酚醛泡沫聚氨酯泡沫的制备改性及其在吸波材料中应用
聚氨酯预聚体增韧酚醛泡沫的研究_黄剑清
。长期以来围绕这一问题， 人们做了大量
酚醛泡沫的改性工作， 以期改善酚醛泡沫的脆性。 如采用聚丙烯酸正丁酯、 腰果壳油、 柔性环氧、 纤维、 蒙脱土、 糠醛等改性酚醛泡沫
［7 ～ 14 ］
。
本文通过将聚氨酯预聚体与多聚甲醛、 苯酚反 合成了一种带有柔性基团的改性酚醛树脂 ， 然后 应， 发泡制得性能较优异的酚醛泡沫 。
－1
图3 Fig. 3
纯酚醛泡沫 SEM 图（ × 100 ） SEM of pure phenolic foam
2011 年第 6 期
39 玻璃钢 / 复合材料 参考文献
［ 1］ 钱志屏． 泡沫塑料［ M］ ． 北京： 中国石化出版社， 1998． 246253． ［ 2］ Bu Gi Kim， Dai Gil Lee． Development of microwave foaming met hod for phenolic insulation foams［J］． Journal of Materials Processing Technology， 2008 ， 201 （ 13 ） ： 716719． ［ 3］ 张伟， 庄晓伟， 许玉芝等． 甲醛 / 苯酚配比对可发性甲阶酚醛树脂 J］ ． 应用化工， 2010 ， 39 （ 7 ） ： 970974． 性能的影响研究［ ［ 4］ 唐路林， 李乃宁， 吴培熙． 高性能酚醛树脂及其应用技术［M］． 北 2008． 455458． 京： 化学工业出版社，
剂、 固化剂按一定比例投料， 高速搅拌均匀后加到模 具中， 在 80℃ 烘箱中发泡 90min， 冷至室温， 脱模， 即
3 得聚氨酯预聚体增韧酚醛泡沫， 密度为 60kg / m 。
2
2. 1
实验部分
聚氨酯预聚体改性酚醛泡沫的研究进展
酚醛 泡沫 塑料 改性 的 主要 目的是增 强泡沫 塑料 的 韧性 和力 学强 度 ，并 尽 量不 明显地 破坏 其耐高 温 、阻燃 性 能。 目前 ，酚醛泡 沫 塑 料 的 改性 主要 有 以下 ３种 方 法 ：（１）物 理 共 混 改 性 ：在 酚 醛 树 脂 中加 人 橡 胶 弹 性 体＿５ Ｊ，聚 乙二 醇 、聚酰 胺 以及 聚 乙烯 醇 等热 塑性 树 脂 ｌ＿６， ，乙二醇、邻苯二甲酸二辛脂等小分子物质以及 玻璃 纤维 等增 强 材 料 ＿８１ ；（２）原 位 聚合 改 性 ：用 部 分 带 有韧 性链且 具 有苯 酚类 似结 构 的酚类化 合物如 问苯 二酚 、间 甲酚 、对 甲酚 、腰 果 酚 、壬基 酚 以及 木质素 等代 替部分苯 酚合 成酚醛树脂来达到增韧酚醛泡沫的 目 的【加’ｎ ；（３）化 学 改性 ：通过 改性 剂与 树脂母 体 发生 化 学反应 ，在树脂结构中引入柔性链 ，从而达到增强酚醛 泡 沫性 能 的 目的［１２，１３ Ｊ。在化 学反 应 改性 技术 中 ，采 用 聚氨 酯改 性酚 醛 泡沫 ，可 以提高产 品强度 、降低 产 品密 度及导热系数 ，并提高产 品韧性 ，被认为是最有效的改 性方 法之 一 。
第 ３４卷 第 ２期 ２０１８年 ２月
高 分 子 材 料 科 学 与 工 程
ＰｏＬＹＭ Ｒ Ｍ ＡＴＥＲＩＡＬＳ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏ１．３４．Ｎｏ．２ Ｆｅｂ． ２０ｌ８
聚 氨 酯 预 聚 体 改 性 酚 醛 泡 沫 的研 究 进 展
薄 采 颖 ，胡 立 红 一，张 猛 ，杨 晓 慧 ，一，贾普 友 ，周 永 红
关键词 ：酚醛泡沫 ；增韧方 法 ；增韧机 理 中 图分 类 号 ：ＴＱ３２３．１ 文 献 标 识 码 ：Ａ
聚氨酯的合成、改性及其应用
聚氨酯的合成、改性及其应用作者：薛婷来源：《商情》2016年第26期【摘要】聚氨酯（PU）树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。
本文研究了聚氨酯的合成方法，改性方法，论述了其在生产生活中的重要地位及广泛应用。
