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酚醛泡沫具有优异的阻燃性能,广泛应用于保温阻火场合,是一种理想的保温材料,但其脆性以及成本问题限制了其作为外墙保温材料的推广应用。为了在保持酚醛泡沫优异阻燃性能的基础上,提高泡沫的韧性,制备价格低廉,综合性能优异的酚醛泡沫,本文选用不同的改性剂对酚醛泡沫进行了改性研究。
主要研究内容及结论如下:
1、基础树脂的制备
本文利用多聚甲醛代替甲醛溶液制备增韧所需的基础树脂,并对所需工艺条件进行了筛选。
2、单组份增韧
选用短切玻璃纤维、液体丁腈橡胶(LNBR)、聚乙二醇(PEG1000)、聚氨酯预聚体、粗酚等几种改性剂对酚醛泡沫进行了改性研究。根据不同的增韧机理,分别进行了探讨和对比。重点研究了增韧剂加入量对酚醛泡沫性能的影响,并以此为基础确定了各种增韧剂的合适用量。利用生物显微镜观察、TG分析分别对酚醛泡沫的泡孔结构和耐热性进行了表征。结果表明:各种增韧方法均能有效改善酚醛泡沫的性能。其中,液体丁腈橡胶增韧效果较好,在所考察的实验条件下,其合适用量为2.5%左右;聚氨酯预聚体是单组份增韧中改性效果最好的增韧剂,其合适用量为8%左右;粗酚也有一定的增韧效果,且制造成本最低,有不错的应用前景,粗酚的替代量为30%时,泡沫综合性能最佳。
3、复合增韧
利用聚氨酯预聚体和腰果酚对粗酚酚醛泡沫进行了增韧研究,性能分析表明,腰果酚改性粗酚酚醛泡沫的效果优于聚氨酯预聚物。腰果酚加入量为15%时,粗酚酚醛泡沫压缩强度达到0.321MPa,提高了156%;IR分析表明,腰果酚有效地参加了合成反应;腰果酚改性泡沫在800℃的残留率为46.6%,热稳定性良好。
4、最终确定单组份增韧中聚氨酯预聚体改性纯酚醛泡沫和复合增韧中腰果酚改性粗酚酚醛泡沫这两个系统改性效果最好,并报请检测部门进行了标准化性能检测。结果表明,这两种增韧方法所制备的酚醛泡沫符合外墙外保温材料的指标要求。