本發(fā)明涉及一種發(fā)泡樹脂及其制備方法，特別是涉及一種芐基磷酸共聚苯酚甲醛發(fā)泡樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著空間技術(shù)的發(fā)展，酚醛樹脂在運(yùn)載火箭，空間飛行器等高等技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。普通酚醛樹脂能夠在200℃以下穩(wěn)定存在，當(dāng)超過200℃以后，分子鏈中亞甲基與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致酚醛樹脂被氧化而失效。故對(duì)酚醛樹脂進(jìn)行改性以提高其耐熱性是擴(kuò)大酚醛應(yīng)用領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

經(jīng)查閱可知P—O鍵的鍵能和P=O鍵的鍵能大于C—C鍵的鍵能，故將磷原子引入酚醛樹脂中也一定能提高酚醛樹脂的耐熱性，而目前有關(guān)于磷改性酚醛樹脂的研究報(bào)道較少。

公開專利號(hào)為CN 103497296 A的發(fā)明專利申請(qǐng)，其公開了一種磷酸鹽改性酚醛樹脂的制備方法，將磷酸二氫鈣與酚醛樹脂按一定重量比混合均勻，烘干過篩，得到磷酸二氫鈣與酚醛樹脂的混合物，再與酚醛樹脂固化劑混合均勻，所得混合物即為改性酚醛樹脂。經(jīng)磷酸鹽改性后的酚醛樹脂固化后，耐熱性和沖擊強(qiáng)度均有提高。

公開專利號(hào)為CN 103450261 A的發(fā)明專利申請(qǐng)，其公開了一種磷改性酚醛樹脂的制備方法，這種磷改性酚醛樹脂是先將特辛基苯酚和壬基酚與甲醛在催化劑作用下縮聚成酚醛縮合中間體，然后再與一元醇、有機(jī)磷類雜環(huán)化合物在指定溫度、時(shí)間和催化條件下進(jìn)一步反應(yīng)制成。該磷改性酚醛樹脂應(yīng)用于電子化學(xué)品領(lǐng)域的涂裝性能更加優(yōu)良。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種芐基磷酸共聚苯酚甲醛發(fā)泡樹脂及其制備方法，本發(fā)明通過引入芐基磷酸改性酚醛樹脂，改變了樹脂間僅有亞甲基連接的結(jié)構(gòu)，在酚醛樹脂中引入了熱穩(wěn)定性較高的雜環(huán)結(jié)構(gòu)，并提高了樹脂的芳香性，增加了酚醛泡沫的耐熱性、韌性，同時(shí)燃燒后的殘?zhí)柯始拔室驳玫搅烁纳啤?/p>

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種芐基磷酸共聚苯酚甲醛發(fā)泡樹脂，反應(yīng)過程及結(jié)構(gòu)如下所示：

。

一種芐基磷酸共聚苯酚甲醛發(fā)泡樹脂，此反應(yīng)過程中芐基磷酸共聚苯酚甲醛發(fā)泡樹脂是由以下原料按重量份配比制成：

酚醛樹脂 100份；

芐基磷酸 10-25份；

潛溶劑 5-10份；

催化劑 0.5-1.5份；

表面活性劑 2-6份；

發(fā)泡劑 8-10份；

固化劑 12-14份。

所述的芐基磷酸共聚苯酚甲醛發(fā)泡樹脂，潛溶劑為聚乙二醇。

所述的芐基磷酸共聚苯酚甲醛發(fā)泡樹脂，催化劑為三氧化二鋁。

所述的芐基磷酸共聚苯酚甲醛發(fā)泡樹脂，表面活性劑為吐溫-80、硅油中的至少一種。

所述的芐基磷酸共聚苯酚甲醛發(fā)泡樹脂，所述發(fā)泡劑為正戊烷、異戊烷中的至少一種。

所述的芐基磷酸共聚苯酚甲醛發(fā)泡樹脂，所述固化劑為對(duì)甲基苯磺酸、二甲苯磺酸、苯酚磺酸、苯磺酸中的一種或幾種硫酸中的一種或多種。

一種芐基磷酸共聚苯酚甲醛發(fā)泡樹脂制備方法，所述方法包括以下步驟：

（1）將苯酚與多聚甲醛按照一定的質(zhì)量份數(shù)比混合均勻后，加入固定份數(shù)的氫氧化鈉，在恒溫水浴90℃下反應(yīng)90min，得到可發(fā)性酚醛樹脂；

