本發(fā)明涉及一種酚醛泡沫及其制備方法，特別是涉及一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛泡沫及其制備方法。
背景技術(shù)：
酚醛泡沫塑料以其絕熱性、難燃性、燃燒時低發(fā)煙性、低毒性及尺寸穩(wěn)定性等方面優(yōu)良的特性又重新受到重視，其技術(shù)研究和應用開發(fā)又重新活躍起來，己經(jīng)成為“保溫材料新的候補者”。但酚醛泡沫脆性大、易粉化，阻礙了其應用發(fā)展。因此傳統(tǒng)的酚醛泡沫不能適應當前市場對高性能韌性泡沫的需要，提高泡沫的韌性和耐熱性，是酚醛樹脂泡沫保溫材料當前的重點研究方向。
公開號為CN 104151556A的發(fā)明專利公開了一種聚硼硅氧烷的制備及對酚醛樹脂的耐熱改性方法，獲得了耐高溫的改性酚醛樹脂粘合劑，通過端羥基與酚醛樹脂進行縮聚反應，提高其熱穩(wěn)定性和粘結(jié)強度，但苯環(huán)的引入雖然提高了耐熱性，但會使脆性進一步變大，限制了酚醛樹脂的使用范圍。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛泡沫及其制備方法，本發(fā)明是利用3-氨基丙基五甲基二硅氧烷作為改性劑對酚醛樹脂進行化學改性，3-氨基丙基五甲基二硅氧烷中的端羥基可以與酚醛樹脂中的酚羥基進行縮聚反應，起到了內(nèi)增韌的作用，在傳統(tǒng)酚醛樹脂中引入了硅氧烷，體系耐熱性得到大大提高，同時增長了主鏈，改善了酚醛樹脂的脆性，經(jīng)過發(fā)泡固化得到的酚醛泡沫具有優(yōu)異的耐熱性和力學性能。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛泡沫，具有如下結(jié)構(gòu)：
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所述的一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛泡沫，樹脂合成階段各組分按重量計，由酚類化合物100份、醛類化合物45-85份、催化劑1-6份、改性劑8-20份組成；樹脂發(fā)泡階段，各組分按重量計，由改性后酚醛樹脂100份、表面活性劑2-15份、發(fā)泡劑8-16份、固化劑10-20份組成。
所述的一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛泡沫，所述酚類化合物為苯酚、甲酚、二甲基酚、壬基苯酚、雙酚A、間苯二酚、丙基苯酚和乙基苯酚中的一種或幾種，優(yōu)選為苯酚。
所述的一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛泡沫，所述醛類化合物選自甲醛、乙醛、丁醛、聚甲醛與糠醛中的一種或多種。
所述的一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛泡沫，所述催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀等強堿物質(zhì)中的一種或多種。
所述的一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛泡沫，所述的表面活性劑為吐溫-80、司班、硅油中的至少一種。
所述的一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛泡沫，所述的發(fā)泡劑為正戊烷、異戊烷中的至少一種。
所述的一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛泡沫，所述的固化劑為對甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯酚磺酸、苯磺酸中的一種或幾種硫酸中的一種或多種。
一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛泡沫制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
將酚類化合物、催化劑、醛類化合物依次加到溫度約60~80℃的反應釜中，反應后，加入改性劑3-氨基丙基五甲基二硅氧烷，通N2保護，以1～5℃/min的升溫速度緩慢升溫至150~180℃，恒溫攪拌1.5-2.5h后冷卻至室溫；用醋酸中和樹脂液中性，然后減壓蒸除體系中的小分子直至無液體排出，得粘稠液體，帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛發(fā)泡樹脂；
將改性酚醛樹脂置于容器中待用，依次稱量表面活性劑、發(fā)泡劑、加入容器中，快速攪拌，攪拌1-3分鐘，再將稱量好的固化劑倒入容器中，攪拌1-2分鐘，然后將攪拌好的液體倒入模具中，將模具放入60-80℃的烘箱中進行發(fā)泡成型，待發(fā)泡成型完成后，將模具取出、拆模，即得到酚醛泡沫板進行性能測試。
本發(fā)明的優(yōu)點與效果是：