【关键词】聚氨酯聚合物合成改性应用聚氨酯（PU）树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。
聚氨酯是一种高分子材料，其主要特征是分子链中含有多个重复的“氨基甲酸酯”基团，既有橡胶的弹性，又有塑料的强度和优异的加工性能，因其具有橡胶和塑料的双重优点，可以认为是橡胶和塑料优异性能的结合体。
聚氨酯材料性能优异，用途广泛，制品种类多，其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最为广泛。
一、聚氨酯的工业合成方法水性聚氨酯的合成过程主要为：①由低聚物多元醇、扩链剂、二异氰酸酯形成中高相对分子质量的PU预聚体；②中和后预聚体在水中乳化，形成分散液。
各种方法在于扩链过程的不同。
1.外乳化法。
该方法是使用最早的制备水性聚氨酯的方法，它是1953年美国DuPont公司W. Yandott发明的，其制备工艺是在有机溶剂中，用两官能团的多元醇与过量的二异氰酸酯反应合成了带有NCO封端的预聚体，再加入适当的乳化剂，经强剪切力作用分散于水介质中并用二元胺进行扩链，但因该方法存在乳化剂用量大，反应时间长以及乳液颗粒粗而导致储存性差，胶层物理机械性能不佳等缺点，目前生产基本不用该方法。
2.自乳化法。
自乳化法通常是在聚氨酯结构中引入部分亲水基，使自身分散形成乳液。
根据亲水基团的类型用该法制得的水性PU可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型4种，其中以阴离子型占主导地位。
其制备方法主要分为丙酮法、预聚物混和法、热熔法、酮亚胺/ 酮连氮法，其共同特点是首先制备相对分子质量适中、端基为NCO或封闭NCOPU预聚体，区别主要在扩链过程中。
目前工业生产主要采用丙酮法和预聚物混和法。
聚氨酯材料的制备与改性研究
聚氨酯材料的制备与改性研究聚氨酯是一种重要的高分子材料，广泛应用于建筑、汽车、航空、家具等领域。
其优异的力学性能、化学性能和物理性能，使得它成为一种理想的选择。
聚氨酯材料的制备和改性研究也成为了材料科学领域的一大热点。
一、聚氨酯材料的制备方法聚氨酯材料的制备方法分为两种：一种是采用聚酯型原料，以异氰酸酯为交联试剂，制备出聚氨酯预聚物，再使用增塑剂等添加剂形成具有所需要性能的材料。
另一种是聚醚型原料，首先聚醚醇与异氰酸酯反应制得预聚物，然后再加入交联试剂和添加剂，形成材料。
但无论采用哪种方法，其基本反应都是异氰酸酯和羟基化合物反应形成尿素键、肽键等，形成交联结构，这种反应称为聚氨酯化。
制备出的聚氨酯材料可以通过改变原料的组成、反应条件等途径，调节材料的物理性能和力学性能。
例如，改变交联试剂的种类和比例可以调节材料的硬度和强度；添加增塑剂可以提高聚氨酯材料的韧性和延展性。
二、聚氨酯材料的改性研究1.增强材料的加入将纤维、微球等增强材料加入聚氨酯基体中，可以显著提高材料的力学性能。
纤维增强聚氨酯材料具有优异的强度和刚性，例如玻璃纤维增强聚氨酯材料广泛应用于汽车、飞机等领域。
微球增强聚氨酯材料具有很好的吸能性能，例如聚氨酯泡沫材料广泛应用于工程防震、隔音、保温等领域。
2.添加功能性材料添加具有特殊功能的材料，可以赋予聚氨酯材料新的性能。
例如，添加导电粉末、导热粉末等，可以提高聚氨酯材料的导电性、导热性；添加发光粉末，可以让聚氨酯材料呈现出独特的发光效果。
3.表面改性通过表面改性，可以改善聚氨酯材料的表面性能。
例如，使用等离子体处理或化学改性，可以让聚氨酯材料表面变得更加亲水、耐磨、耐腐蚀；采用UV光固化等方法，可以让聚氨酯材料表面具有防紫外线、抗黄变等特性。
三、聚氨酯材料的应用前景随着经济的快速发展和科技的不断进步，对于功能性和性能要求更高的材料需求日益增长。
聚氨酯材料作为一种多功能、高性能、可调节性强的材料，在未来的应用中将有更广泛的应用前景。
酚醛泡沫材料改性研究进展
酚醛泡沫材料改性研究进展摘要：近年来，酚醛泡沫作为一种新型难燃、防火、低烟保温材料倍受关注。