（2）將酚醛樹脂、芐基磷酸、潛溶劑按照一定比例，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠹尤肷倭看呋瘎^續(xù)攪拌30min后，加入一定量的表面活性劑、發(fā)泡劑，經(jīng)機(jī)械攪拌后得到芐基磷酸改性后的酚醛樹脂；

（3）將烘箱調(diào)制60℃預(yù)熱30min，在所制得的改性酚醛樹脂中加入一定量的固化劑攪拌均勻，然后所制得的改性后的酚醛樹脂放入烘箱內(nèi)發(fā)泡45min～60min。冷卻后脫模得到芐基磷酸改性酚醛泡沫。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是：

本發(fā)明提高了酚醛樹脂的耐熱性，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，所制得的酚醛泡沫韌性有較大提高，同時(shí)改善了酚醛泡沫的吸水率等綜合性能。

本發(fā)明通過引入芐基磷酸改性酚醛樹脂，改變了樹脂間僅有亞甲基連接的結(jié)構(gòu)，在酚醛樹脂中引入了熱穩(wěn)定性較高的雜環(huán)結(jié)構(gòu)，并提高了樹脂的芳香性，增加了酚醛泡沫的耐熱性、韌性，同時(shí)燃燒后的殘?zhí)柯始拔室驳玫搅烁纳啤?/p>

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例 1

將苯酚與多聚甲醛100：55的質(zhì)量份數(shù)比加入到反應(yīng)釜中，混合均勻后加入1質(zhì)量份數(shù)氫氧化鈉，在恒溫水浴90℃下反應(yīng)90min，得到可發(fā)性酚醛樹脂。將酚醛樹脂、芐基磷酸、聚乙二醇按照100：10：5的質(zhì)量份數(shù)比加入三口燒瓶中，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠹尤?.5份三氧化而鋁，繼續(xù)攪拌30min后，加入3質(zhì)量份數(shù)的吐溫-80和8質(zhì)量份數(shù)的正戊烷，經(jīng)機(jī)械攪拌均勻后，得到芐基磷酸改性后的酚醛樹脂。將烘箱調(diào)制60℃預(yù)熱30min，在所制得的改性酚醛樹脂中加入12質(zhì)量份數(shù)的甲基苯磺酸攪拌均勻，然后所制得的改性后的酚醛樹脂放入烘箱內(nèi)發(fā)泡45min～60min。冷卻后脫模得到芐基磷酸改性酚醛泡沫。

實(shí)施例 2

將將苯酚與多聚甲醛100：55的質(zhì)量份數(shù)比加入到反應(yīng)釜中，混合均勻后加入1質(zhì)量份數(shù)氫氧化鈉，在恒溫水浴90℃下反應(yīng)90min，得到可發(fā)性酚醛樹脂。將酚醛樹脂、芐基磷酸、聚乙二醇按照100：15：8的質(zhì)量份數(shù)比加入三口燒瓶中，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠹尤?.8份三氧化而鋁，繼續(xù)攪拌30min后，加入3質(zhì)量份數(shù)的吐溫-80和8質(zhì)量份數(shù)的正戊烷，經(jīng)機(jī)械攪拌均勻后，得到芐基磷酸改性后的酚醛樹脂。將烘箱調(diào)制60℃預(yù)熱30min，在所制得的改性酚醛樹脂中加入12質(zhì)量份數(shù)的甲基苯磺酸攪拌均勻，然后所制得的改性后的酚醛樹脂放入烘箱內(nèi)發(fā)泡45min～60min。冷卻后脫模得到芐基磷酸改性酚醛泡沫。

