本發(fā)明涉及一種基于沼液改性酚醛泡沫的制備方法，屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

酚醛泡沫是一種性能優(yōu)異的防火、隔熱、隔音、輕質(zhì)節(jié)能產(chǎn)品。酚醛泡沫保溫板在高溫下不熔滴、不軟化、發(fā)煙量低，不擴(kuò)散火焰，耐火焰穿透，并且具有良好隔熱、保溫性能、隔音型、非吸濕性、溫度適應(yīng)性、防腐性能，另外特別是在保護(hù)環(huán)境方面，酚醛泡沫采用無氟發(fā)泡技術(shù)，有利于對地球臭氧層的保護(hù)，是應(yīng)用于外墻、內(nèi)墻保溫的絕好材料。目前，酚醛保溫板可以用于幕墻保溫系統(tǒng)、外墻薄抹灰系統(tǒng)及構(gòu)筑酚醛防火隔離帶等，也可以與飾面層復(fù)合制作保溫裝飾一體化板，市場前景廣闊、倍受關(guān)注。

酚醛泡沫作為最有希望的外保溫候選材料，然而目前國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品存在脆性大、強(qiáng)度差的缺點(diǎn)，在滿足建筑節(jié)能要求的前提下，其主要力學(xué)性能拉伸強(qiáng)度指標(biāo)＜0.10mpa，不能用于中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)jgj144-2004《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的由保溫層、保護(hù)層和固定材料(膠粘劑、錨固件等)構(gòu)成、安裝在外墻外表面的非承重保溫構(gòu)造(簡稱144外墻外保溫薄抹灰系統(tǒng))。沼液是人畜糞便和農(nóng)作物秸稈等有機(jī)廢物在沼氣池內(nèi)經(jīng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的殘留物，是一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料，沼液中農(nóng)作物及花卉等植物需要的常規(guī)營養(yǎng)成分有氮、磷、鉀、鎂、鈣等多種元素少量微量元素，活性有機(jī)成分有腐植酸、吲哚乙酸、乳酸菌、赤霉素、細(xì)胞分裂素等植物激素，b族維生素有b1、b2、b5、b6、b11、b12，還含有多種氨基酸、蛋白質(zhì)、水解酶以及多種無機(jī)酸和某些抗菌素等有機(jī)分子。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對目前酚醛泡沫脆性大、強(qiáng)度差的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種以沼液作為改性基料，通過乙醇除雜，通過硼氫化鈉降低甲氧基的含量，再使用三乙氧基硅烷將沼液中的活性物質(zhì)連接微量金屬，同時(shí)提高微分解的纖維素及木質(zhì)素的活性，隨后通過絮凝劑及白土，去除其中的重金屬及色素，提高羥甲基、酚羥基及醇羥基含量，再與苯酚等原料制備得酚醛，最后與發(fā)泡劑、固化劑等混合制備的基于沼液改性酚醛泡沫，本發(fā)明制備的酚醛泡沫力學(xué)性能高，阻燃性能好。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

(1)按質(zhì)量比1:3～1:5，取沼液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％乙醇溶液放入攪拌機(jī)中，以200r/min攪拌20～30min后，靜置25～35min，去除漂浮于液體表面的雜質(zhì)，將剩余物放入高壓反應(yīng)釜中，再分別向高壓反應(yīng)釜中加入沼液質(zhì)量7～9％的硼氫化鈉及沼液質(zhì)量0.6～1.2％的三乙氧基硅烷，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)并升壓至1.3～1.6mpa，保壓8～12min；

(2)在上述保壓結(jié)束后，升溫至110～120℃，以160r/min攪拌4～6h，自然冷卻至室溫，進(jìn)行出料，收集出料物放入壓濾機(jī)中，以15～20mpa進(jìn)行壓濾，收集濾液，將濾液和濾液質(zhì)量0.3～0.6％的聚乙烯亞胺、濾液質(zhì)量1.6～2.6％的活性白土放入容器中，對容器加熱至40～45℃，保溫40～45min；

(3)待上述保溫結(jié)束后，將容器中的混合物放入離心機(jī)中，以800r/min離心處理10～15min，收集上清液，將上清液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，設(shè)定溫度為70～75℃，收集蒸發(fā)剩余物；

