酚醛泡沫聚氨酯泡沫的制备改性及其在吸波材料中应用

第37卷第3期2010年北京化工大学学报(自然科学版)Journal of Beijing University of Che m ical Technol ogy (Natural Science )Vol .37,No .32010聚氨酯/酚醛树脂双组份体系泡沫体的制备许　亮　文振广　程　珏3(北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京　100029)摘　要:采用聚氨酯预聚物(P U )与新型酚醛树脂反应制备了聚氨酯/酚醛泡沫。

采用红外光谱对聚氨酯预聚物和酚醛树脂之间的反应程度进行了表征,研究了聚氨酯预聚物与酚醛树脂比例、—NC O 含量和二聚体含量对泡沫体制备以及泡沫体性能的影响。

结果表明:—NCO 基团与酚醛树脂的质量比为40/100时,泡沫体的体积稳定性好,收缩率低;泡沫制备过程中的泛白时间、起泡时间和不粘时间随二聚体含量的增加而延长;泡沫的密度随二聚体含量的增大而增大,而泡沫体积稳定性和吸水率随二聚体含量的增加有下降的趋势;弯曲应力/应变曲线表明,新型聚氨酯/酚醛泡沫的韧性要远远好于纯酚醛泡沫。

关键词:聚氨酯预聚物;酚醛树脂;泡沫体中图分类号:T Q32311收稿日期:2009-11-30基金项目:国家“863”计划(2007AA03Z559)第一作者:男,1984年生,硕士生3通讯联系人E 2mail:chengjue@mail .buct .edu .cn引　言酚醛泡沫塑料是新兴的节能保温材料之一,除了具有泡沫密度低、导热系数低和保温效果好、使用温度高、尺寸稳定性好、成本低等优点外,尤其在难燃、自熄、低烟雾、耐火焰贯穿等阻燃性方面具有优异的特性,是其他泡沫品种所不能比拟的。

因此,近几年酚醛泡沫的研究与开发吸引了国内外研究者和企业的重视[1-3]。

但酚醛泡沫塑料也具有明显缺点,如脆性大、易粉化,使其应用受到限制[4]。

近年来,人们就这一问题进行了大量的改性研究。

主要改性方法包括两种:一种是物理增韧,Shen 等[5]采用外加纤维改性,提高了酚醛泡沫的剥离强度,酚醛泡沫的脆性得到改善。

专利名称：改性酚醛树脂及制造方法和在制备酚醛泡沫中的应用
专利类型：发明专利
发明人：汪坤明,张均明,杨成根,林志祥
申请号：CN200410030583.9
申请日：20040412
公开号：CN1563131A
公开日：
20050112
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：改性酚醛树脂及制造方法和在制备酚醛泡沫中的应用，涉及一种酚醛树脂，尤其是改性的酚醛树脂及在制备无腐蚀酚醛泡沫中的应用。

其组份为苯酚、甲醛、碱性催化剂、无机粉末和固化助剂。

将苯酚、甲醛、碱性催化剂混合后加入无机粉末，升温反应，再加入固化助剂，继续反应，降温，加酸中和，脱水。

将改性酚醛树脂，表面活性剂，发泡剂混合后加入固化剂烘烤，得无腐蚀酚醛泡沫塑料。

改性方法简单，得到弱酸条件下可发泡的酚醛树脂，最终制得无腐蚀酚醛泡沫塑料，该树脂在pH＝4.0～6.0时便能很好地发泡固化，制得细密、强度好、无腐蚀酚醛泡沫，使酚醛泡沫的用户无后顾之忧，利于酚醛泡沫塑料的应用推广。

用烷烃作发泡剂，无地球温室效应系数。

申请人：厦门高特高新材料有限公司
地址：361021 福建省厦门市集美北部工业区莲塘路99号
国籍：CN
代理机构：厦门南强之路专利事务所
代理人：马应森
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聚氨酯的合成、改性及其应用作者：薛婷来源：《商情》2016年第26期【摘要】聚氨酯（PU）树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。

本文研究了聚氨酯的合成方法，改性方法，论述了其在生产生活中的重要地位及广泛应用。

【关键词】聚氨酯聚合物合成改性应用聚氨酯（PU）树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。

聚氨酯是一种高分子材料，其主要特征是分子链中含有多个重复的“氨基甲酸酯”基团，既有橡胶的弹性，又有塑料的强度和优异的加工性能，因其具有橡胶和塑料的双重优点，可以认为是橡胶和塑料优异性能的结合体。

