專利名稱：一種低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂的合成及制備酚醛泡沫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料及其合成方法，尤其涉及一種低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂的合成及制備酚醛泡沫的方法。
背景技術(shù)：
酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)的酚醛泡沫，具有導(dǎo)熱系數(shù)低、不燃、低煙毒、低值的特性。酚醛泡沫已有多年的歷史，是保溫泡沫中防火性最好的。盡管有這些優(yōu)點(diǎn)，但酚醛泡沫沒(méi)有在保溫市場(chǎng)中廣泛應(yīng)用。主要原因是酚醛樹(shù)脂要在加熱條件到才能得到理想的固化酚醛泡沫，很少適用于低常溫澆注、噴涂的酚醛樹(shù)脂。中國(guó)專利03106510《用于常溫連續(xù)澆鑄發(fā)泡的酚醛樹(shù)脂的生產(chǎn)方法及所制成的樹(shù)脂》，00111275《用于低溫發(fā)泡的酚醛樹(shù)脂的生產(chǎn)方法及所制成的樹(shù)脂》中用堿及金屬氧化物等做復(fù)合催化劑，制得高鄰位、低粘度的常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂。美國(guó)專利5693684提到了澆注酚醛泡沫及酚醛樹(shù)脂的制作。用氫氧化鈉、三乙醇胺等做催化劑。以上現(xiàn)有技術(shù)中都用液體甲醛為原料，要真空脫水，生產(chǎn)不易控制，產(chǎn)生大量的含酚廢水，造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂的合成及制備酚醛泡沫的方法。
本發(fā)明的目的可以提供以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂的合成，其特征在于，通過(guò)在苯酚原料中分次加入催化劑、多聚甲醛和胺類化合物，進(jìn)行中溫縮聚反應(yīng)、高溫縮聚反應(yīng)、中溫縮聚反應(yīng)，得到一種低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂。
所述的酚醛樹(shù)脂采用以下重量份物質(zhì)為原料苯酚 100份，
多聚甲醛 40～60份，催化劑0.5～3份，胺類化合物1～5份；所述的合成采用以下工藝步驟(1)苯酚、催化劑混合，在70～85℃下90分鐘內(nèi)分次加入多聚甲醛，然后反應(yīng)20～60分鐘；(2)升溫至95～100℃，反應(yīng)15～50分鐘；(3)降溫至85～90℃，加入二次催化劑及胺類化合物，繼續(xù)在85～90℃反應(yīng)20～100分鐘，得到低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂。
所述的催化劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、醋酸鋅、碳酸鈉、三乙胺中的一種或兩種。
所述的胺類化合物選自脲、雙氰胺、三氰胺中的一種。
所得到的酚醛樹(shù)脂粘度控制在2000～6000cp/25℃，固含量82％重量。
一種由上述低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂制備酚醛泡沫的方法，其特征在于，該方法包括將低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂100重量份、表面活性劑1～4重量份、發(fā)泡劑2～8重量份攪拌均勻后，加入固化劑8～15重量份攪拌2～15分鐘，然后在5～30℃環(huán)境中固化1～5分鐘，得到酚醛泡沫。
所述的表面活性劑選自吐溫-80、硅油H-330、DC-193中的一種。
所述的發(fā)泡劑選自石油醚、正戊烷、戊烷中的一種。
所述的固化劑選自二甲苯磺酸、對(duì)甲苯磺酸的一種或兩種。
