本發(fā)明屬于建筑外墻材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低密度高強(qiáng)度酚醛泡沫的研制方法。

背景技術(shù)：

與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)比，盡管我們國(guó)家近幾年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，但是考查一下單位建筑工程的經(jīng)濟(jì)資源投入，我們的成本明顯要高出3-5倍。雖然我國(guó)經(jīng)濟(jì)投入量大，但是有些開發(fā)商為賺取高額收益，依然使用不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的易燃保溫材料。近些年來發(fā)生的一系列火災(zāi)，無不讓人心驚膽戰(zhàn)?；馂?zāi)地點(diǎn)逐年增多，如：央視大樓新址、上海的建筑工地、南京中環(huán)廣場(chǎng)、濟(jì)南奧體中心等等，所以使用安全節(jié)能的材料勢(shì)在必行。

酚醛泡沫憑借自身優(yōu)異的性能：保溫效果好、難燃、無毒、低煙等一系列優(yōu)點(diǎn)日漸進(jìn)入人們的視野，其在工程中的發(fā)展使用已經(jīng)迅速的脫穎而出。然而，酚醛樹脂也存在著致命的缺點(diǎn)：質(zhì)脆、容易掉渣、強(qiáng)度低等。目前國(guó)內(nèi)有很多酚醛泡沫的生產(chǎn)廠家，但這些廠家生產(chǎn)的酚醛泡沫保溫板普遍存在脆性大、機(jī)械性能差、酸性強(qiáng)等問題。機(jī)械性能差的酚醛泡沫容易開裂給施工帶來了不便，而酸性強(qiáng)的酚醛泡沫板在外墻保溫中會(huì)腐蝕墻體和金屬材料對(duì)建筑物造成損害，此外酚醛泡沫生產(chǎn)成本較高，也在一定程度上限制了酚醛泡沫的應(yīng)用范圍。雖然很多專家研究出了改善酚醛泡沫缺點(diǎn)的一些方法，但這些方法還不成熟，要么工藝復(fù)雜難于實(shí)施，要么酚醛泡沫的增韌效果不明顯，要么成本較高，因此給酚醛泡沫的大范圍推廣帶來了困難。人們一直在積極尋找酚醛泡沫改性的方法，如專利申請(qǐng)?zhí)枮?5224169.2、201410341475.7等專利中介紹的有關(guān)改性酚醛泡沫產(chǎn)品，雖然產(chǎn)品在產(chǎn)量、阻燃性有所提高，但在表面強(qiáng)度、熱損耗等方面仍達(dá)不到建筑外墻保溫材料的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，且生產(chǎn)成本較高。

為了將酚醛樹脂更好的服務(wù)于人們的生活，必須對(duì)樹脂進(jìn)行各種改性的嘗試。優(yōu)化酚醛樹脂的合成工藝、合成優(yōu)異的酚醛樹脂、選擇合適的增韌劑對(duì)解決酚醛泡沫的上述問題至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述存在的問題，本發(fā)明提供了一種低密度高強(qiáng)度酚醛泡沫的研制方法。

該酚醛泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)低，力學(xué)性能提高，得到適用于建筑工程中耐火、保溫、增韌的材料。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種低密度高強(qiáng)度酚醛泡沫，按重量份數(shù)計(jì)算，包括以下原料。

酚醛樹脂100份、表面活性劑4~9份、發(fā)泡劑4~10份、固化劑20~30份。

進(jìn)一步，所述的表面活性劑為吐溫80、十二烷基磺酸鈉、op-10中的一種或幾種。

進(jìn)一步，所述的固化劑為鹽酸、磷酸、對(duì)甲苯磺酸和工業(yè)廢酸中的一種或幾種。

進(jìn)一步，所述的發(fā)泡劑為正戊烷、異戊烷、環(huán)戊烷中的一種或幾種。

改性二硫化鉬：研磨二硫化鉬，取適量的二硫化鉬和乙醇于四口瓶攪拌均勻，隨后取偶聯(lián)劑加入少量蒸餾水，超聲振蕩持續(xù)1h，將四口瓶放在75℃水浴中恒溫6h，抽濾、洗滌，最后在80℃的條件下干燥。所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑a1160、kh550和kh560中的一種或幾種。

上述低密度高強(qiáng)度酚醛泡沫的研制方法，其特征在于步驟如下。

（1）改性酚醛樹脂的制備：在四口瓶中加入苯酚、催化劑（50%氫氧化鈉溶液）、脲素和改性的二硫化鉬，升溫至50~70℃，加入甲醛，反應(yīng)一段時(shí)間后加入多聚甲醛，反應(yīng)一段時(shí)間再加入催化劑，升溫至80~85℃再反應(yīng)2~3小時(shí)，在樹脂粘度達(dá)到2000~8000mpa·s時(shí)降溫至70℃，然后加入甲酸調(diào)節(jié)ph至中性，冷卻出料得到所需酚醛樹脂。

（2）酚醛泡沫的制備：在四口瓶中按比例加入步驟（1）中合成的偶聯(lián)劑接枝二硫化鉬改性的酚醛樹脂100份，再按比例加入表面活性劑、發(fā)泡劑、固化劑，攪拌均勻后倒入模具中，放到70℃的干燥箱中發(fā)泡，達(dá)到發(fā)泡要求后取出模具冷卻得到酚醛泡沫保溫板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果。

