專利名稱：碳泡沫酚醛樹脂的改性及制作方法
技術領域：
本發明涉及一種酚醛樹脂改性及其制作方法，其適用于發泡，高溫灼燒后制得碳泡沫制品。
背景技術：
普通的酚醛樹脂大多是采用熱固性酚醛樹脂的合成方法合成的。具體來說，其采用苯酚和過量的甲醛水溶液(甲醛含量為37%的水溶液)在堿性物質(如:氨水、氫氧化鈉、氫氧化鋇等)催化下，經過聚合反應制得。在生產過程中需要真空脫水，從而產生含酚及醛的廢水。眾所周知，廢水的排放必定造成環境污染。并且，用這種方法生產的酚醛樹脂制得的碳泡沫材料強度較低、韌性差，達不到 作為碳泡沫材料的使用要求。再者，不加改性合成的酚醛樹脂的殘炭率在40 45%，而碳泡沫對酚醛樹脂的殘炭要求非常高，殘炭率越高制得的的泡體材料的強度越高，而我們通過添加改性劑可以得到殘炭率在50 60%的高殘炭改性酚醛樹脂。
發明內容
本發明的目的就是為了解決現有技術中存在的上述問題，提供一種改性碳泡沫酚醛樹脂及其制作方法。本發明的目的通過以下技術方案來實現:改性碳泡沫酚醛樹脂，其特征在于包含下述原料:苯酚100摩爾份數；多聚甲醛120—180摩爾份數；改性劑10 —15摩爾份數；硅烷偶聯劑 0.1% — 0.2%相對于苯酚的質量分數；催化劑0.2— 4摩爾份數。上述的改性碳泡沫酚醛樹脂，其中，多聚甲醛的摩爾份數的換算是根據多聚甲醛的質量分數進行換算。(現市場上大多數工業用多聚甲醛的質量分數為92%、93%、96%、98%)上述的改性碳泡沫酚醛樹脂，其中:所述的改性劑為氰胺類或硼化物改性劑。進一步地，上述的改性碳泡沫酚醛樹脂，其中:所述的改性劑為三聚氰胺、二聚氰胺或硼化物。再進一步地，上述的改性碳泡沫酚醛樹脂，其中所述的催化劑是氨水、氫氧化鈉、氫氧化鋇或碳酸鈉。改性碳泡沫醛樹脂的制造方法，其特征在于包括以下步驟:步驟一，按配比將苯酚、多聚甲醛、改性劑、催化劑作為原料加入到反應釜中進行攪勻；步驟二，加熱到70— 80°C后停止加熱，保溫3— 5小時；步驟三，停止反應降溫加入硅烷偶聯劑后獲取成品。
本發明技術方案的突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在:其相對現有合成酚醛樹脂的方法，其主要添加了硅烷偶聯劑，增加了樹脂基與無機類物質的連接力，從而極大增加了碳泡沫制品的強度，并通過添加了氰胺類和硼化物改性劑，提高了合成樹脂的韌性及樹脂的殘炭；同時，把現有甲醛水溶液原料更換為多聚甲醛，這樣在制造過程中不會產生含酚和醛的廢水，克服了普通制造工藝中有廢水產生的缺陷，有利于環保，其利用碳泡沫樹脂發泡灼燒制得的碳泡沫材料，具有輕質、高強度、絕熱等特性。本發明的目的、優點和特點，將通過下面優選實施例的非限制性說明進行解釋。這些實施例僅是應用本發明技術方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而形成的技術方案，均落在本發明要求保護的范圍之內。