聚氨酯材料性能优异，用途广泛，制品种类多，其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最为广泛。

一、聚氨酯的工业合成方法水性聚氨酯的合成过程主要为：①由低聚物多元醇、扩链剂、二异氰酸酯形成中高相对分子质量的PU预聚体；②中和后预聚体在水中乳化，形成分散液。

各种方法在于扩链过程的不同。

1.外乳化法。

该方法是使用最早的制备水性聚氨酯的方法，它是1953年美国DuPont公司W. Yandott发明的，其制备工艺是在有机溶剂中，用两官能团的多元醇与过量的二异氰酸酯反应合成了带有NCO封端的预聚体，再加入适当的乳化剂，经强剪切力作用分散于水介质中并用二元胺进行扩链，但因该方法存在乳化剂用量大，反应时间长以及乳液颗粒粗而导致储存性差，胶层物理机械性能不佳等缺点，目前生产基本不用该方法。

2.自乳化法。

自乳化法通常是在聚氨酯结构中引入部分亲水基，使自身分散形成乳液。

根据亲水基团的类型用该法制得的水性PU可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型4种，其中以阴离子型占主导地位。

其制备方法主要分为丙酮法、预聚物混和法、热熔法、酮亚胺/ 酮连氮法，其共同特点是首先制备相对分子质量适中、端基为NCO或封闭NCOPU预聚体，区别主要在扩链过程中。

目前工业生产主要采用丙酮法和预聚物混和法。

一种发泡型聚氨酯吸波材料及其制备方法一、引言发泡型聚氨酯吸波材料是一种具有优异吸波性能的材料，广泛应用于电磁波吸收、电磁屏蔽和隔音降噪等领域。

本文将介绍发泡型聚氨酯吸波材料的制备方法及其在吸波性能方面的应用。

二、发泡型聚氨酯吸波材料的制备方法发泡型聚氨酯吸波材料的制备主要包括材料配方设计、发泡剂选择、发泡工艺控制等步骤。

1. 材料配方设计：发泡型聚氨酯吸波材料的配方设计是制备过程中的关键步骤。

一般采用聚醚型聚氨酯树脂作为基体材料，添加适量的填料和添加剂，以调节材料的物理性能和吸波性能。

2. 发泡剂选择：在制备过程中，发泡剂的选择也是至关重要的。

常用的发泡剂有物理发泡剂和化学发泡剂两种。

物理发泡剂主要是通过气体的物理膨胀实现材料的发泡，而化学发泡剂则是通过发泡剂在反应过程中产生气体以实现发泡。

3. 发泡工艺控制：发泡工艺控制是保证发泡型聚氨酯吸波材料质量的关键。

通过控制发泡温度、发泡时间和发泡压力等参数，可以调节材料的密度和孔隙结构，从而影响材料的吸波性能。

三、发泡型聚氨酯吸波材料的吸波性能发泡型聚氨酯吸波材料具有广泛的吸波频率范围和较高的吸波性能。

其吸波机理主要是通过材料内部的多孔结构和材料本身的吸波特性实现的。

1. 多孔结构吸波：发泡型聚氨酯吸波材料的多孔结构可以使电磁波在材料内部发生多次反射和散射，从而达到吸收电磁波能量的目的。

材料的密度和孔隙结构对吸波性能有重要影响，一般情况下，材料的密度越低、孔隙结构越复杂，吸波性能越好。

2. 材料本身的吸波特性：发泡型聚氨酯材料中添加的填料和添加剂可以调节材料的吸波特性。

常用的填料有金属粉末、碳纤维和陶瓷颗粒等，可以增强材料对特定频率电磁波的吸波能力。

添加剂可以改变材料的介电性能和磁性能，从而调节材料的吸波性能。

四、发泡型聚氨酯吸波材料的应用发泡型聚氨酯吸波材料具有广泛的应用前景，在电磁波吸收、电磁屏蔽和隔音降噪等领域有着重要的应用。

1. 电磁波吸收：发泡型聚氨酯吸波材料可以用于电磁波吸收材料的制备。

聚氨酯泡沫吸声材料的制备及性能研究王启强【摘要】Identify the one-step molding preparation process parameters of rigid PU foam and its effect on foam e standing wave tube absorption coefficient tester,and open closed pore rate locator,universal testing machine,elec-tron scanner and other machines to test PU's acoustic absorptivity,intensity and microstructure.The results show that when the weight of foaming agent is 8 g,evenly defoamer is 1 .5 g,the reaction temperature is 30 ℃,and the PU's acoustic abso rptivity is 0.42,then the property of sound absorption material would be better after heating at130 ℃ about 10 hours which acoustic absorptivity,intensity is 0.47and 0.68 MPa.SEM shows that it has a uniform distribution to open the pore and obdurate coexist microstructure.%利用一步法制备聚氨酯泡沫吸声材料，探究了配方和发泡工艺对泡沫材料性能的影响，对材料的吸声系数、力学强度和微观结构进行了测试与表征。