(4)按重量份數(shù)計(jì)，取40～50份蒸餾水、30～35份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液、16～19份上述蒸發(fā)剩余物及7～12份苯酚，首先將蒸餾水、上述蒸發(fā)剩余物及苯酚放入帶有溫度計(jì)、攪拌器及滴液漏斗的三口燒瓶中，并將三口燒瓶置于水浴鍋中，設(shè)定溫度53～56℃，保溫5～10min，再使用1.6mol/l氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)容器內(nèi)混合物ph至8.5～9.5，以120r/min進(jìn)行攪拌，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液使用滴液漏斗以3ml/s滴加入三口燒瓶中；

(5)在上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液滴加完成后，升溫至80～85℃，攪拌反應(yīng)3～6h，在反應(yīng)結(jié)束后，使用1.5mol/l鹽酸調(diào)節(jié)三口燒瓶中的反應(yīng)混合物ph至中性，隨后將反應(yīng)混合物放入真空濃縮罐中，濃縮至原體積的60～65％，收集濃縮物；

(6)按重量份數(shù)計(jì)，取70～80份上述濃縮物、4～9份正戊烷、3～5份苯磺酸及2～4份磷酸，放入攪拌機(jī)中，以800r/min攪拌15～20min，將攪拌混合物放入模具中，并將模具置于70～75℃烘箱中，保溫發(fā)泡35～45min，自然冷卻至室溫，將模具取出脫模，收集脫模物，即可得基于沼液改性酚醛泡沫。

經(jīng)檢測本發(fā)明制備的基于沼液改性酚醛泡沫得：導(dǎo)熱系數(shù)為0.019～0.024w/(m·k)，吸水率為1.9～2.2％，閉孔率為96.3～97.2％，氧指數(shù)為43.6～47.8％，壓縮強(qiáng)度為0.75～0.87mpa。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

(1)本發(fā)明制備的基于沼液改性酚醛泡沫氧指數(shù)為43.6～47.8％，壓縮強(qiáng)度為0.75～0.87mpa；

(2)本發(fā)明充分利用了沼液，實(shí)現(xiàn)了廢棄物資源的二次利用，且制作簡單，易于操作，可廣泛應(yīng)用于外保溫材料。

具體實(shí)施方式

按質(zhì)量比1:3～1:5，取沼液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％乙醇溶液放入攪拌機(jī)中，以200r/min攪拌20～30min后，靜置25～35min，去除漂浮于液體表面的雜質(zhì)，將剩余物放入高壓反應(yīng)釜中，再分別向高壓反應(yīng)釜中加入沼液質(zhì)量7～9％的硼氫化鈉及沼液質(zhì)量0.6～1.2％的三乙氧基硅烷，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)并升壓至1.3～1.6mpa，保壓8～12min；在上述保壓結(jié)束后，升溫至110～120℃，以160r/min攪拌4～6h，自然冷卻至室溫，進(jìn)行出料，收集出料物放入壓濾機(jī)中，以15～20mpa進(jìn)行壓濾，收集濾液，將濾液和濾液質(zhì)量0.3～0.6％的聚乙烯亞胺、濾液質(zhì)量1.6～2.6％的活性白土放入容器中，對容器加熱至40～45℃，保溫40～45min；待上述保溫結(jié)束后，將容器中的混合物放入離心機(jī)中，以800r/min離心處理10～15min，收集上清液，將上清液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，設(shè)定溫度為70～75℃，收集蒸發(fā)剩余物；按重量份數(shù)計(jì)，取40～50份蒸餾水、30～35份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液、16～19份上述蒸發(fā)剩余物及7～12份苯酚，首先將蒸餾水、上述蒸發(fā)剩余物及苯酚放入帶有溫度計(jì)、攪拌器及滴液漏斗的三口燒瓶中，并將三口燒瓶置于水浴鍋中，設(shè)定溫度53～56℃，保溫5～10min，再使用1.6mol/l氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)容器內(nèi)混合物ph至8.5～9.5，以120r/min進(jìn)行攪拌，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液使用滴液漏斗以3ml/s滴加入三口燒瓶中；在上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液滴加完成后，升溫至80～85℃，攪拌反應(yīng)3～6h，在反應(yīng)結(jié)束后，使用1.5mol/l鹽酸調(diào)節(jié)三口燒瓶中的反應(yīng)混合物ph至中性，隨后將反應(yīng)混合物放入真空濃縮罐中，濃縮至原體積的60～65％，收集濃縮物；按重量份數(shù)計(jì)，取70～80份上述濃縮物、4～9份正戊烷、3～5份苯磺酸及2～4份磷酸，放入攪拌機(jī)中，以800r/min攪拌15～20min，將攪拌混合物放入模具中，并將模具置于70～75℃烘箱中，保溫發(fā)泡35～45min，自然冷卻至室溫，將模具取出脫模，收集脫模物，即可得基于沼液改性酚醛泡沫。