實(shí)施例 3

將苯酚與多聚甲醛100：55的質(zhì)量份數(shù)比加入到反應(yīng)釜中，混合均勻后加入1質(zhì)量份數(shù)氫氧化鈉，在恒溫水浴90℃下反應(yīng)90min，得到可發(fā)性酚醛樹脂。將酚醛樹脂、芐基磷酸、聚乙二醇按照100：20：8的質(zhì)量份數(shù)比加入三口燒瓶中，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠹尤?份三氧化而鋁，繼續(xù)攪拌30min后，加入3質(zhì)量份數(shù)的吐溫-80和8質(zhì)量份數(shù)的正戊烷，經(jīng)機(jī)械攪拌均勻后，得到芐基磷酸改性后的酚醛樹脂。將烘箱調(diào)制60℃預(yù)熱30min，在所制得的改性酚醛樹脂中加入12質(zhì)量份數(shù)的甲基苯磺酸攪拌均勻，然后所制得的改性后的酚醛樹脂放入烘箱內(nèi)發(fā)泡45min～60min。冷卻后脫模得到芐基磷酸改性酚醛泡沫。

實(shí)施例 4

將苯酚與多聚甲醛100：55的質(zhì)量份數(shù)比加入到反應(yīng)釜中，混合均勻后加入1質(zhì)量份數(shù)氫氧化鈉，在恒溫水浴90℃下反應(yīng)90min，得到可發(fā)性酚醛樹脂。將酚醛樹脂、芐基磷酸、聚乙二醇按照100：25：10的質(zhì)量份數(shù)比加入三口燒瓶中，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠹尤?.5份三氧化而鋁，繼續(xù)攪拌30min后，加入3質(zhì)量份數(shù)的吐溫-80和8質(zhì)量份數(shù)的正戊烷，經(jīng)機(jī)械攪拌均勻后，得到芐基磷酸改性后的酚醛樹脂。將烘箱調(diào)制60℃預(yù)熱30min，在所制得的改性酚醛樹脂中加入12質(zhì)量份數(shù)的甲基苯磺酸攪拌均勻，然后所制得的改性后的酚醛樹脂放入烘箱內(nèi)發(fā)泡45min～60min。冷卻后脫模得到芐基磷酸改性酚醛泡沫。

本發(fā)明實(shí)施例1至 4所制備的酚醛泡沫與普通酚醛泡沫的性能對(duì)比如下表：

由上表可見，芐基磷酸改性后的酚醛泡沫的彎曲形變程度有明顯增加，泡沫的彎曲形變比基礎(chǔ)泡沫提高了接近3倍，芐基磷酸的引入不但提高了材料的韌性，同時(shí)也改變了酚醛樹脂之間僅有亞甲基相連的情況，引入了熱穩(wěn)定性較高的雜環(huán)結(jié)構(gòu)，改善了泡沫質(zhì)脆、易粉化的缺點(diǎn)。

芐基磷酸改性的酚醛泡沫與普通酚醛泡沫的殘?zhí)柯式Y(jié)果比較可看出，引入芐基磷酸使得改性后的酚醛泡沫比普通酚醛泡沫在800 ℃時(shí)的殘?zhí)柯侍嵘舜蠹s10個(gè)百分點(diǎn)。改性酚醛泡沫熱分解峰值溫度高達(dá) 524.2 ℃，較普通酚醛泡沫提高了超過100℃，耐穩(wěn)定性顯著提高。體積吸水率減少明顯，約4個(gè)百分點(diǎn)。

綜上所述，本發(fā)明由芐基磷酸改性的酚醛樹脂，使酚醛泡沫韌性有所改善，殘?zhí)柯屎蜔岱纸夥逯禍囟染刑岣?，體積吸水率有所下降，產(chǎn)品的綜合性能得到了提升。

以上通過具體實(shí)施方式的描述對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但這并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的基本思想，可以做出各種修改或改進(jìn)，但是只要不脫離本發(fā)明的基本思想，均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。