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第4期·1144·化工进展聚氨酯预聚体增韧改性酚醛泡沫塑料吴崇珍1，高书亚2，张丽2（1河南教育学院化学系，河南郑州 450046；2郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州 450052）摘要：采用异氰酸酯封端且不含游离异氰酸酯单体的聚氨酯预聚体作为酚醛泡沫的增韧改性剂，并在后期混合发泡工艺中减少酸性固化剂的用量，制备了不粉化、韧性高的改性酚醛泡沫体，并考察了异氰酸酯基含量对酚醛泡沫体的表观密度、压缩强度、吸水率、阻燃性和导热性能等的影响。

结果表明：随着聚氨酯预聚体用量以及异氰酸酯基含量的增加，改性酚醛泡沫体的表观密度、压缩强度增大；当异氰酸酯基含量为8.6%时，抗粉化程度最好；随着聚氨酯预聚体用量的增加，吸水率和热导率变化不大，当聚氨酯用量不超过6%时，临界氧指数仍大于40。

关键词：酚醛泡沫；聚氨酯预聚体；抗粉化；导热性中图分类号：TB 332 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）04–1144–05DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.04.028Phenolic foam modified with polyurethane prepolymerWU Chongzhen1，GAO Shuya2，ZHANG Li2（1Department of Chemistry，Henan Institute of Education，Zhengzhou 450046，Henan，China; 2 School of Material Science and Engineering，Zhengzhou University，Zhengzhou 450052，Henan，China）Abstract：The toughening phenolic foam with low pulverization was prepared by adding polyurethane prepolymer which is terminated with isocyanate and without free isocyanate monomer，and by reducing the consumption of acidic curing agent in the foaming process. The effect of isocyanate content on the apparent density，compressive strength，water intake，flame retardant and heat conductivity of phenolic foam were also discussed. The results showed that the apparent density and compressive strength of the modified phenolic foam tended to increase with the content of polyurethane prepolymer and corresponding isocyanate group. Meanwhile，the resistance to pulverization is the best when the isocyanate content is 8.6%. However，the water absorption and heat conductivity of the modified polyurethane foam changed little with the increase of polyurethane prepolymer. The critical oxygen index was still more than 40 when the content of polyurethane was less than 6%.Key words：phenolic foam；polyurethane prepolymer；resistance to pulverization；heat conduction酚醛泡沫塑料是一种物美价廉的轻质绝热材料，其耐热性能和防火性能大大优于聚氨酯与聚苯乙烯等泡沫塑料，特别适用于易发生火灾的化工、石油、建筑等领域的隔热保温材料。

聚氨酯泡沫制备的工艺和应用聚氨酯泡沫是一种重要的高分子材料，常用于绝缘、填充、粘合、隔热等领域。

其制备工艺和应用也成为了近几十年来科研工作者关注的重点。

本文将着重介绍聚氨酯泡沫的制备工艺和应用。

一、聚氨酯泡沫的制备工艺聚氨酯泡沫的制备工艺可以分为两个主要步骤：原料的配制和聚合反应。

原料的配制一般包括三个部分：聚醇、聚异氰酸酯和气体发生剂。

聚醇一般以聚醚、聚酯、聚醇酸等为主，聚异氰酸酯则以TDI（2，4，6-三甲基-1，5-二异氰酸酯）和MDI（4,4-二苯甲烷二异氰酸酯）为主。

气体发生剂则常用水和氟利昂等。

这些原料经混合后通过喷淋等方式进行反应即可得到聚氨酯泡沫。

聚合反应是聚氨酯泡沫制备的关键步骤，其分为开放式和闭合式两种方式。

开放式反应一般是在环境条件下进行，聚氨酯泡沫在此过程中能够自由发展，不受限制。

闭合式反应一般是在密闭的容器内进行，其反应过程中产生的气体随即发生膨胀，泡沫发展受限制。

尽管聚合反应方式不同，但是聚氨酯泡沫的质量和性能却受到原料的配制、混合过程、聚合过程、发生剂的含量等多种因素的制约。

因此，在聚氨酯泡沫制备过程中，需要对原料及其过程进行精细化控制，以提高聚氨酯泡沫的性能和质量。

二、聚氨酯泡沫的应用由于聚氨酯泡沫本身具有优异的物化性能，因此被广泛应用于农业、建筑、电力、家电等多个领域。

其中，以下是其主要的应用：（1）绝缘领域：由于聚氨酯泡沫具有的优异的隔热、绝缘、保温性能，因此广泛应用于低温工程、石油化工、冶金、建筑、家电等领域，以提高设备性能和降低能耗。

（2）建筑领域：聚氨酯泡沫给建筑带来了很大的改变，它能够有效地提高房屋的节能性能。

聚氨酯泡沫被用于制造建筑板材、保温材料、焊接构造物、夹层板等。

此外，聚氨酯泡沫还可以用于隔音和吸音，并且具有耐用性和良好的抗震性。

（3）家电领域：聚氨酯泡沫是电器的为难绝缘材料，它可以应用于冷冻淋浴喷头、空调、冰箱等。

由于聚氨酯泡沫的绝缘性能好，因此可以有效地控制制氧气流量，延长电器使用年限。