實(shí)例1

按質(zhì)量比1:3，取沼液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％乙醇溶液放入攪拌機(jī)中，以200r/min攪拌20min后，靜置25min，去除漂浮于液體表面的雜質(zhì)，將剩余物放入高壓反應(yīng)釜中，再分別向高壓反應(yīng)釜中加入沼液質(zhì)量7％的硼氫化鈉及沼液質(zhì)量0.6％的三乙氧基硅烷，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)并升壓至1.3mpa，保壓8min；在上述保壓結(jié)束后，升溫至110℃，以160r/min攪拌4h，自然冷卻至室溫，進(jìn)行出料，收集出料物放入壓濾機(jī)中，以15mpa進(jìn)行壓濾，收集濾液，將濾液和濾液質(zhì)量0.3％的聚乙烯亞胺、濾液質(zhì)量1.6％的活性白土放入容器中，對容器加熱至40℃，保溫40min；待上述保溫結(jié)束后，將容器中的混合物放入離心機(jī)中，以800r/min離心處理10min，收集上清液，將上清液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，設(shè)定溫度為70℃，收集蒸發(fā)剩余物；按重量份數(shù)計(jì)，取40份蒸餾水、30份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液、16份上述蒸發(fā)剩余物及7份苯酚，首先將蒸餾水、上述蒸發(fā)剩余物及苯酚放入帶有溫度計(jì)、攪拌器及滴液漏斗的三口燒瓶中，并將三口燒瓶置于水浴鍋中，設(shè)定溫度53℃，保溫5min，再使用1.6mol/l氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)容器內(nèi)混合物ph至8.5，以120r/min進(jìn)行攪拌，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液使用滴液漏斗以3ml/s滴加入三口燒瓶中；在上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液滴加完成后，升溫至80℃，攪拌反應(yīng)3h，在反應(yīng)結(jié)束后，使用1.5mol/l鹽酸調(diào)節(jié)三口燒瓶中的反應(yīng)混合物ph至中性，隨后將反應(yīng)混合物放入真空濃縮罐中，濃縮至原體積的60％，收集濃縮物；按重量份數(shù)計(jì)，取70份上述濃縮物、4份正戊烷、3份苯磺酸及2份磷酸，放入攪拌機(jī)中，以800r/min攪拌15min，將攪拌混合物放入模具中，并將模具置于70℃烘箱中，保溫發(fā)泡35min，自然冷卻至室溫，將模具取出脫模，收集脫模物，即可得基于沼液改性酚醛泡沫。

經(jīng)檢測本發(fā)明制備的基于沼液改性酚醛泡沫得：導(dǎo)熱系數(shù)為0.019w/(m·k)，吸水率為1.9％，閉孔率為96.3％，氧指數(shù)為43.6％，壓縮強(qiáng)度為0.75mpa。