1.本發(fā)明是利用3-氨基丙基五甲基二硅氧烷作為改性劑對酚醛樹脂進行化學改性，3-氨基丙基五甲基二硅氧烷中的端羥基可以與酚醛樹脂中的酚羥基進行縮聚反應，起到了內(nèi)增韌的作用，在傳統(tǒng)酚醛樹脂中引入了硅氧烷，體系耐熱性得到大大提高，同時增長了主鏈，改善了酚醛樹脂的脆性，經(jīng)過發(fā)泡固化得到的酚醛泡沫具有優(yōu)異的耐熱性和力學性能。
2．本發(fā)明的制備工藝簡單、反應周期短、原料易得。
3.本發(fā)明用于絕熱保溫和隔音等領域。尤其是作為絕熱保溫材料,其在建筑、石油化工、醫(yī)藥衛(wèi)生以及船舶運輸?shù)阮I域。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
下面結(jié)合具體實施實例對本發(fā)明做進一步的描述，并非對保護范圍的限制。同時下述實施實例中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。
實施例所用原料如下：
多聚甲醛
氫氧化鈉
3-氨基丙基五甲基二硅氧烷
醋酸
吐溫-80
正戊烷
苯磺酸
實施例1
本發(fā)明為一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛泡沫，包括以下步驟：
將65g苯酚溶液、0.65g氫氧化鈉、35g多聚甲醛依次加到溫度約60~80℃的反應釜中，反應1h后，加入5.2g 3-氨基丙基五甲基二硅氧烷，通N2保護，以3℃/min的升溫速度緩慢升溫至150~180℃，恒溫攪拌1.5-2.5h后冷卻至室溫。用醋酸中和樹脂液中性，然后減壓蒸除體系中的小分子直至無液體排出，得粘稠液體，一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛發(fā)泡樹脂。
將酚醛發(fā)泡樹脂、吐溫-80、正戊烷：苯磺酸按配比100：12：10：12的比例進行充分均勻混合，快速攪拌1min，然后將混好的物料轉(zhuǎn)移到模具中，在70℃下反應10分鐘，脫模即得到酚醛泡沫板進行性能測試。
實施例2
本發(fā)明為一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛泡沫，包括以下步驟：
將65g苯酚溶液、0.65g氫氧化鈉、35g多聚甲醛依次加到溫度約60~80℃的反應釜中，反應1h后，加入6.5g 3-氨基丙基五甲基二硅氧烷，通N2保護，以3℃/min的升溫速度緩慢升溫至150~180℃，恒溫攪拌1.5-2.5h后冷卻至室溫。用醋酸中和樹脂液中性，然后減壓蒸除體系中的小分子直至無液體排出，得粘稠液體，一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛發(fā)泡樹脂。
將酚醛發(fā)泡樹脂、吐溫-80、正戊烷：苯磺酸按配比100：12：10：12的比例進行充分均勻混合，快速攪拌1min，然后將混好的物料轉(zhuǎn)移到模具中，在70℃下反應10分鐘，脫模即得到酚醛泡沫板進行性能測試。
實施例3
本發(fā)明為一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛泡沫，包括以下步驟：
將65g苯酚溶液、0.65g氫氧化鈉、35g多聚甲醛依次加到溫度約60~80℃的反應釜中，反應1h后，加入9.8g 3-氨基丙基五甲基二硅氧烷，通N2保護，以3℃/min的升溫速度緩慢升溫至150~180℃，恒溫攪拌1.5-2.5h后冷卻至室溫。用醋酸中和樹脂液中性，然后減壓蒸除體系中的小分子直至無液體排出，得粘稠液體，一種帶有3-氨基丙基五甲基二硅氧烷的酚醛發(fā)泡樹脂。
將酚醛發(fā)泡樹脂、吐溫-80、正戊烷：苯磺酸按配比100：12：10：12的比例進行充分均勻混合，快速攪拌1min，然后將混好的物料轉(zhuǎn)移到模具中，在70℃下反應10分鐘，脫模即得到酚醛泡沫板進行性能測試。
對比例
將65g苯酚溶液、0.65g氫氧化鈉、35g多聚甲醛依次加到溫度約60~80℃的反應釜中，反應1h后，以3℃/min的升溫速度緩慢升溫至150~180℃，恒溫攪拌1.5-2.5h后冷卻至室溫。用醋酸中和樹脂液中性，然后減壓蒸除體系中的小分子直至無液體排出，得基礎可發(fā)性酚醛樹脂。
將酚醛發(fā)泡樹脂、吐溫-80、正戊烷：苯磺酸按配比100：12：10：12的比例進行充分均勻混合，快速攪拌1min，然后將混好的物料轉(zhuǎn)移到模具中，在70℃下反應10分鐘，脫模即得到酚醛泡沫板進行性能測試。
本發(fā)明實施例所制備的改性酚醛樹脂與普通酚醛樹脂的性能對比如下表：
由上表可見，本發(fā)明是利用3-氨基丙基五甲基二硅氧烷作為改性劑對酚醛樹脂進行化學改性，3-氨基丙基五甲基二硅氧烷中的端羥基可以與酚醛樹脂中的酚羥基進行縮聚反應，起到了內(nèi)增韌的作用，在傳統(tǒng)酚醛樹脂中引入了硅氧烷，體系耐熱性得到大大提高，同時增長了主鏈，改善了酚醛樹脂的脆性，經(jīng)過發(fā)泡固化得到的改性酚醛泡沫閉孔率得到顯著改善，殘?zhí)柯矢?、抗沖擊性能好、硬度適宜，拓寬了酚醛樹脂的應用范圍。
上面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。