一种高分子阻燃泡沫的制备及应用

论文摘要

目前市面上常用的保温泡沫材料主要是聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯等泡沫塑料,这些泡沫塑料均存在易燃烧、燃烧后发烟量大、耐热温度低等缺点,其在实际应用中,特别是在建筑方面的应用受到了极大的限制。酚醛树脂泡沫在不加任何特殊成分的情况下就具有优良的耐火性,基本上不燃烧、发烟量小,耐火耐穿透。尽管酚醛树脂泡沫具有很多优点,但是其存在的缺陷也是不可忽视的,其脆性较大,强度较低,表面易掉粉。本论文的出发点是对酚醛树脂泡沫的进行性能改进。以多聚甲醛和苯酚为原料,采用一锅法一次性合成可发性酚醛树脂。并以合成树脂为原料,优化发泡剂、稳泡剂、催化剂,加入增韧剂,从而达到优化发泡配方,制备出一种具有良好性能的阻燃高分子泡沫保温材料。首先,通过FTIR分析羟甲基指数研究了反应时间、反应温度等条件对树脂结构、活性的影响。用旋转粘度计分析了树脂的粘度,采用称量法测试树脂的固含量,分析树脂的粘度和固含量随反应条件的变化,同时分析存放温度,存放时间对树脂粘度的影响,为工业化生产提供一系列参数。结果表明：反应时间增加,酚醛树脂中的羟甲基指数也逐渐增加,树脂的粘度,固含量也随着反应时间的增加而增加。反应温度升高,羟甲基指数开始会升高,当达到一定温度后会有所下降,树脂粘度随反应温度的升高而变大。合成的树脂在25℃下存放一个月粘度变化任然在可发范围类。然后,将合成的树脂制备酚醛树脂泡沫,研究了发泡剂、稳泡剂、催化剂、增韧剂等对泡沫体性能的影响。实验结果表明：使用具有多个沸点的发泡剂有利于发泡过程中均匀发泡,催化剂选用混酸有利于固化速度和固化效果达到最佳。稳泡剂选用道康宁硅油和蓖麻油聚氧乙烯醚的混合稳泡剂有利于泡孔均匀,增韧剂磷酸三甲酚酯的加入既有利于提高泡沫体的韧性,又可以改善泡沫体的独立泡孔率。最后,按照国标测试所制的的酚醛树脂泡沫体的性能,测得所制备的泡沫体材料的密度为32～38 kg/m3,压缩强度为22～26 N／cm2,,氧指数为41%,吸水率为13.7%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 前言
• 1.1 建筑保温材料概况
• 1.1.1 膨胀珍珠岩
• 1.1.2 聚苯乙烯泡沫
• 1.1.3 聚氨酯泡沫
• 1.1.4 酚醛树脂泡沫
• 1.2 酚醛树脂概况
• 1.3 酚醛树脂泡沫材料概况
• 1.3.1 酚醛树脂泡沫的发展历程
• 1.3.2 酚醛树脂泡沫的应用
• 1.3.3 酚醛树脂泡沫的制备
• 1.3.4 固化机理
• 1.3.5 制备酚醛树脂泡沫的原材料
• 1.4 论文目的、意义及研究内容
• 1.4.1 技术背景及研究目的意义
• 1.4.2 论文主要研究内容
• 第2章 可发性酚醛树脂的合成
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要原材料
• 2.2.2 主要实验仪器
• 2.2.3 发性酚醛树脂的合成
• 2.2.4 酚醛树脂的分析测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 反应时间、温度对酚醛树脂的影响
• 2.3.2 外界条件对树脂粘度的影响
• 2.4 本章小结
• 第3章 酚醛树脂泡沫的制备
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要原料
• 3.2.2 主要实验仪器
• 3.2.3 配方实例
• 3.2.4 发泡工艺
• 3.2.5 发泡配方的优化
• 3.2.6 酚醛泡沫体性能测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 催化剂的选择
• 3.3.2 催化剂用量与发泡温度对酚醛树脂泡沫的影响
• 3.3.3 稳泡剂的选择
• 3.3.4 发泡剂和添加剂的选择
• 3.3.5 增韧剂的选择
• 3.3.6 酚醛树脂泡沫体的性能
• 3.4 本章小结
• 第4章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.1.1 可发性酚醛树脂的合成方法
• 4.1.2 酚醛树脂泡沫体的制备
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