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摘要:本发明公开了一种酚醛泡沫塑料及其制备方法以及泡沫炭的制备方法,酚醛泡沫塑料制备包括:1)将酚醛树脂与改性粉煤灰微珠充分搅拌分散均匀;2)将固化剂和发泡剂、泡沫稳定剂加入混合物体系中;3)将混合物倒进预热的模具中,烘干脱模得到改性粉煤灰填充酚醛泡沫塑料。制备泡沫炭包括:将改性粉煤灰填充酚醛泡沫塑料放入炭化炉中,在N2/Ar气氛保护下进行炭化,炭化后随炉冷却即得到泡沫炭材料。本发明还涉及到改性粉煤灰微珠的制备方法及其原料复合偶联剂的制备方法,通过采用改性粉煤灰对酚醛泡沫塑料进行填充作为刚性骨架,提高酚醛泡沫在炭化过程的尺寸稳定性,制备出轻质隔热的泡沫炭材料,并实现粉煤灰的有效综合利用。
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原文
V
1.一种改性粉煤灰填充的酚醛泡沫塑料,其特征在于,包括下述质量比的原料:酚醛树脂 80-120份;
改性粉煤灰微珠 5-30份;
发泡剂 2-30份;
泡沫稳定剂 0.5-6份;
固化剂 5-40份。
2.根据权利要求1所述的一种改性粉煤灰填充的酚醛泡沫塑料,其特征在于,所述改性粉煤灰微珠为粉煤灰经与复合偶联剂活化处理、烘烤筛选分理出的粉煤灰微珠。
3.根据权利要求1所述的一种改性粉煤灰填充的酚醛泡沫塑料,其特征在于,所述酚醛树脂为热固性酚醛树脂,是苯酚-甲醛、间苯二酚-甲醛或甲酚-糠醛中的一种或多种组合物;
所述发泡剂为环保型发泡剂,是无氯氢氟烃类(HFC):1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)、1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC-365mfc),或烃类碳烃化合物(HC):正戊烷、异戊烷中的一种或多种组合;
所述泡沫稳定剂是有机硅油类化合物:二甲基硅油、十二烷基苯磺酸钠、吐温-80或吐温-40中的一种或多种组合;
所述固化剂是酸类固化剂,为无机酸或有机酸:盐酸、硫酸、石油磺酸或对甲基苯磺酸中的一种或多种组合。
4.一种权利要求1-3任一项所述的改性粉煤灰填充的酚醛泡沫塑料的制备方法,其特征在于,该方法包括下述步骤:
1)将酚醛树脂与改性粉煤灰微珠高速搅拌至粉煤灰微珠分散均匀;
2)将固化剂和发泡剂、泡沫稳定剂加入混合物体系中,迅速搅拌均匀;
3)将混合物迅速倒进预热好的模具中,密闭模具并放置在烘箱中,以10-30℃/h的升温速率将烘箱温度升温至40-100℃,固化2-6h,脱模得到改性粉煤灰填充酚醛泡沫塑料。
5.根据权利要求4所述的改性粉煤灰填充的酚醛泡沫塑料的制备方法,其特征在于,所述改性粉煤灰微珠通过下述方法制备:
1)将粉煤灰进行筛分分选;
2)将粉煤灰放置在烘箱中加热至100-150℃,充分烘干;
3)将烘干的粉煤灰倒入高速混合机中,复合偶联剂溶液按比例分批加入,高速搅拌混合活化处理,控温在100~130℃下烘烤,然后经过筛选分理出的粒径在200目以下分散均匀的粉煤灰微珠。
6.根据权利要求5所述的改性粉煤灰填充的酚醛泡沫塑料的制备方法,其特征在于,所述粉煤灰与复合偶联剂溶液按照质量比为100:8-13份的比例分批加入。
7.根据权利要求5所述的改性粉煤灰填充的酚醛泡沫塑料的制备方法,其特征在于,所述复合偶联剂通过下述方法制备:按照质量比将0-20份钛酸酯、0-25份硅烷偶联剂、0-20份铝酸酯、0-25份硼酸酯类偶联剂的两种或多种配置于容器中,加入稀释剂50-70份异丙醇,搅拌10-30min即得。
8.根据权利要求7所述的改性粉煤灰填充的酚醛泡沫塑料的制备方法,其特征在于,所述钛酸酯为二辛基磷酸酰氧基钛酸酯(NDZ-101)或二(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯(NDZ-311)中的一种或多种;
所述铝酸酯偶联剂为二硬脂酰氧异丙基铝酸酯(SG-Al821);
所述硅烷偶联剂为г-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)或г-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550);
所述硼酸酯类偶联剂为PRA-101。
9.一种利用权利要求1所述的改性粉煤灰填充的酚醛泡沫塑料制备泡沫炭材料的方法,其特征在于,该方法包括下述步骤:将改性粉煤灰填充酚醛泡沫塑料放入炭化炉中,在N2/Ar气氛保护下进行炭化,炭化后随炉冷却即得到泡沫炭材料。
10.根据权利要求9所述的利用改性粉煤灰填充的酚醛泡沫塑料制备泡沫炭材料的方法,其特征在于,所述N2/Ar流量为20-100ml/min,升温速率为2-20℃/min,炭化温度为600-1000℃,保温时间为2-10h。
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