一種纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料，其制備組分按重量份包括如下：纖維氈10—100份、酚醛樹脂100份、發(fā)泡劑5—20份、改性劑1—6份、固化劑5—18份、溶劑0—200份。本發(fā)明由于采用了微球發(fā)泡劑和纖維氈以及改性劑的相互作用，通過本發(fā)明提供的方法所得酚醛樹脂發(fā)泡復(fù)合材料，不僅防火性能更加優(yōu)異，而且泡孔孔徑可控；且所得復(fù)合材料強(qiáng)度高、不易掉粉、可撓曲成多種形狀。完全符合國家的防水防火隔熱等要求，材料強(qiáng)度的大幅提高，拓寬了該纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說明】一種纖維增強(qiáng)酚醛泡沬復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，具體涉及一種纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的PU、XPS發(fā)泡材料，多作為保溫復(fù)合板夾心層使用，但他們的阻燃等級(jí)不夠 理想。雖然酚醛樹脂發(fā)泡材料防火性能優(yōu)異，阻燃等級(jí)達(dá)到難燃Bl級(jí)，且發(fā)煙量低、保溫性 能好，耐腐蝕及抗老化性能優(yōu)異，但酚醛樹脂發(fā)泡材料易塌泡、材質(zhì)脆、易掉粉，使其應(yīng)用受 至IJ限制。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，多用短切纖維對(duì)酚醛發(fā)泡材料進(jìn)行增強(qiáng)，即將短切纖維與酚醛樹脂 混合，進(jìn)行發(fā)泡成型。但短切纖維的長度受限，且在混合過程中容易造成纖維分布不均，導(dǎo) 致所得短切纖維增強(qiáng)酚醛樹脂發(fā)泡材料的強(qiáng)度收到限制，存在強(qiáng)度分布不均。
[0004] 隨著科技的進(jìn)步，以及航空等工業(yè)領(lǐng)域?qū)Σ牧蠌?qiáng)度及阻燃等級(jí)要求的提高，現(xiàn)有 一系列酚醛發(fā)泡材料的應(yīng)用已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種纖維增強(qiáng)酚醛泡沫 復(fù)合材料。
[0006] 本發(fā)明另一目的是提供上述復(fù)合材料的制備方法。
[0007] 技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料，其制 備組分按重量份包括如下： 纖維氈 10 -100份 酚醛樹脂 100份 發(fā)泡劑 5 - 20份 改性劑 1一 6份 固化劑 5-18份 溶劑 0- 200份 優(yōu)選地，所述酚醛樹脂為熱塑性酚醛樹脂。
[0008] 優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑為松本系列微球發(fā)泡劑或者Expancel系列微球發(fā)泡劑，其中 優(yōu)選F-36、F-50D、F-78D來源于儀征市福田貿(mào)易有限公司，461DU20、092DU40來源于廣州金 昌盛科技有限公司。
[0009] 優(yōu)選地，所述改性劑為吐溫-80、吐溫-60、DC-190、DC-193、CGY-1、KH-550、KH-560中 的一種或幾種，其中DC-190、DC-193型硅油來源于石家莊中藍(lán)科技有限公司，CGY-I型硅油 來源于濟(jì)南盈動(dòng)化工有限公司。
[0010] 優(yōu)選地，所述固化劑為甲苯-4-磺酸與水按2:3配制得到。 toon] 優(yōu)選地，所述溶劑為水或酒精中的一種。
[0012] 上述的纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料的制備方法，其制備步驟包括： (1)預(yù)浸料的制備 常溫下，將5-20份發(fā)泡劑、1-6份改性劑、0-200份溶劑加入到100份酚醛樹脂中，高速 攪拌5-10 min，攪拌速度為900-1500 r/min，再加入5-18份的固化劑，繼續(xù)攪拌1-2 min 制得預(yù)浸料一；用調(diào)配好的上述預(yù)浸料一作為浸膠液，用浸膠機(jī)對(duì)纖維氈進(jìn)行浸膠，即得到 預(yù)浸料二。
[0013] ( 2 )酚醛樹脂預(yù)固化 將浸膠后的纖維氈預(yù)浸料二放入烘箱中，在40 °C-80 °C溫度環(huán)境下進(jìn)行酚醛樹脂的 預(yù)固化，同時(shí)除去部分揮發(fā)組分及多余溶劑，得到預(yù)浸料三。