酚醛泡沫具有脆性大、易粉化的缺点，同时在发泡过程中加入一些易燃物质,直接影响其阻燃性。
本文介绍了酚醛泡沫的几种常用增韧改性方法和增韧改性剂以及提高酚醛泡沫材料阻燃性的常用阻燃剂。
关键词：酚醛泡沫，阻燃，韧性，保温引言酚醛泡沫塑料是一种新型难燃、防火、低烟保温材料，它是由酚醛树脂加入发泡剂、固化剂、表面活性剂及其它助剂制成的闭孔硬质泡沫塑料。
其难燃程度是目前广泛使用的聚苯乙烯(PS)、挤塑板（XPS）、聚氨酯(PU)等泡沫所远远不及的。
近年来，随着建筑外墙外保温火灾事故频发，一些科研院校和企业单位纷纷投入酚醛泡沫这种高效保温防火材料的研究中。
但其研究重点多集中于增韧改性研究和阻燃性研究。
酚醛泡沫脆性较大、易粉化的缺点限制了它的应用。
开展对酚醛泡沫保温材料的增韧改性研究具有极其重大的意义，受到人们的广泛重视。
采用化学改性的方法提高酚醛泡沫的韧性是一种常见方法。
戊二醛，液体天然橡胶，聚丙烯酸正丁醋，烷基酚，聚氨酯，端氨基聚醚等常用于酚醛泡沫的改性[1,2]，尽管这些改性剂能在一定程度上提高泡沫基体的韧性，但却牺牲了力学强度和耐火性以及热稳定性。
另外一种提高酚醛泡沫韧性的方法是在基体中引入惰性填料。
随着纳米技术的不断发展,填加纳米颗粒成为一种行之有效的改性方法。
纳米颗粒具有尺寸小、比表面积大的特点，与聚合物材料复合能改善材料的综合性能[3-6]。
纳米SiO2、炭黑、木粉，滑石粉等无机填料常用于作为增强体，制备出的改性酚醛泡沫表现出较高的强度和韧性，但往往导致了酚醛泡沫更高的密度[7,8]。
纤维材料用于酚醛泡沫材料的改性多集中于密度较小的芳纶纤维。
Hong bin Shen,Steve Nutt[9] 首次报道了短纤维增强酚醛泡沫的机械性能。
与传统的酚醛泡沫比较，芳纶纤维改性的酚醛泡沫呈现了较低的脆性，较高的抗裂性，更好的各相异性的性能。
酚醛树脂改性硬质聚氨酯泡沫及其制备方法[发明专利]
![酚醛树脂改性硬质聚氨酯泡沫及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/1231979df46527d3250ce0c3.png)
专利名称：酚醛树脂改性硬质聚氨酯泡沫及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：孙志武,刘涛,钟东南,陈志强,王世昌,刘尚玉
申请号：CN201410717216.X
申请日：20141203
公开号：CN104448189A
公开日：
20150325
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种酚醛树脂改性硬质聚氨酯泡沫及其制备方法，包括：（1）酚醛树脂的合成：将苯酚、甲醛溶液加入到反应器中进行搅拌，接着在加入碱性催化剂的同时进行升温，反应温度为80～95℃，使反应进行，反应结束后冷却反应液，加酸液调节体系pH值6～7，脱水即得酚醛树脂；（2）制备硬质聚氨酯泡沫材料：包括以下物质反应，A）异氰酸酯；B）上述酚醛树脂；C）多元醇；D）泡沫稳定剂；E）催化剂；F）阻燃剂；G）发泡剂；本发明在聚氨酯泡沫中引入酚醛树脂，通过酚醛树脂与异氰酸酯的化学反应生成一种阻燃结构，与常规聚氨酯泡沫相比，该泡沫阻燃性明显提高，烟密度降低，并且稳定性较好。
申请人：山东海冠化工科技有限公司
地址：277500 山东省枣庄市滕州市木石镇科技化工园区
国籍：CN
代理机构：济南泉城专利商标事务所
代理人：张世静
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一种发泡型聚氨酯吸波材料及其制备方法
一种发泡型聚氨酯吸波材料及其制备方法一、引言发泡型聚氨酯吸波材料是一种具有优异吸波性能的材料，广泛应用于电磁波吸收、电磁屏蔽和隔音降噪等领域。
本文将介绍发泡型聚氨酯吸波材料的制备方法及其在吸波性能方面的应用。
二、发泡型聚氨酯吸波材料的制备方法发泡型聚氨酯吸波材料的制备主要包括材料配方设计、发泡剂选择、发泡工艺控制等步骤。
1. 材料配方设计：发泡型聚氨酯吸波材料的配方设计是制备过程中的关键步骤。
