增韧酚醛泡沫塑料的制备及填料对其性能的影响

酚醛泡沫制备与防火性能研究李春燕（太原工业学院，山西太原,030008）摘要通过对酚醛泡沫的实验研究得知，合成酚醛泡沫树脂的最佳合成温度为85'、最佳合成时间为15Omin、最佳黏度为5500mPa•s；当表面活性剂的添加量为4%-6%时，泡沫的性能最佳。

酚醛泡沫防火性能优异，火焰评定等级为V-0级。

关键词：酚醛泡沫黏度表面活性剂1随着建筑行业的不断发展，建筑火灾事故也随之频发，其中绝大部分是由于建筑保温材料发生火灾而导致的。

这就对现在建筑行业的建筑保温材料提出了更高要求，不仅要求建筑材料要具有良好的耐火性，还要求其在发烟量、气体毒性等方面有明显优势1。

相比于常用的PS泡沫、PE泡沫和PU泡沫，酚醛泡沫具有更加突出的耐火性能。

在我国,20世纪90年代仍以发展PS和PU材料为主。

1996年，上海尖端工程材料有限公司首次开发出PF材料。

当时的工艺是常温发泡，这种发泡诱导时间短,大的模具来不及充填，泡沫的性能差。

近十年来，我国研究的酚醛泡沫在较低、较高的温度下均能正常发泡和固化，不仅性能得到提升，而且节约成本，工艺流程更简便，成为我国新一代防火保温材料。

本文通过对树脂合成时间、合成温度及表面活性剂比例分别进行对比分析，找出最佳时间、温度及最合适表面活性剂比例，并研究表面活性剂对泡沫性能的影响机理，从而加快生产效率。

此外对酚醛泡沫进行力学及阻燃性能测试，并对酚醛泡沫进行评价。

2温度与时间对酚醛树脂性能的影响研究2.1酚醛树脂的合成2. 1.1合成机理本实验利用苯酚与多聚甲醛在氢氧化钠碱性催化作用下合成酚醛树脂，其合成过程可分为三步:（1）加成反应:苯酚在20%NaOH碱性催化的条件下，生成苯氧负离子，再与甲醛加成生成n甲基苯酚#）缩合反应：n甲基或n甲基苯酚缩合反应，形成双苯环结构囚。

