对50份纤维毡进行浸胶，即得到预浸料二；将浸胶后 的纤维毡预浸料二放入烘箱中，在80 °C温度环境下进行酚醛树脂的预固化，同时除去部分 挥发组分及多余溶剂，得到预浸料三；将所得预浸料三放入模压机上，在I. 5 MPa压力下， 110 °C温度环境下保持30 min，即可完成整个发泡流程，即得纤维增强酚醛泡沫复合材料。
[0018] 实施例3 常温下，将10份F-50D型发泡剂、2份KH-550和2份CGY-I改性剂、200份水溶剂加入 至Ij 100份酚醛树脂中，高速搅拌6 min，搅拌速度为1000 r/min，再加入5份的固化剂（固化 剂由甲苯-4-磺酸与水按重量比2:3配制得到)，继续搅拌2 min制得预浸料一；用调配好 的预浸料一作为浸胶液，用浸胶机对10份纤维毡进行浸胶，即得到预浸料二；将浸胶后的 纤维毡预浸料二放入烘箱中，在80 °C温度环境下进行酚醛树脂的预固化，同时除去部分挥 发组分及多余溶剂，得到预浸料三；将所得预浸料三放入模压机上，在I. 〇 MPa压力下，120 °〇温度环境下保持15 min，即可完成整个发泡流程，即得纤维增强酚醛泡沫复合材料。
[0019] 实施例4 常温下，将8份F-78D型发泡剂、1份KH-560和1份DC-193改性剂、100份酒精溶剂加 入到100份酚醛树脂中，高速搅拌6 min，搅拌速度为1200 r/min，再加入15份的固化剂（固 化剂由甲苯-4-磺酸与水按重量比2:3配制得到)，继续搅拌2 min制得预浸料一；用调配 好的预浸料一作为浸胶液，用浸胶机对100份纤维毡进行浸胶，即得到预浸料二；将浸胶后 的纤维毡预浸料二放入烘箱中，在50 °C温度环境下进行酚醛树脂的预固化，同时除去部分 挥发组分及多余溶剂，得到预浸料三；将所得预浸料三放入模压机上，在〇. 6 MPa压力下， 140 °C温度环境下保持10 min，即可完成整个发泡流程，即得纤维增强酚醛泡沫复合材料。
[0020] 实施例5 常温下，将12份092DU40型发泡剂、2份DC-193改性剂、50份酒精溶剂加入到100份 酚醛树脂中，高速搅拌7 min，搅拌速度为1400 r/min，再加入10份的固化剂（固化剂由甲 苯-4-磺酸与水按重量比2:3配制得到)，继续搅拌2 min制得预浸料一；用调配好的预浸 料一作为浸胶液，用浸胶机对20份纤维毡进行浸胶，即得到预浸料二；将浸胶后的纤维毡 预浸料二放入烘箱中，在50 °C温度环境下进行酚醛树脂的预固化，同时除去部分挥发组分 及多余溶剂，得到预浸料三；将所得预浸料三放入模压机上，在0.5 MPa压力下，160 °C温 度环境下保持20 min，即可完成整个发泡流程，即得纤维增强酚醛泡沫复合材料。
[0021] 上述实施例1-5制备的纤维增强酚醛泡沫复合材料的性能检测结果见表1。
[0022] 表 1
【权利要求】
1. 一种纤维增强酚醛泡沫复合材料，其特征在于：其制备组分按重量份包括如下： 纤维毡 10 -100份 酚醛树脂 100份 发泡剂 5 - 20份 改性剂 1一 6份 固化剂 5-18份 溶剂 0- 200份。
2. 根据权利要求1所述的纤维增强酚醛泡沫复合材料，其特征在于：所述酚醛树脂为 热塑性酚醛树脂。
3. 根据权利要求1所述的纤维增强酚醛泡沫复合材料，其特征在于：所述发泡剂为松 本系列微球发泡剂或者Expancel系列微球发泡剂。
4. 根据权利要求1所述的纤维增强酚醛泡沫复合材料，其特征在于：所述改性剂为吐 温-80、吐温-60、DC-190、DC-193、CGY-1、KH-550、KH-560 中的一种或几种。
5. 根据权利要求1所述的纤维增强酚醛泡沫复合材料，其特征在于：所述固化剂为甲 苯-4-磺酸与水按2:3配制得到。
6. 根据权利要求1所述的纤维增强酚醛泡沫复合材料，其特征在于：所述溶剂为水或 酒精中的一种。
7. 根据权利要求1~6中任一所述的纤维增强酚醛泡沫复合材料的制备方法，其特征在 于：其制备步骤包括： (1) 预浸料的制备 常温下，将5-20份发泡剂、1-6份改性剂、0-200份溶剂加入到100份酚醛树脂中，高速 搅拌5-10 min，搅拌速度为900-1500 r/min，再加入5-18份的固化剂，继续搅拌1-2 min 制得预浸料一；用调配好的上述预浸料一作为浸胶液，用浸胶机对纤维毡进行浸胶，即得到 预浸料二； (2) 酚醛树脂预固化 将浸胶后的纤维毡预浸料二放入烘箱中，在40 °C-80 °C温度环境下进行酚醛树脂的 预固化，同时除去部分挥发组分及多余溶剂，得到预浸料三； (3) 热压成型 将步骤（2)所得预浸料三放入模压机上，在0.2 MPa-1.5 MPa压力范围内，80 °C-160 °〇温度范围内保持5-30 min，即可完成整个发泡流程，此过程需要进行补压，即得纤维增强 酚醛泡沫复合材料。
【文档编号】C08K5/42GK104497473SQ201410704278
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】张竞, 王洪亮, 汤继俊, 闫东广 申请人:江苏科技大学