一般采用聚醚型聚氨酯树脂作为基体材料，添加适量的填料和添加剂，以调节材料的物理性能和吸波性能。
2. 发泡剂选择：在制备过程中，发泡剂的选择也是至关重要的。
常用的发泡剂有物理发泡剂和化学发泡剂两种。
物理发泡剂主要是通过气体的物理膨胀实现材料的发泡，而化学发泡剂则是通过发泡剂在反应过程中产生气体以实现发泡。
3. 发泡工艺控制：发泡工艺控制是保证发泡型聚氨酯吸波材料质量的关键。
通过控制发泡温度、发泡时间和发泡压力等参数，可以调节材料的密度和孔隙结构，从而影响材料的吸波性能。
三、发泡型聚氨酯吸波材料的吸波性能发泡型聚氨酯吸波材料具有广泛的吸波频率范围和较高的吸波性能。
其吸波机理主要是通过材料内部的多孔结构和材料本身的吸波特性实现的。
1. 多孔结构吸波：发泡型聚氨酯吸波材料的多孔结构可以使电磁波在材料内部发生多次反射和散射，从而达到吸收电磁波能量的目的。
材料的密度和孔隙结构对吸波性能有重要影响，一般情况下，材料的密度越低、孔隙结构越复杂，吸波性能越好。
2. 材料本身的吸波特性：发泡型聚氨酯材料中添加的填料和添加剂可以调节材料的吸波特性。
常用的填料有金属粉末、碳纤维和陶瓷颗粒等，可以增强材料对特定频率电磁波的吸波能力。
添加剂可以改变材料的介电性能和磁性能，从而调节材料的吸波性能。
四、发泡型聚氨酯吸波材料的应用发泡型聚氨酯吸波材料具有广泛的应用前景，在电磁波吸收、电磁屏蔽和隔音降噪等领域有着重要的应用。
1. 电磁波吸收：发泡型聚氨酯吸波材料可以用于电磁波吸收材料的制备。
酚醛泡沫塑料应用及制备
4) 发泡剂 发泡剂一般采用低沸点的有机液体 , 要求在一 定条件下能渗入聚合物分子架的自由空间中 , 并在 受到较大的作用力时不易挥发散失 。此外 , 还要求 发泡剂的沸点必须低于聚合物的软化点 。发泡剂现
采用无氟发泡剂如异戊烷 、正戊烷 、正丁烷 、环己
烷等 。
312 泡沫塑料的成型方法 31211 成型工艺[6 ]
酸 、磷酸 、酚磺酸 、甲基苯磺酸及其混合酸等为固 化剂 。弱的催化体系不容易提供充分的热量 , 会导 致不均匀泡沫产生 ; 过强的催化体系将过分固化 , 产生内部应力导致泡沫开裂 , 同时泡沫残留酸对金 属有一定的腐蚀性 。
表 1 酚醛泡沫塑料用树脂品种及技术指标
用 途
粘度 (25 ℃) / mPa·s
最低的 。适用于做宾馆 、公寓 、医院等高级建筑物 室内天花板衬里 , 房顶隔热板 , 节能效果极其明 显 。用在冷藏 、冷库的保冷以及石油化工 、热力工 程等管道 、热网和设备的保温上有无可争议的综合 优势[2 ] 。
2) 耐化学侵蚀性 酚醛泡沫耐化学溶剂侵蚀性能优于其它泡沫塑 料 , 除能被强碱腐蚀外 , 几乎能耐所有的无机酸 、 有机酸及盐类 。在空调保温和建筑施工中可与任何 水溶型 、溶剂型胶类并用 。 3) 吸音性能 酚醛泡沫材料的密度低 , 吸音系数在中 、高频 区仅次于玻璃棉 , 接近岩棉板 , 而优于其它泡沫塑 料 。由于它具有质轻 、防潮 、不弯曲变形的特点 , 广泛用做隔墙 、外墙复合板 、吊顶天花板 、客车夹 层等 , 是一种很有前途的建筑和交通运输吸声材 料。 4) 吸湿性 酚醛泡沫闭孔率大于 97 % , 泡沫不吸水 。在 管道保温中无须担心因吸水而腐蚀管道 , 避免了以 玻璃棉 、岩棉为代表的无机材料存在的吸水率大 、 容易 “结露”、施工时皮肤刺痒等问题 。近几年在 中央空调管道保冷中得到推广应用 。 5) 抗老化性 已固化成型的酚醛泡沫材料长期暴露在阳光 下 , 无明显老化现象 , 使用寿命明显长于其它泡沫 材料 , 被用于抗老化的室外保温材料[3 ] 。 212 防火材料 利用酚醛树脂的防火 、阻燃 、自熄 、燃烧无烟 性制成防火板 、耐火墙 、防火门等 。 1) 阻燃性
聚氨酯预聚体增韧改性酚醛泡沫塑料