（3）缩聚反应:多元低聚物与苯酚之间继续缩合，得到甲阶酚醛树脂囚。

2.1.2实验过程实验采用集热式磁力搅拌器、三口烧瓶及冷凝管,将温度设定为60'。

酚醛树脂的增韧及其泡沫性能酚醛树脂的增韧及其泡沫性能一、引言酚醛树脂是一种常见的热固性树脂，具有优异的耐热性、机械性能和耐化学性能。

然而，由于其脆性和缺乏韧性，限制了其广泛应用。

为了改善酚醛树脂的力学性能，增韧技术变得至关重要。

同时，利用酚醛树脂的性质制备泡沫材料可以降低材料的密度，增加其应用领域。

本文将探讨酚醛树脂的增韧技术以及其泡沫性能。

二、酚醛树脂的增韧技术1. 纤维增韧纤维增韧是一种常见的增韧技术，通过将纤维作为增韧剂添加到树脂基体中，使树脂具有更好的韧性和抗拉强度。

常用的纤维增韧剂有玻璃纤维和碳纤维。

添加纤维增韧剂能够提高酚醛树脂的断裂韧性和弯曲韧性，并且能够提高材料的耐磨性和耐冲击性能。

2. 弹性体增韧弹性体增韧是另一种常见的增韧技术，通过将弹性体添加到树脂基体中，从而使树脂具有良好的韧性。

常用的弹性体增韧剂有聚丁二烯橡胶和聚苯乙烯橡胶。

添加弹性体增韧剂不仅能够提高酚醛树脂的韧性和抗冲击性能，还可以提高其耐疲劳性能和耐磨性能。

3. 无机颗粒增韧无机颗粒增韧是一种较新的增韧技术，通过添加无机颗粒到树脂基体中，使树脂具有更好的韧性。

常用的无机颗粒增韧剂有二氧化硅颗粒和钛酸盐颗粒。

添加无机颗粒能够增加酚醛树脂的断裂韧性和抗剪切性，并且能够提高材料的耐磨性和耐裂纹扩展性。

三、酚醛树脂的泡沫性能酚醛树脂可以通过发泡技术制备泡沫材料，泡沫材料具有低密度和良好的隔热性能，广泛应用于建筑、家具和包装等领域。

1. 泡沫制备方法常用的泡沫制备方法有物理发泡法、化学发泡法和机械发泡法。

物理发泡法通过在树脂中添加发泡剂，利用高温使发泡剂释放出气体，形成气孔。

化学发泡法通过在树脂中添加发泡剂，利用化学反应产生气体，形成气孔。

机械发泡法通过利用外部力的作用，将树脂加热并快速冷却，形成气孔。

2. 泡沫性能酚醛树脂泡沫材料具有较低的密度和热导率，能够提供良好的隔热性能。

由于树脂泡沫材料的孔隙结构，使其具有良好的吸能和吸声性能。

酚醛泡沫塑料制备和性能研究字体大小：大| 中| 小2010-10-15 09:52 - 阅读：381 - 评论：0【作者】孙中心王雷李东风【机构】长春工业大学生物工程学院,吉林长春130012【刊名】塑料工业, 2007(8): 46-49【关键词】酚醛泡沫塑料发泡【文摘】研究了酚醛泡沫制备工艺中一些参数条件对泡沫体性能的影响。

研究发现：泡沫体的密度随发泡剂的用量增大而减小；表面活性剂的最适合用量为树脂质量的5％；固化剂的用量为树脂质量的4％-6％时可以达到发泡和固化同步的效果。

泡沫体的吸水率与泡沫体的密度相关。

力学实验表明：泡沫体的压缩强度随泡沫体的密度增大而增大。

热重分析结果表明：泡沫体具有优秀的热稳定性能。

传统的隔热保温材料如聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫等遇火容易燃烧，且燃烧时产生的浓烟和有毒、有害气体对人类造成严重的危害。

近几年来，火灾事故时有发生，造成人员伤亡和财产巨大损失。

因此许多部门在使用隔热材料时，不但考虑其隔热性能，同时也考虑其使用的综合性能。

酚醛泡沫塑料是一种新型隔热材料，具有轻质、低毒、难燃、低烟、隔热、耐高低温等优点，被越来越广泛地应用于各个领域。

酚醛泡沫在高温或遇火情况下，表面发生炭化对内层起到保护作用，因此能保持良好的隔热性能。

由于一些技术和质量的原因，我国实行了工业化生产酚醛泡沫的厂家并不多，因此探索酚醛泡沫的工业化生产条件并提高泡沫体的各种性能对节能和环保等事业具有重要意义。

目前酚醛泡沫的生产主要是采用可发性酚醛树脂与发泡剂、固化剂和其他助剂经过快速搅拌混合浇铸加热发泡，在60-70℃的条件下经过一段时间熟化后得到泡沫体。

本实验研究了酚醛泡沫体制备过程中一些条件参数对泡沫体性能的影响。

通过力学试验和热重分析测试了泡沫体的力学性能和热稳定性能。

1 实验部分1.1 主要原料苯酚、甲醛、盐酸、硫酸：工业级，市售；正戊烷：分析纯，天津光复精细化工研究所；吐温-80：分析纯，天津光复精细化工研究所；氢氧化钠：分析醇，北京化工厂。

不同填料对酚醛树脂性能的影响淄博理研泰山涂附磨具有限公司薛峰吴三国徐焕明摘要：本文针对涂附磨具行业常用的轻质碳酸钙、重质碳酸钙，初步研究其对酚醛树脂胶粘剂性能的影响；加入不同比例的填料，对酚醛树脂脆性、粘结性的影响。

不同的干燥温度对酚醛树脂气泡现象的影响；不同的固化条件对酚醛树脂固化状态的影响。

关键词：填料，轻质碳酸钙，重质碳酸钙，酚醛树脂，剥离强度，脆性，气泡酚醛树脂以其独特的分子结构，具有卓越的粘附性、优良的耐热性、抗烧蚀性和阻燃性。

而针对涂附磨具行业的酚醛树脂以其与基材、磨料的优良粘结性，以及良好的使用性，大大提高了产品的性能。

填料是一种固体添加剂,是胶粘剂重要的助剂之一,具有补强、增稠、增容、增硬、增韧、降低收缩性、减少线膨胀系数、增加耐磨性、提高耐水耐热性等功能。

他对于改进胶粘剂的某些性能，改善工艺特性和降低产品成本，都有着十分明显的作用。

填料的种类繁多，本文针对涂附磨具行业常用的轻质碳酸钙、重质碳酸钙，初步研究其对酚醛树脂胶粘剂性能的影响。

填料与胶粘剂中的大分子可能发生物理或化学结合，填料的性能包括形态、粒径、表面形态等，都对填充的胶粘剂有较大影响。

1 实验目的1.1 比较胶液中不同含量的轻质碳酸钙、重质碳酸钙对酚醛树脂脆性及粘结性能的影响。

1.2 比较不同的烘干起始温度对酚醛树脂气泡现象的影响。

2 实验试剂及仪器酚醛树脂、颜料红、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、酒精、水、电子天平、玻璃棒、拉伸机、烘箱等。