具體實施例方式本發明的改性碳泡沫酚醛樹脂，其與眾不同之處在于包含下述原料:100摩爾份數的苯酚、120—180摩爾份數的多聚甲醛、10 —15摩爾份數的改性劑a、0.1% — 0.2%相對于苯酚的質量分數的改性劑b、0.5-4摩爾份數催化劑；其中，改性劑b為硅烷偶聯劑。進一步來看，經過多次對比試驗得出，改性劑a包括三聚氰胺、二聚氰胺、硼酸鋅，可以得出較佳的效果。催化劑采用堿性物質，尤其以氨水、氫氧化鈉、氫氧化鋇、碳酸鈉制備起來效果較佳。結合本改性碳泡沫酚醛樹脂的制造方法來看，其包括以下步驟:首先，按配比將苯酚、多聚甲醛、改性劑a、催化劑作為原料加入到反應釜中進行攪勻。隨后，加熱到70—80°C后停止加熱，保溫3— 5小時。最后，停止反應降溫加入改性劑b攪拌10分鐘后即可獲取成
品OK實施例一 3改性碳泡沫酚醛樹脂的制造`方法:首先，準備100摩爾份數的苯酚、120摩爾份數的多聚甲醛。同時，準備15摩爾份數的三聚氰胺作為改性劑a、4摩爾份數的氨水作為催化劑。隨后，將以上配比的原料分別加入到反應釜中攪拌均勻。之后加熱到80°C后停止加熱。接著，在常壓下保溫5小時。最后，停止反應，使得反應釜中的材料進行降溫，加入0.1%相對于苯酚的質量分數的改性劑b后攪拌10分鐘繼而制得所需改改性碳泡沫酚醛樹脂。本實施例的改性劑b采用的是型號為KH-550硅烷偶聯劑。K實施例二 3改性碳泡沫酚醛樹脂的制造方法:首先，準備100摩爾份數的苯酚、150摩爾份數的多聚甲醛。同時，準備15摩爾份數的二聚氰胺作為改性劑a、0.2摩爾份數的氫氧化鈉作為催化劑。隨后，將以上配比的原料分別加入到反應釜中攪拌均勻。之后加熱到70°C后停止加熱。接著，在常壓下保溫3小時。最后，停止反應，使得反應釜中的材料進行降溫，加入0.1%相對于苯酚的質量分數的改性劑b后攪拌10分鐘繼而制得所需改性碳泡沫酚醛樹脂。本實施例的本實施例的改性劑b采用的是型號為KH-560硅烷偶聯劑。
K實施例三3改性碳泡沫酚醛樹脂的制造方法:首先，準備100摩爾份數的苯酚、180摩爾份數的多聚甲醛。同時，準備10摩爾份數的硼酸鋅作為改性劑a、0.5摩爾份數的氫氧化鈉作為催化劑。隨后，將以上配比的原料分別加入到反應釜中攪拌均勻。之后加熱到70°C后停止加熱。接著，在常壓下保溫3小時。最后，停止反應，使得反應釜中的材料進行降溫，加入0.2%相對于苯酚的質量分數的改性劑b后攪拌10分鐘繼而制得所需改性碳泡沫酚醛樹脂。本實施例的改性劑b采用的是型號為KH-550硅烷偶聯劑。
K實施例四3改性碳泡沫酚醛樹脂的制造方法:首先，準備100摩爾份數的苯酚、120摩爾份數的多聚甲醛。同時，準備15摩爾份數的硼酸鋅作為改性劑a、1.0摩爾份數的氫氧化鋇作為催化劑。隨后，將以上配比的原料分別加入到反應釜中攪拌均勻。之后加熱到80°C后停止加熱。接著，在常壓下保溫3小時。最后，停止反應，使得反應釜中的材料進行降溫，加入0.1%相對于苯酚的質量分數的改性劑b后攪拌10分鐘繼而制得所需改性碳泡沫酚醛樹脂。本實施例的改性劑b采用的是型號為KH-550硅烷偶聯劑。K實施例五3改性碳泡沫酚醛樹脂的制造方法:首先，準備100摩爾份數的苯酚、180摩爾份數的多聚甲醛。同時，準備10摩爾份數的三聚氰胺作為改性劑a、4摩爾份數的碳酸鈉作為催化劑。隨后，將以上配比的原料分別加入到反應釜中攪拌均勻。之后加熱到80°C后停止加熱。接著，在常壓下保溫5小時。最后，停止反應，使得反應釜中的材料進行降溫，加入0.2%相對于苯酚的質量分數的改性劑b后攪拌10分鐘繼而制得所需改性碳泡沫酚醛樹脂。