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第4期·1144·化工进展聚氨酯预聚体增韧改性酚醛泡沫塑料吴崇珍1，高书亚2，张丽2（1河南教育学院化学系，河南郑州 450046；2郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州 450052）摘要：采用异氰酸酯封端且不含游离异氰酸酯单体的聚氨酯预聚体作为酚醛泡沫的增韧改性剂，并在后期混合发泡工艺中减少酸性固化剂的用量，制备了不粉化、韧性高的改性酚醛泡沫体，并考察了异氰酸酯基含量对酚醛泡沫体的表观密度、压缩强度、吸水率、阻燃性和导热性能等的影响。
结果表明：随着聚氨酯预聚体用量以及异氰酸酯基含量的增加，改性酚醛泡沫体的表观密度、压缩强度增大；当异氰酸酯基含量为8.6%时，抗粉化程度最好；随着聚氨酯预聚体用量的增加，吸水率和热导率变化不大，当聚氨酯用量不超过6%时，临界氧指数仍大于40。
关键词：酚醛泡沫；聚氨酯预聚体；抗粉化；导热性中图分类号：TB 332 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）04–1144–05DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.04.028Phenolic foam modified with polyurethane prepolymerWU Chongzhen1，GAO Shuya2，ZHANG Li2（1Department of Chemistry，Henan Institute of Education，Zhengzhou 450046，Henan，China; 2 School of Material Science and Engineering，Zhengzhou University，Zhengzhou 450052，Henan，China）Abstract：The toughening phenolic foam with low pulverization was prepared by adding polyurethane prepolymer which is terminated with isocyanate and without free isocyanate monomer，and by reducing the consumption of acidic curing agent in the foaming process. The effect of isocyanate content on the apparent density，compressive strength，water intake，flame retardant and heat conductivity of phenolic foam were also discussed. The results showed that the apparent density and compressive strength of the modified phenolic foam tended to increase with the content of polyurethane prepolymer and corresponding isocyanate group. Meanwhile，the resistance to pulverization is the best when the isocyanate content is 8.6%. However，the water absorption and heat conductivity of the modified polyurethane foam changed little with the increase of polyurethane prepolymer. The critical oxygen index was still more than 40 when the content of polyurethane was less than 6%.Key words：phenolic foam；polyurethane prepolymer；resistance to pulverization；heat conduction酚醛泡沫塑料是一种物美价廉的轻质绝热材料，其耐热性能和防火性能大大优于聚氨酯与聚苯乙烯等泡沫塑料，特别适用于易发生火灾的化工、石油、建筑等领域的隔热保温材料。