3 实验方案及实验步骤3.1 分别选择轻钙含量为30%（100g酚醛树脂中加钙30g）、60%、80%，水、酒精适量，制成酚醛树脂胶液，制备皮膜，干燥（115℃），观察其皮膜的性能。

3.2 选择重钙含量为30%、60%、80%、120%、150%，制成酚醛树脂胶液，制备皮膜，观察皮膜的性能。

3.3 将3.2中制备好的酚醛树脂胶液涂在基布上，用#60的棕刚玉植砂、干燥、复胶（为了便于观察结果，胶液加入了颜料红）、固化后90度柔曲，测试砂布的剥离强度。

改性酚醛泡沫塑料制备和性能的研究发表时间：2016-11-04T10:38:43.410Z 来源：《低碳地产》2016年8月第15期作者：刘广闻[导读] 酚醛泡沫是一种新型不燃、防火低烟的保温材料，因其使用温度范围广、阻燃、保温性好等优点，受到广泛关注。

江门市道生工程塑料有限公司广东江门 529095【摘要】酚醛泡沫是一种新型不燃、防火低烟的保温材料，因其使用温度范围广、阻燃、保温性好等优点，受到广泛关注。

但酚醛泡沫塑料性脆、韧性差、易掉渣，严重限制了它的宽领域应用。

文章试图通过实验，借助化学改性方法，分析酚醛泡沫塑料的性能变化，结果表明：在不对酚醛泡沫塑料的泡孔造成影响下，改性酚醛泡沫塑料热稳定性和阻燃性都得到改善，综合性能有所提高。

【关键词】改性酚醛泡沫塑料；应用领域；泡孔；综合性能酚醛泡沫塑料是由PF树脂通过化学发泡而得到的一种硬质泡沫塑料，具有优异隔热性、阻燃性、低烟、低毒、耐热、耐化学腐蚀的特点，得到人们的广泛重视。

但是酚醛树脂结构上的薄弱环节酚羟基和亚甲基易氧化，使其泡沫体存在强度低、脆性大、易掉粉、不耐弯曲等问题，限制了酚醛泡沫塑料的应用。

现有研究表明，通过改性可改善泡沫塑料的力学性能、热性能、阻燃性能等，使其在更为广阔的领域得到广泛应用。

因而对其进行改性研究成为业内研究的热点。

1 实验部分1.1 主要原材料实验备置：苯酚、37%～40%甲醛溶液、吐温–80、正戊烷；双氰胺、6mol/L盐酸溶液、50%硫酸溶液、20%氢氧化钠溶液：自制。

1.2 主要仪器与设备恒温水浴锅：WC/09–05型旋转蒸发仪：RE52–98型傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪：Spectrum One型扫描电子显微镜(SEM)：JSM–5500LV型电子万能试验机：WSM–5KN型悬臂梁冲击试验机：XJU–22型热重/差热综合热分析仪：Diamond TG/DTA型极限氧指数测定仪：JF–3型1.3 酚醛树脂及其泡沫塑料的制备将一定比例的苯酚、甲醛(物质的量之比为1：1.8)加入到三口瓶中，滴加20mL的20%NaOH溶液，使反应液呈一定的碱性(pH值在9～10范围内为宜)。

2019年08月增韧阻燃改性酚醛泡沫的制备及其性能研究孟祥宇徐开智朱新宇（沈阳理工大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110159）摘要：酚醛泡沫因其优异的阻燃性、高热稳定性和低烟低毒的特点而受到关注。

