酚醛泡沫的高温制备工艺.pdf

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1、王志才，等：酚醛泡沫的高温制备工艺33酚醛泡沫的高温制备工艺王志才匡松连缪长礼郭梅梅赵伟栋潘晓行(航天材料及工艺研究所先进功能复合材料技术国防科技重点实验室，北京100076)摘要研究了酚醛泡沫高温制备工艺及配方，结果表明，在模具温度90~C条件下保温2h，再升温至170~C固化，可制备出性能优良的酚醛泡沫。当发泡剂HH-3质量分数为3％，表面活性剂Tw．80质量分数为5％时，酚醛泡沫的力争性能较好，闭孔率较高，泡孔均匀细密，热导率较低。关键词酚醛泡沫高温发泡制备工艺性能随着高层建筑、交通运输、舰船、航空、空间技仪器有限公司。术等方面对泡沫塑料

2、的需求，酚醛泡沫得到广泛关1．3试样制备注和迅速发展。酚醛泡沫是一种性能优异的材料，首先称取一定量的可发性酚醛树脂，将称量好与常用的聚氨酯、聚苯乙烯等隔热泡沫材料相比，其的发泡剂HH．3、表面活性剂Tw．80加入到树脂中，在耐燃烧性、发烟量、气体毒性方面优势明显⋯。制电动搅拌约30min左右，使其混合均匀，此时体系备酚醛泡沫可采用高温加热固化及在酸性条件下固颜色发生变化，由红棕色逐渐变浅，呈淡黄色，然后化两种方法，笔者采用高温加热固化的方法制备了将配好的树脂倒人发泡模具中，再将发泡模具放入酚醛泡沫，高温加热固化的原理是利用可发性树脂烘箱中，按设

3、定的升温程序进行加热发泡，最终得到液中含有的易挥发性物质在高温下分解气化的同时酚醛泡沫。树脂间发生缩聚反应，使树脂在发泡的同时交联固1．4性能测试化，形成酚醛泡沫J。采用高温加热发泡不像在酸黏度采用DV_Ⅲ+流变仪测试；性条件下固化酚醛泡沫那样匆忙，具有发泡时间可压缩强度按GJB1585A-2004测试，试样形状控的特点J，由于这一特点，比较适于制备纤维织物为圆柱体，尺寸为25mm×20iIlln；等增强体增强的酚醛泡沫复合材料。弯曲强度按GB／T8812—1988测试，试样形1实验部分状为长方体，尺寸为(120±1．2)mn'l×(25±0．

4、25)1．1主要原材料Iilli1×(20±O．20)mm；酚醛树脂：B30S，固含量79％，高碑店铜山化工泡沫体的微观形貌采用SEM观察，试样形状厂：为薄片，试样的尺寸为10mm×10mm×3mm。发泡剂：HH一3，蚌埠鑫奥橡塑科技有限公司；开孔与闭孔体积百分率按GB10799—1989聚山梨酸酯80(Tw．80)：北京市海淀会友精测试，试样的形状为长方体，尺寸为50mm×细化工厂。30mm×30mm：1．2主要仪器、设备热导率测试按GB／T10295—2008测试，试样电热鼓风干燥箱：DGF30006型，重庆银河试验形状为圆柱体，尺寸为25

5、．4mm×5mm。仪器有限公司；2结果与讨论流变仪：DV_Ⅲ+型，美国Brookfield公司；2．1酚醛泡沫高温加热制备工艺的确定差示扫描量热(DSC)仪：DSC一1型，美国酚醛树脂的黏度对所制备泡沫的性能影响明PerkinElmer仪器公司；显J。当其黏度小于2Pa·S时，树脂不能包住发扫描电子显微镜(SEM)：$440型，德国莱卡公泡剂产生的气体；当黏度大于8Pa·S时，物料在发司；k泡时，在泡沫体内出现较大的空洞[53o加热温度的闭孔率测试仪：AccuPyc1330型，美国高低及保温时间的长短对树脂黏度的变化有明显影Micromerit

6、ics仪器公司；电子万能试验机：WD4050型，长春科新试验收稿日期：2011．08．1034工程塑料应用2011年，第39卷，第11期响，适当控制树脂黏度的变化情况有利于制备性能条件较好，实验表明，该工艺条件下所制备的酚醛泡优异的泡沫材料。图l为在8O、90、lo0o【=条件下酚沫泡孔均匀细密。醛树脂黏度随时间的变化曲线。f5O100l50200250温度／℃(a)f2U6Ul00l40l80220温度／℃(b)时间／mina一酚醛树脂；b-发泡剂HH．3图2酚醛树脂及发泡剂HH一3的DSC曲线2．2发泡剂用量对酚醛泡沫性能的影响(1)压缩强

7、度图3为发泡剂用量对泡沫压缩强度的影响曲线。从图3可以看到，泡沫压缩强度随着发泡剂用量的增大而增大，这是因为随着发泡剂用量的增大，泡沫体中发泡剂发泡倍率高，当得到泡沫的表观密时I司／min度基本不变时，则泡孔更加致密，使泡沫更细腻，泡(c)a一8O℃：b一9O℃：c一100℃孔结构规整、均匀，压缩强度也随之增大，因此压缩图1不同温度下酚醛树脂的黏度随时间变化的曲线强度一直在升高。当发泡剂质量分数从1％增大到在80℃条件下保温时，黏度由2Pa·S增加到3％时，泡沫压缩强度增加速度较快，当发泡剂质量5Pa·S所用时问相对较长，在l00oC条件下保温

8、时，分数从3％增大到5％时，泡沫的压缩强度增加速黏度由2Pa·S增加到到5Pa·S所用时间又太短，度放慢。这两种情况均不易与发泡剂达到分解温度所用的时