[0014] (3)熱壓成型 將步驟（2)所得預(yù)浸料三放入模壓機(jī)上，在0.2 MPa-1.5 MPa壓力范圍內(nèi)，80 °C-160 °〇溫度范圍內(nèi)保持5-30 min，即可完成整個(gè)發(fā)泡流程，此過程需要進(jìn)行補(bǔ)壓，即得纖維增強(qiáng) 酚醛泡沫復(fù)合材料 有益效果：本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，具有以下優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明由于采用了微球發(fā)泡劑和纖維氈以及改性劑的相互作用，通過本發(fā)明提供的方 法所得酚醛樹脂發(fā)泡復(fù)合材料，不僅防火性能更加優(yōu)異，而且泡孔孔徑可控；且所得復(fù)合材 料強(qiáng)度高、不易掉粉、可撓曲成多種形狀。完全符合國家的防水防火隔熱等要求，材料強(qiáng)度 的大幅提高，拓寬了該纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0016] 實(shí)施例1 常溫下，將5份F-36型發(fā)泡劑、0. 5份吐溫-80和0. 5份DC-190改性劑、50份酒精溶 劑加入到100份酚醛樹脂中，高速攪拌5 min，攪拌速度為900 r/min，再加入18份的固化 劑（固化劑由甲苯-4-磺酸與水按重量比2:3配制得到)，繼續(xù)攪拌I min制得預(yù)浸料一；用 調(diào)配好的上述預(yù)浸料一作為浸膠液，用浸膠機(jī)對(duì)90份纖維氈進(jìn)行浸膠，即得到預(yù)浸料二； 將浸膠后的纖維氈預(yù)浸料二放入烘箱中，在40 °C溫度環(huán)境下進(jìn)行酚醛樹脂的預(yù)固化，同時(shí) 除去部分揮發(fā)組分及多余溶劑，得到預(yù)浸料三；將所得預(yù)浸料三放入模壓機(jī)上，在0. 2 MPa 壓力下，70 °C溫度環(huán)境下保持5 min，即可完成整個(gè)發(fā)泡流程，即得纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合 材料。
[0017] 實(shí)施例2 常溫下，將20份461DU20型發(fā)泡劑、3份吐溫-60和3份DC-193改性劑、0份溶劑加入 至Ij 100份酚醛樹脂中，高速攪拌10 min，攪拌速度為1500 r/min，再加入18份的固化劑（固 化劑由甲苯-4-磺酸與水按重量比2:3配制得到)，繼續(xù)攪拌2 min制得預(yù)浸料一；用調(diào)配 好的預(yù)浸料一作為浸膠液，用浸膠機(jī)對(duì)50份纖維氈進(jìn)行浸膠，即得到預(yù)浸料二；將浸膠后 的纖維氈預(yù)浸料二放入烘箱中，在80 °C溫度環(huán)境下進(jìn)行酚醛樹脂的預(yù)固化，同時(shí)除去部分 揮發(fā)組分及多余溶劑，得到預(yù)浸料三；將所得預(yù)浸料三放入模壓機(jī)上，在I. 5 MPa壓力下， 110 °C溫度環(huán)境下保持30 min，即可完成整個(gè)發(fā)泡流程，即得纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料。
[0018] 實(shí)施例3 常溫下，將10份F-50D型發(fā)泡劑、2份KH-550和2份CGY-I改性劑、200份水溶劑加入 至Ij 100份酚醛樹脂中，高速攪拌6 min，攪拌速度為1000 r/min，再加入5份的固化劑（固化 劑由甲苯-4-磺酸與水按重量比2:3配制得到)，繼續(xù)攪拌2 min制得預(yù)浸料一；用調(diào)配好 的預(yù)浸料一作為浸膠液，用浸膠機(jī)對(duì)10份纖維氈進(jìn)行浸膠，即得到預(yù)浸料二；將浸膠后的 纖維氈預(yù)浸料二放入烘箱中，在80 °C溫度環(huán)境下進(jìn)行酚醛樹脂的預(yù)固化，同時(shí)除去部分揮 發(fā)組分及多余溶劑，得到預(yù)浸料三；將所得預(yù)浸料三放入模壓機(jī)上，在I. 〇 MPa壓力下，120 °〇溫度環(huán)境下保持15 min，即可完成整個(gè)發(fā)泡流程，即得纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料。
[0019] 實(shí)施例4 常溫下，將8份F-78D型發(fā)泡劑、1份KH-560和1份DC-193改性劑、100份酒精溶劑加 入到100份酚醛樹脂中，高速攪拌6 min，攪拌速度為1200 r/min，再加入15份的固化劑（固 化劑由甲苯-4-磺酸與水按重量比2:3配制得到)，繼續(xù)攪拌2 min制得預(yù)浸料一；用調(diào)配 好的預(yù)浸料一作為浸膠液，用浸膠機(jī)對(duì)100份纖維氈進(jìn)行浸膠，即得到預(yù)浸料二；將浸膠后 的纖維氈預(yù)浸料二放入烘箱中，在50 °C溫度環(huán)境下進(jìn)行酚醛樹脂的預(yù)固化，同時(shí)除去部分 揮發(fā)組分及多余溶劑，得到預(yù)浸料三；將所得預(yù)浸料三放入模壓機(jī)上，在〇. 6 MPa壓力下， 140 °C溫度環(huán)境下保持10 min，即可完成整個(gè)發(fā)泡流程，即得纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料。