聚氨酯泡沫制备的工艺和应用
聚氨酯泡沫制备的工艺和应用聚氨酯泡沫是一种重要的高分子材料，常用于绝缘、填充、粘合、隔热等领域。
其制备工艺和应用也成为了近几十年来科研工作者关注的重点。
本文将着重介绍聚氨酯泡沫的制备工艺和应用。
一、聚氨酯泡沫的制备工艺聚氨酯泡沫的制备工艺可以分为两个主要步骤：原料的配制和聚合反应。
原料的配制一般包括三个部分：聚醇、聚异氰酸酯和气体发生剂。
聚醇一般以聚醚、聚酯、聚醇酸等为主，聚异氰酸酯则以TDI（2，4，6-三甲基-1，5-二异氰酸酯）和MDI（4,4-二苯甲烷二异氰酸酯）为主。
气体发生剂则常用水和氟利昂等。
这些原料经混合后通过喷淋等方式进行反应即可得到聚氨酯泡沫。
聚合反应是聚氨酯泡沫制备的关键步骤，其分为开放式和闭合式两种方式。
开放式反应一般是在环境条件下进行，聚氨酯泡沫在此过程中能够自由发展，不受限制。
闭合式反应一般是在密闭的容器内进行，其反应过程中产生的气体随即发生膨胀，泡沫发展受限制。
尽管聚合反应方式不同，但是聚氨酯泡沫的质量和性能却受到原料的配制、混合过程、聚合过程、发生剂的含量等多种因素的制约。
因此，在聚氨酯泡沫制备过程中，需要对原料及其过程进行精细化控制，以提高聚氨酯泡沫的性能和质量。
二、聚氨酯泡沫的应用由于聚氨酯泡沫本身具有优异的物化性能，因此被广泛应用于农业、建筑、电力、家电等多个领域。
其中，以下是其主要的应用：（1）绝缘领域：由于聚氨酯泡沫具有的优异的隔热、绝缘、保温性能，因此广泛应用于低温工程、石油化工、冶金、建筑、家电等领域，以提高设备性能和降低能耗。
（2）建筑领域：聚氨酯泡沫给建筑带来了很大的改变，它能够有效地提高房屋的节能性能。
聚氨酯泡沫被用于制造建筑板材、保温材料、焊接构造物、夹层板等。
此外，聚氨酯泡沫还可以用于隔音和吸音，并且具有耐用性和良好的抗震性。
（3）家电领域：聚氨酯泡沫是电器的为难绝缘材料，它可以应用于冷冻淋浴喷头、空调、冰箱等。
由于聚氨酯泡沫的绝缘性能好，因此可以有效地控制制氧气流量，延长电器使用年限。
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16
聚氨酯泡沫的制备工艺(一步法)
聚醚 匀泡剂 搅拌 发泡剂 催化剂 改性剂 白料 异氰酸酯 预混物
高速 混合
喷料
发泡、固 化成型
黑料
切割
图-聚氨酯泡沫的制备工艺流程图
17
聚氨酯泡沫的制备
聚氨酯高压发泡灌注机
聚氨酯高压发泡加工设备
18
聚氨酯泡沫的改性
聚氨酯泡沫的改性
增强
颗粒填充增强 纤维增强
阻燃
工艺特点: 一步成型； 吸波剂利用率高，几乎 100%利用； 28 没有溶剂挥发，无污染。
请各位批评指正
29
一步法：将所有原料同时全部混合后直接注入模具中，在一定温度下
固化成型从而制得泡沫塑料的方法。
两步法：将全部聚酯或聚醚和异氰酸酯反应生成预聚体，然后发泡剂、 泡沫稳定剂、催化剂等混合反应得到的泡沫塑料制品。
机械浇注发泡：用发泡机将原料按比例混合并注入模具或空腔。
喷涂发泡成型：将硬泡聚氨酯泡沫塑料的原料直接喷射到物件表面发 泡的成型方法。
性能指标 45-65 ≤0.032 ≥0.1
压缩强度（MPa）
氧指数（%） 吸水量率（%）
≥0.15
38-42 8-12
9
酚醛树脂/泡沫的改性
a:化学修饰(增韧) 脆性大，韧性 差，耐热性不 足 改性酚醛树脂 b:惰性填料(提高耐热、阻燃) c:纤维材料(增强) a:聚醚(环氧基封端和氨基封端)，聚乙二醇，聚氨酯预聚物等； b:炭黑，氢氧化铝，MMT； C:碳纤维、玻璃纤维、木质纤维。
22
耐高温结构型吸波复合材料
SiC纤维、A12O3纤维、 Si3N4纤维和硼硅酸铝纤维
陶瓷纤维
耐高温结构 吸波材料陶ຫໍສະໝຸດ 基复合材料纤维颗粒
C/C材料
以碳(石墨)纤维增强碳基体 全碳质复合材料