然而，与其他聚合物泡沫相比，酚醛泡沫具有较差的机械强度和高导热性。

针对酚醛泡沫的改性研究中多数在增韧的同时在一定程度上降低了其阻燃等性能。

本研究成功制备了碳纳米管，以碳纳米管作为改性剂制备改性酚醛泡沫，在增韧的同时提高其阻燃性能。

关键词：碳纳米管；改性酚醛泡沫；增韧阻燃；力学性能聚合物泡沫材料由于其具有成本低、质量轻、导热系数低等优点而使其近年来得到广泛的研究和应用，并且在建筑中常被用作保温材料[1]。

常用的聚合物泡沫包括聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫以及酚醛泡沫等[2]。

酚醛泡沫具有低易燃性、高耐热性、高稳定性、高强度和低烟低毒等特点，但是较差的力学性能严重的限制了其应用范围[3]。

碳纳米管因其独特化学和形貌结构而具有特殊的力学和电学等特性，引起了人们的广泛关注[4]。

碳纳米管具有特殊的力学性能，由于其结构的特殊性使其具有较高的力学韧性和拉伸强度。

并且由于碳纳米管良好的热稳定性以及化学稳定性等优点，使碳纳米管在材料的改性研究方面具有优异的性质。

本研究以化学气相沉积法制备了碳纳米管，并制备不同碳纳米管含量的改性酚醛泡沫。

研究了碳纳米管不同添加量对酚醛泡沫相关性能的影响。

1实验部分1.1碳纳米管的制备1.1.1催化剂制备实验首先配置了浓度均为0.1mol/L 的La(NO 3)2和Fe(NO 3)3的溶液。

然后在500mL 的圆底烧瓶中分别加入0.1mol/L 的La (NO 3)2和Fe(NO 3)3的溶液各100mL ，然后搅拌10min 。

待溶液搅拌均匀后缓慢加入2mol/L 的柠檬酸溶液100mL ，并继续搅拌30min 以使反应完全进行。

反应结束后将反应液60℃下减压蒸馏至反应液为黏稠状。

然后将得到的黏状物置于100℃干燥24h ，得到白色粉末。

酚醛泡沫材料改性研究进展摘要：近年来，酚醛泡沫作为一种新型难燃、防火、低烟保温材料倍受关注。

酚醛泡沫具有脆性大、易粉化的缺点，同时在发泡过程中加入一些易燃物质,直接影响其阻燃性。

本文介绍了酚醛泡沫的几种常用增韧改性方法和增韧改性剂以及提高酚醛泡沫材料阻燃性的常用阻燃剂。

关键词：酚醛泡沫，阻燃，韧性，保温引言酚醛泡沫塑料是一种新型难燃、防火、低烟保温材料，它是由酚醛树脂加入发泡剂、固化剂、表面活性剂及其它助剂制成的闭孔硬质泡沫塑料。

其难燃程度是目前广泛使用的聚苯乙烯(PS)、挤塑板（XPS）、聚氨酯(PU)等泡沫所远远不及的。

近年来，随着建筑外墙外保温火灾事故频发，一些科研院校和企业单位纷纷投入酚醛泡沫这种高效保温防火材料的研究中。

但其研究重点多集中于增韧改性研究和阻燃性研究。

酚醛泡沫脆性较大、易粉化的缺点限制了它的应用。

开展对酚醛泡沫保温材料的增韧改性研究具有极其重大的意义，受到人们的广泛重视。

采用化学改性的方法提高酚醛泡沫的韧性是一种常见方法。

戊二醛，液体天然橡胶，聚丙烯酸正丁醋，烷基酚，聚氨酯，端氨基聚醚等常用于酚醛泡沫的改性[1,2]，尽管这些改性剂能在一定程度上提高泡沫基体的韧性，但却牺牲了力学强度和耐火性以及热稳定性。

另外一种提高酚醛泡沫韧性的方法是在基体中引入惰性填料。

随着纳米技术的不断发展,填加纳米颗粒成为一种行之有效的改性方法。

纳米颗粒具有尺寸小、比表面积大的特点，与聚合物材料复合能改善材料的综合性能[3-6]。

纳米SiO2、炭黑、木粉，滑石粉等无机填料常用于作为增强体，制备出的改性酚醛泡沫表现出较高的强度和韧性，但往往导致了酚醛泡沫更高的密度[7,8]。

纤维材料用于酚醛泡沫材料的改性多集中于密度较小的芳纶纤维。

Hong bin Shen,Steve Nutt[9] 首次报道了短纤维增强酚醛泡沫的机械性能。

与传统的酚醛泡沫比较，芳纶纤维改性的酚醛泡沫呈现了较低的脆性，较高的抗裂性，更好的各相异性的性能。