硅烷偶聯(lián)劑處理后能夠使二硫化鉬接枝上氨基，同時(shí)，酚醛樹脂中有含有羥甲基，所以利用二者反應(yīng)，達(dá)到增強(qiáng)粘結(jié)性的效果，提高產(chǎn)品的力學(xué)、耐水、抗老化等性能，并改善二硫化鉬在酚醛樹脂的相容性和分散性，從而在酚醛樹脂合成過程中可以使二硫化鉬更好的分散在合成樹脂中。

被試劑處理過的顆粒具備新的功能，改善了粒子的分散性及與有機(jī)物的相容性。通過摻入接枝二硫化鉬降低了酚醛泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)，不僅提高酚醛泡沫的力學(xué)性能，而且使泡沫的耐熱性和阻燃性提高，得到適用于建筑工程中耐火、保溫、增韌的材料。

當(dāng)改性二硫化鉬的加入量是苯酚質(zhì)量5%時(shí)，酚醛泡沫各項(xiàng)性能提高的最大，改性后的酚醛泡沫比純酚醛泡沫的拉拔強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度和氧指數(shù)總體上提高了，導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到最小。

附圖說明

圖1是二硫化鉬改性酚醛泡沫的斷面sem圖（放大200倍）。

圖2是硅烷偶聯(lián)劑接枝二硫化鉬改性酚醛泡沫的斷面sem圖（放大200倍）。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

在四口瓶中加入94份苯酚、3份催化劑（50%氫氧化鈉溶液）、6份尿素和2份改性的二硫化鉬，升溫至50~70℃，加入20份甲醛，反應(yīng)一段時(shí)間后加入80份多聚甲醛，反應(yīng)一段時(shí)間再加入3份催化劑，升溫至80~85℃再反應(yīng)2~3小時(shí)，在樹脂粘度達(dá)到2000~8000mpa·s時(shí)降溫至70℃，然后加入甲酸調(diào)節(jié)ph至中性，冷卻出料得到所需酚醛樹脂；在四口瓶中按比例加入合成的偶聯(lián)劑接枝二硫化鉬改性的酚醛樹脂100份，再按比例加入4份表面活性劑、4份發(fā)泡劑、20份固化劑，攪拌均勻后倒入模具中，放到70℃的干燥箱中發(fā)泡，達(dá)到發(fā)泡要求后取出模具冷卻得到酚醛泡沫保溫板。

實(shí)施例2

在四口瓶中加入90份苯酚、3份催化劑（50%氫氧化鈉溶液）、5份尿素和2份改性的二硫化鉬，升溫至50~70℃，加入26份甲醛，反應(yīng)一段時(shí)間后加入74份多聚甲醛，反應(yīng)一段時(shí)間再加入3份催化劑，升溫至80~85℃再反應(yīng)2~3小時(shí)，在樹脂粘度達(dá)到2000~8000mpa·s時(shí)降溫至73℃，然后加入甲酸調(diào)節(jié)ph至中性，冷卻出料得到所需酚醛樹脂；在四口瓶中按比例加入合成的偶聯(lián)劑接枝二硫化鉬改性的酚醛樹脂100份，再按比例加入4份表面活性劑、5份發(fā)泡劑、22份固化劑，攪拌均勻后倒入模具中，放到70℃的干燥箱中發(fā)泡，達(dá)到發(fā)泡要求后取出模具冷卻得到酚醛泡沫保溫板。

實(shí)施例3

在四口瓶中加入98份苯酚、4份催化劑（50%氫氧化鈉溶液）、7份尿素和3份改性的二硫化鉬，升溫至50~70℃，加入30份甲醛，反應(yīng)一段時(shí)間后加入70份多聚甲醛，反應(yīng)一段時(shí)間再加入4份催化劑，升溫至80~85℃再反應(yīng)2~3小時(shí)，在樹脂粘度達(dá)到2000~8000mpa·s時(shí)降溫至74℃，然后加入甲酸調(diào)節(jié)ph至中性，冷卻出料得到所需酚醛樹脂；在四口瓶中按比例加入合成的偶聯(lián)劑接枝二硫化鉬改性的酚醛樹脂100份，再按比例加入6份表面活性劑、5份發(fā)泡劑、25份固化劑，攪拌均勻后倒入模具中，放到70℃的干燥箱中發(fā)泡，達(dá)到發(fā)泡要求后取出模具冷卻得到酚醛泡沫保溫板。

實(shí)施例4

在四口瓶中加入95份苯酚、3份催化劑（50%氫氧化鈉溶液）、7份尿素和2份改性的二硫化鉬，升溫至50~70℃，加入25份甲醛，反應(yīng)一段時(shí)間后加入75份多聚甲醛，反應(yīng)一段時(shí)間再加入3份催化劑，升溫至80~85℃再反應(yīng)2~3小時(shí)，在樹脂粘度達(dá)到2000~8000mpa·s時(shí)降溫至72℃，然后加入甲酸調(diào)節(jié)ph至中性，冷卻出料得到所需酚醛樹脂；在四口瓶中按比例加入合成的偶聯(lián)劑接枝二硫化鉬改性的酚醛樹脂100份，再按比例加入5份表面活性劑、5份發(fā)泡劑、23份固化劑，攪拌均勻后倒入模具中，放到70℃的干燥箱中發(fā)泡，達(dá)到發(fā)泡要求后取出模具冷卻得到酚醛泡沫保溫板。

將實(shí)施例1~4制備得到的保溫板進(jìn)行性能檢測(cè)，結(jié)果見表1：

表1

注：

1.表觀密度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)astmd1622-2008；

2.拉拔強(qiáng)度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)gb9641-88；

3.抗沖擊強(qiáng)度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)gb11548-89；

4.導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)gb/t10295-2008；

5.氧指數(shù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)gb/t2406-1993。