23
四.工作设想—泡沫吸波材料的构筑
吸波剂的引入与分散
1.泡沫基体树脂制备过程中引入 2.泡沫制备过程中引入 目前文献报道的方法主要有两种： 泡沫预聚体中加入 泡沫固化成型后浸渍或喷涂
多层结构型和多层夹芯结构型吸波复合材料
耐高温结构型吸波复合材料
20
热塑性混杂纱吸波复合材料
热塑性PEEK 、PEK、PPS 、PEKK、 PET、PBT等 树脂
特殊纤维 （如碳纤维、 玻璃纤维、 芳酰胺纤维、 陶瓷纤维等）
+ 树脂
复合材料 用途：制造隐身飞机机身、机翼、导弹壳体等部件，能 有效减少隐身飞行器雷达散射截面。
泡沫硬度的调控
Mc值 ：体型结构大分子中交联点间的分子量的大小。
Mc↓，交联密度↑ ，泡沫塑料的硬度及机械强度↑。
11
聚氨酯泡沫材料的应用举例
软质 泡沫
座椅、头枕
服装衬里
密封条
(减震)包装垫材
硬质 泡沫
建筑保温
管道保温
冰箱机身
冷藏集装箱
12
聚氨酯泡沫的制备原料（1）
黑料
异氰酸酯 （R─C═N═O）
21
多层结构型和多层夹芯结构型吸波复合材料
匹配层 吸收层 反射层
夹芯层： 蜂窝:芳纶、铝 泡沫:PMI、PU、PVC
铝蜂窝、PMI泡沫和NOMEX®蜂窝
入射电磁波易于在底层损耗，入射电磁波在表层与底层之间经过多重反射吸收, 夹芯吸波泡沫特殊的泡孔结构增加了电磁波的传播路径，从而增加了对电磁波的 吸收效应。
TDI 甲苯二异氰酸酯
TDI—100: 100％ TDI—80: 80％ 20％ 35％ TDI—65： 65％
MDI 二苯基甲烷二异氰酸酯
纯MDI、 聚合MDI、 液化MDI、
改性MDI等
纯MDI主要用于生产浆料、鞋底原液、氨
纶、TPU和聚脲喷涂等
主要应用：软泡、涂料、弹性体、胶粘剂 聚合MDI主要用于生产聚氨酯硬泡
2.在泡沫制备阶段加入吸波剂 树脂
发泡剂
均匀搅拌
高速混合
喷料
匀泡剂 吸波剂 发泡，固 化成型
固化剂
26
聚氨酯泡沫吸波材料的制备方法
1.在合成多元醇阶段加入吸波剂； 2.在泡沫制备阶段加入吸波剂，与白料共混
27
酚醛泡沫/聚氨酯泡沫吸波材料的构筑
蒙皮
胶膜 蜂窝芯 吸波泡沫 胶膜 蒙皮
保温 吸波 承载
注：a:树脂固含量的测试方法参考GB/T2793-1995； b:树脂粘度的测试方法参考HG5-1339-1980； c:树脂活性温度的测试方法为将一定量的树脂与一定量活性测试酸混合， 合测绝热升温时间-温度曲线，记录达最高温度时所需时间及其温度； d:树脂含水率的测试方法参考GB/T14074.11-1993; e:树脂游离醛的测试方法参考HG/T2622。
酚醛泡沫/聚氨酯泡沫的制备改性 及其在吸波材料中应用
目录
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酚醛泡沫的制备与改性 聚氨酯泡沫的制备与改性 结构吸波材料 工作设想—泡沫吸波材料的构筑
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4 3 4
一.酚醛泡沫—酚醛泡沫材料的简介
酚醛泡沫由可发性酚醛树脂经发泡、固化而成，属于硬质泡沫；
特点是发泡和固化同时进行； 固化速度快，一般15~30min完成。
多元醇主要特征：-OH含量，官能度，结构，粘度
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聚氨酯泡沫的制备原理
发泡反应
～NCO＋H2O → ～NHCOOH →
交联反应
氨基甲酸酯反应
~~~~~~NCO ＋
– 化学发泡反应（异氰酸酯和水反应）：
～NH2 ＋CO2 ↑ ～NCO ＋～NH2 → ～HN－CO－NH～
— 主反应
（异氰酸酯和多元醇羟基反应）
反应型阻燃 添加型阻燃
互穿网络共聚物增强
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三.结构吸波材料
结构吸波材料 ( Structural Radar Absorbing Materials)是在先进复合 材料基础上发展起来的双功能复合材料，既能隐身又能承载，可成型各 种形状复杂的部件，是当今吸波材料的研究热点。