[0020] 實(shí)施例5 常溫下，將12份092DU40型發(fā)泡劑、2份DC-193改性劑、50份酒精溶劑加入到100份 酚醛樹脂中，高速攪拌7 min，攪拌速度為1400 r/min，再加入10份的固化劑（固化劑由甲 苯-4-磺酸與水按重量比2:3配制得到)，繼續(xù)攪拌2 min制得預(yù)浸料一；用調(diào)配好的預(yù)浸 料一作為浸膠液，用浸膠機(jī)對(duì)20份纖維氈進(jìn)行浸膠，即得到預(yù)浸料二；將浸膠后的纖維氈 預(yù)浸料二放入烘箱中，在50 °C溫度環(huán)境下進(jìn)行酚醛樹脂的預(yù)固化，同時(shí)除去部分揮發(fā)組分 及多余溶劑，得到預(yù)浸料三；將所得預(yù)浸料三放入模壓機(jī)上，在0.5 MPa壓力下，160 °C溫 度環(huán)境下保持20 min，即可完成整個(gè)發(fā)泡流程，即得纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料。
[0021] 上述實(shí)施例1-5制備的纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料的性能檢測結(jié)果見表1。
[0022] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料，其特征在于：其制備組分按重量份包括如下： 纖維氈 10 -100份 酚醛樹脂 100份 發(fā)泡劑 5 - 20份 改性劑 1一 6份 固化劑 5-18份 溶劑 0- 200份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料，其特征在于：所述酚醛樹脂為 熱塑性酚醛樹脂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料，其特征在于：所述發(fā)泡劑為松 本系列微球發(fā)泡劑或者Expancel系列微球發(fā)泡劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料，其特征在于：所述改性劑為吐 溫-80、吐溫-60、DC-190、DC-193、CGY-1、KH-550、KH-560 中的一種或幾種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料，其特征在于：所述固化劑為甲 苯-4-磺酸與水按2:3配制得到。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料，其特征在于：所述溶劑為水或 酒精中的一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一所述的纖維增強(qiáng)酚醛泡沫復(fù)合材料的制備方法，其特征在 于：其制備步驟包括： (1) 預(yù)浸料的制備 常溫下，將5-20份發(fā)泡劑、1-6份改性劑、0-200份溶劑加入到100份酚醛樹脂中，高速 攪拌5-10 min，攪拌速度為900-1500 r/min，再加入5-18份的固化劑，繼續(xù)攪拌1-2 min 制得預(yù)浸料一；用調(diào)配好的上述預(yù)浸料一作為浸膠液，用浸膠機(jī)對(duì)纖維氈進(jìn)行浸膠，即得到 預(yù)浸料二； (2) 酚醛樹脂預(yù)固化 將浸膠后的纖維氈預(yù)浸料二放入烘箱中，在40 °C-80 °C溫度環(huán)境下進(jìn)行酚醛樹脂的 預(yù)固化，同時(shí)除去部分揮發(fā)組分及多余溶劑，得到預(yù)浸料三； (3) 熱壓成型 將步驟（2)所得預(yù)浸料三放入模壓機(jī)上，在0.2 MPa-1.5 MPa壓力范圍內(nèi)，80 °C-160 °〇溫度范圍內(nèi)保持5-30 min，即可完成整個(gè)發(fā)泡流程，此過程需要進(jìn)行補(bǔ)壓，即得纖維增強(qiáng) 酚醛泡沫復(fù)合材料。
【文檔編號(hào)】C08K5/42GK104497473SQ201410704278
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】張競, 王洪亮, 湯繼俊, 閆東廣 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)