酚醛樹(shù)脂改性方面的技術(shù)很多，但關(guān)于低常溫澆注、噴涂發(fā)泡的較少。本發(fā)明提供一種特殊的方法，通過(guò)分次加入催化劑(氫氧化鈉、氫氧化鉀、醋酸鋅、碳酸鈉、三乙胺等)和固體甲醛，進(jìn)行中溫縮聚反應(yīng)，高溫縮聚反應(yīng)，中溫縮聚反應(yīng)，獲得一種穩(wěn)定的低粘度高活性的酚醛樹(shù)脂。本發(fā)明的酚醛樹(shù)脂可在5～30攝氏度下1～5分鐘完成發(fā)泡固化過(guò)程，從而制得細(xì)密、強(qiáng)度好的酚醛泡沫，為現(xiàn)場(chǎng)保溫提供了一種好的方法，可在許多場(chǎng)合代替硬質(zhì)聚氨酯泡沫，大大開(kāi)拓了酚醛泡沫的應(yīng)用范圍。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供一種用多聚甲醛為原料合成低粘度高活性酚醛樹(shù)脂的方法，該工藝反應(yīng)平穩(wěn)，可控性強(qiáng)，大大減少了固定資產(chǎn)投資，無(wú)廢水。該酚醛樹(shù)脂可用于現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡保溫的場(chǎng)合，利于酚醛泡沫塑料的應(yīng)用推廣。本發(fā)明用烷烴作發(fā)泡劑，無(wú)地球溫室效應(yīng)系數(shù)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1在2噸反應(yīng)釜中加入800千克苯酚、15千克30％的氫氧化鈉溶液，在80℃左右分7次加入320千克多聚甲醛，在80℃反應(yīng)30分鐘后，升溫至95℃反應(yīng)30分鐘，降溫至85℃加入尿素10千克反應(yīng)50分鐘，降溫至55℃得酚醛樹(shù)脂，粘度為2000cp/25℃。
取上述酚醛樹(shù)脂100份，以及吐溫-80 3份、石油醚5份、二甲苯磺酸2份、對(duì)甲苯磺酸6份，在室溫15℃中攪拌10秒后，2分鐘后得到固化酚醛泡沫塑料，密度為40千克每立方米。
實(shí)施例2在2噸反應(yīng)釜中加入800千克苯酚、4千克30％的氫氧化鉀溶液，在70℃左右分7次加入400千克多聚甲醛，在70℃反應(yīng)60分鐘后，升溫至100℃反應(yīng)15分鐘，降溫至90℃加入脲8千克反應(yīng)20分鐘，降溫至55℃得酚醛樹(shù)脂，粘度為2000cp/25℃。
取上述酚醛樹(shù)脂100份，以及硅油H-330 1份、正戊烷2份、二甲苯磺酸5份、對(duì)甲苯磺酸10份，在室溫30℃中攪拌2分鐘后，5分鐘后得到固化酚醛泡沫塑料，密度為40千克每立方米。
實(shí)施例3在2噸反應(yīng)釜中加入800千克苯酚、10千克的醋酸鋅，在85℃左右分7次加入480千克多聚甲醛，在85℃反應(yīng)20分鐘后，升溫至97℃反應(yīng)25分鐘，降溫至85℃加入雙氰胺40千克反應(yīng)100分鐘，降溫至55℃得酚醛樹(shù)脂，粘度為2000cp/25℃。
取上述酚醛樹(shù)脂100份，以及吐溫-80 4份、石油醚8份、對(duì)甲苯磺酸12份，在室溫5℃中攪拌15分鐘后，3分鐘后得到固化酚醛泡沫塑料，密度為40千克每立方米。
實(shí)施例4在2噸反應(yīng)釜中加入800千克苯酚、16千克30％的碳酸鈉溶液，在78℃左右分7次加入450千克多聚甲醛，在78℃反應(yīng)50分鐘后，升溫至100℃反應(yīng)35分鐘，降溫至87℃加入脲30千克反應(yīng)80分鐘，降溫至55℃得酚醛樹(shù)脂，粘度為2000cp/25℃。
取上述酚醛樹(shù)脂100份，以及DC-193 4份、戊烷8份、對(duì)甲苯磺酸10份，在室溫8℃中攪拌10分鐘后，3分鐘后得到固化酚醛泡沫塑料，密度為40千克每立方米。
實(shí)施例5在2噸反應(yīng)釜中加入800千克苯酚、7.3千克的三乙胺溶液，在80℃左右分7次加入360千克多聚甲醛，在80℃反應(yīng)30分鐘后，升溫至95℃反應(yīng)30分鐘，降溫至85℃加入雙氰胺25千克反應(yīng)50分鐘，降溫至55℃得酚醛樹(shù)脂，粘度為2000cp/25℃。
取上述酚醛樹(shù)脂100份，以及吐溫-80 2份、石油醚5份、二甲苯磺酸3份、對(duì)甲苯磺酸8份，在室溫25℃中攪拌4分鐘后，1分鐘后得到固化酚醛泡沫塑料，密度為40千克每立方米。
權(quán)利要求