實(shí)例2

按質(zhì)量比1:5，取沼液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％乙醇溶液放入攪拌機(jī)中，以200r/min攪拌30min后，靜置35min，去除漂浮于液體表面的雜質(zhì)，將剩余物放入高壓反應(yīng)釜中，再分別向高壓反應(yīng)釜中加入沼液質(zhì)量9％的硼氫化鈉及沼液質(zhì)量1.2％的三乙氧基硅烷，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)并升壓至1.6mpa，保壓12min；在上述保壓結(jié)束后，升溫至120℃，以160r/min攪拌6h，自然冷卻至室溫，進(jìn)行出料，收集出料物放入壓濾機(jī)中，以20mpa進(jìn)行壓濾，收集濾液，將濾液和濾液質(zhì)量0.6％的聚乙烯亞胺、濾液質(zhì)量2.6％的活性白土放入容器中，對容器加熱至45℃，保溫45min；待上述保溫結(jié)束后，將容器中的混合物放入離心機(jī)中，以800r/min離心處理15min，收集上清液，將上清液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，設(shè)定溫度為75℃，收集蒸發(fā)剩余物；按重量份數(shù)計(jì)，取50份蒸餾水、35份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液、19份上述蒸發(fā)剩余物及12份苯酚，首先將蒸餾水、上述蒸發(fā)剩余物及苯酚放入帶有溫度計(jì)、攪拌器及滴液漏斗的三口燒瓶中，并將三口燒瓶置于水浴鍋中，設(shè)定溫度56℃，保溫10min，再使用1.6mol/l氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)容器內(nèi)混合物ph至9.5，以120r/min進(jìn)行攪拌，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液使用滴液漏斗以3ml/s滴加入三口燒瓶中；在上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液滴加完成后，升溫至85℃，攪拌反應(yīng)6h，在反應(yīng)結(jié)束后，使用1.5mol/l鹽酸調(diào)節(jié)三口燒瓶中的反應(yīng)混合物ph至中性，隨后將反應(yīng)混合物放入真空濃縮罐中，濃縮至原體積的65％，收集濃縮物；按重量份數(shù)計(jì)，取80份上述濃縮物、9份正戊烷、5份苯磺酸及4份磷酸，放入攪拌機(jī)中，以800r/min攪拌20min，將攪拌混合物放入模具中，并將模具置于75℃烘箱中，保溫發(fā)泡45min，自然冷卻至室溫，將模具取出脫模，收集脫模物，即可得基于沼液改性酚醛泡沫。

經(jīng)檢測本發(fā)明制備的基于沼液改性酚醛泡沫得：導(dǎo)熱系數(shù)為0.024w/(m·k)，吸水率為2.2％，閉孔率為97.2％，氧指數(shù)為47.8％，壓縮強(qiáng)度為0.87mpa。

實(shí)例3

按質(zhì)量比1:4，取沼液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％乙醇溶液放入攪拌機(jī)中，以200r/min攪拌25min后，靜置30min，去除漂浮于液體表面的雜質(zhì)，將剩余物放入高壓反應(yīng)釜中，再分別向高壓反應(yīng)釜中加入沼液質(zhì)量8％的硼氫化鈉及沼液質(zhì)量0.9％的三乙氧基硅烷，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)并升壓至1.5mpa，保壓10min；在上述保壓結(jié)束后，升溫至115℃，以160r/min攪拌5h，自然冷卻至室溫，進(jìn)行出料，收集出料物放入壓濾機(jī)中，以18mpa進(jìn)行壓濾，收集濾液，將濾液和濾液質(zhì)量0.4％的聚乙烯亞胺、濾液質(zhì)量2.3％的活性白土放入容器中，對容器加熱至42℃，保溫43min；待上述保溫結(jié)束后，將容器中的混合物放入離心機(jī)中，以800r/min離心處理13min，收集上清液，將上清液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，設(shè)定溫度為73℃，收集蒸發(fā)剩余物；按重量份數(shù)計(jì)，取45份蒸餾水、33份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液、17份上述蒸發(fā)剩余物及10份苯酚，首先將蒸餾水、上述蒸發(fā)剩余物及苯酚放入帶有溫度計(jì)、攪拌器及滴液漏斗的三口燒瓶中，并將三口燒瓶置于水浴鍋中，設(shè)定溫度55℃，保溫8min，再使用1.6mol/l氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)容器內(nèi)混合物ph至9.0，以120r/min進(jìn)行攪拌，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液使用滴液漏斗以3ml/s滴加入三口燒瓶中；在上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醛溶液滴加完成后，升溫至83℃，攪拌反應(yīng)5h，在反應(yīng)結(jié)束后，使用1.5mol/l鹽酸調(diào)節(jié)三口燒瓶中的反應(yīng)混合物ph至中性，隨后將反應(yīng)混合物放入真空濃縮罐中，濃縮至原體積的63％，收集濃縮物；按重量份數(shù)計(jì)，取75份上述濃縮物、6份正戊烷、4份苯磺酸及3份磷酸，放入攪拌機(jī)中，以800r/min攪拌18min，將攪拌混合物放入模具中，并將模具置于73℃烘箱中，保溫發(fā)泡40min，自然冷卻至室溫，將模具取出脫模，收集脫模物，即可得基于沼液改性酚醛泡沫。

經(jīng)檢測本發(fā)明制備的基于沼液改性酚醛泡沫得：導(dǎo)熱系數(shù)為0.033w/(m·k)，吸水率為2.0％，閉孔率為96.9％，氧指數(shù)為45.9％，壓縮強(qiáng)度為0.83mpa。