本實施例的改性劑b采用的是型號為KH-560硅烷偶聯劑。通過上述的文字表述可以看出，采用本發明后，在以往合成酚醛樹脂的基礎上添加了氰胺類、硼化物和硅烷偶聯劑改性劑，提高了合成樹脂的強度、韌性及樹脂的殘炭。同時把甲醛水溶液原料更換為多聚甲醛，這樣在制造過程中不會產生含酚和醛的廢水，克服了普通制造工藝中有廢水產生的缺陷，有利于環保。并且，最終產品的強度也能達到碳泡沫所需要求。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.改性碳泡沫酚醛樹脂，其特征在于包含下述原料 苯酚100摩爾份數； 多聚甲醛120—180摩爾份數； 改性劑10 —15摩爾份數； 硅烷偶聯劑 O. 1%—O. 2%相對于苯酚的質量分數； 催化劑O. 2一4摩爾份數。
2.根據權利要求I所述的改性碳泡沫酚醛樹脂，其特征在于所述的改性劑為氰胺類或硼化物改性劑。
3.根據權利要求2所述的改性碳泡沫酚醛樹脂，其特征在于所述的改性劑為三聚氰胺、二聚氰胺或硼化物。
4.根據權利要求I所述的改性碳泡沫酚醛樹脂，其特征在于所述的催化劑為氨水、氫氧化鈉、氫氧化鋇、氧化鋅或碳酸鈉。
5.一種改性碳泡沫酚醛樹脂的制造方法，其特征在于包括以下步驟 步驟一，按以下配比 苯酚100摩爾份數； 多聚甲醛120—180摩爾份數； 改性劑10 —15摩爾份數； 硅烷偶聯劑 O. 1%—O. 2%相對于苯酚的質量分數； 催化劑O. 2一4摩爾份數； 將苯酚、多聚甲醛、改性劑、催化劑作為原料加入到反應釜中進行攪勻； 步驟二，加熱到70— 80°C后停止加熱，保溫3— 5小時； 步驟三，停止反應，降溫，加入硅烷偶聯劑攪拌10分鐘后獲取成品。
6.根據權利要求5所述的改性碳泡沫酚醛樹脂，其特征在于所述改性劑為氰胺類或硼化物改性劑。
7.根據權利要求6所述的改性碳泡沫酚醛樹脂，其特征在于所述的改性劑為三聚氰胺、二聚氰胺或硼化物。
8.根據權利要求5所述的改性碳泡沫酚醛樹脂，其特征在于所述的催化劑為氨水、氫氧化鈉、氫氧化鋇、氧化鋅或碳酸鈉。
全文摘要
本發明涉及改性碳泡沫酚醛樹脂及其制作方法，該改性碳泡沫酚醛樹脂的原料包含100摩爾份數的苯酚；120—180摩爾份數的多聚甲醛；10—15摩爾份數的改性劑；0.1%—0.2%相對于苯酚的質量分數的硅烷偶聯劑；0.2—4摩爾份數的催化劑。制備時，將這些原材料加入到反應釜中進行攪勻；然后加熱到70—80℃后停止加熱，保溫3—5小時；最后停止反應降溫獲取成品。本發明添加了硅烷偶聯劑，增加了樹脂基與無機類物質的連接力，從而極大增加了碳泡沫制品的強度，并通過添加了氰胺類和硼化物改性劑，提高了合成樹脂的韌性及樹脂的殘炭；同時，克服了普通制造工藝中有廢水產生的缺陷，有利于環保，其利用碳泡沫樹脂發泡灼燒制得的碳泡沫材料，具有輕質、高強度、絕熱等特性。
文檔編號C08G8/28GK103254378SQ201310165840
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月8日 優先權日2013年5月8日
發明者薛永順, 楊金平 申請人:蘇州美克思科技發展有限公司