1.一種低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂的合成，其特征在于，通過(guò)在苯酚原料中分次加入催化劑、多聚甲醛和胺類化合物，進(jìn)行中溫縮聚反應(yīng)、高溫縮聚反應(yīng)、中溫縮聚反應(yīng)，得到一種低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂的合成，其特征在于，所述的酚醛樹(shù)脂采用以下重量份物質(zhì)為原料苯酚100份，多聚甲醛40～60份，催化劑 0.5～3份，胺類化合物 1～5份；所述的合成采用以下工藝步驟(1)苯酚、催化劑混合，在70～85℃下90分鐘內(nèi)分次加入多聚甲醛，然后反應(yīng)20～60分鐘；(2)升溫至95～100℃，反應(yīng)15～50分鐘；(3)降溫至85～90℃，加入二次催化劑及胺類化合物，繼續(xù)在85～90℃反應(yīng)20～100分鐘，得到低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂的合成，其特征在于，所述的催化劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、醋酸鋅、碳酸鈉、三乙胺中的一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂的合成，其特征在于，所述的胺類化合物選自脲、雙氰胺、三氰胺中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂的合成，其特征在于，所得到的酚醛樹(shù)脂粘度控制在2000～6000cp/25℃，固含量82％重量。
6.一種由權(quán)利要求1合成得到的低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂制備酚醛泡沫的方法，其特征在于，該方法包括將低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂100重量份、表面活性劑1～4重量份、發(fā)泡劑2～8重量份攪拌均勻后，加入固化劑8～15重量份攪拌2～15分鐘，然后在5～30℃環(huán)境中固化1～5分鐘，得到酚醛泡沫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的由低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂制備酚醛泡沫的方法，其特征在于，所述的表面活性劑選自吐溫-80、硅油H-330、DC-193中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的由低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂制備酚醛泡沫的方法，其特征在于，所述的發(fā)泡劑選自石油醚、正戊烷、戊烷中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的由低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂制備酚醛泡沫的方法，其特征在于，所述的固化劑選自二甲苯磺酸、對(duì)甲苯磺酸的一種或兩種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂的合成及制備酚醛泡沫的方法，通過(guò)在苯酚原料中分次加入催化劑、多聚甲醛和胺類化合物，進(jìn)行中溫縮聚反應(yīng)、高溫縮聚反應(yīng)、中溫縮聚反應(yīng)，得到一種低常溫可發(fā)酚醛樹(shù)脂；該酚醛樹(shù)脂可在5～30攝氏度下1～5分鐘完成發(fā)泡固化過(guò)程，從而制得細(xì)密、強(qiáng)度好的酚醛泡沫。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明工藝反應(yīng)平穩(wěn)，可控性強(qiáng)，大大減少了固定資產(chǎn)投資，無(wú)廢水。該酚醛樹(shù)脂可用于現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡保溫的場(chǎng)合，利于酚醛泡沫塑料的應(yīng)用推廣。本發(fā)明用烷烴作發(fā)泡劑，無(wú)地球溫室效應(yīng)系數(shù)。
文檔編號(hào)C08J9/00GK1955206SQ200510030848
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月28日
發(fā)明者楊金平 申請(qǐng)人:上海尖端工程材料有限公司