热塑性混杂纱吸波复合材料
酚醛泡沫的改性亦可使用上述改性剂，在混料阶段适量 加入即可
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二.聚氨酯泡沫—聚氨酯泡沫材料的简介
聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，是由多元醇和多异氰酸酯反应制得的一 类主链上带有重复 —NHCOO—基团的聚合物的总称； 聚氨酯泡沫是由聚氨酯预聚物发泡制得。泡沫约占全部聚氨酯制品的 90%，泡沫根据硬度主要分为硬泡和软泡两大类。
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改性剂 粘度达 2000~5000 MPa∙S出料
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图-可发性酚醛树脂合成工艺图 5
抽真空脱水
可发性酚醛树脂的主要指标
表-可发性酚醛树脂的性能指标
指标 固含量a/% 粘度b/MPa∙S 活性温度c/℃ 含水率d/% 游离醛e/% 要求 78~82 2000~5000 50~60 12~16 <0.8
~~~OH → ~~~~~~NHCOO~~~ ～HN－CO－NRCOO~~~
脲基甲酸酯反应
– 物理发泡反应
低沸点发泡剂的气化
～NCO ＋ RNHCOO~~~ →
缩二脲反应
～NCO ＋ ～HN－CO－NRCOO~~~ → ～HN －CO－R’N－CO－NRCOO~~~ 15
聚氨酯泡沫的制备方法和成型工艺
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酚醛泡沫的生产方法
层压发泡——板材 特点：质量性能稳定 板材厚度连续可调(一般3~15cm) 可连续性生产，生产效率高
箱式发泡——异型材料 特点：可制备不同形状泡沫
酚醛泡沫的层压生产设备
图-酚醛泡沫层压板生产线设备
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酚醛泡沫(板材)主要性能指标
表-酚醛泡沫(板材)主要性能指标
项目 表观密度（kg/m3） 导热系数（W/m· K） 抗拉强度（垂直板面方向）(MPa)
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主要特征：-NCO含量，官能度，结构，粘度
聚氨酯泡沫的制备原料（2）
多元醇 聚醚多元醇，聚酯多元醇 催化剂 叔胺类，有机锡类；延迟催化剂
白料
发泡剂 全氟、半氟、141b、戊烷系列等 匀泡剂 有机硅－氧化烯烃共聚物 扩链剂 二元醇类和二元胺类
软泡聚醚或聚酯都是线型的或稍带支链的长链分子，官能度2～3， 相对分子质量为2000～4000。 硬聚醚或聚酯相对分子质量较小，具有支链结构，官能度3～8之 间。
吸波剂的引入
3.泡沫固化成型后引入 1.化学改性：吸波粒子表面改性 提高分散性（偶联剂） 吸波剂在材料中的分散 2.物理分散：机械搅拌，超声分散 3.其他方法：电场，磁场分散
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酚醛泡沫吸波材料的制备
1.在树脂合成阶段加入吸波剂
苯酚 甲醛 催化剂
吸波剂
缩聚
减压脱水
出料
制备 泡沫
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酚醛泡沫吸波材料的制备
实验室纸杯试发泡沫
线上发泡泡沫 3
酚醛泡沫材料的应用
优 点：保温，阻燃，低烟
缺 点：韧性差，加工性能差 主要应用：建筑外墙保温材料
其他应用
中央空调管道系统
石油化工管道
建筑外墙保温材料
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航天飞船保温材料
可发性酚醛树脂的合成工艺
主要原料：苯酚和甲醛 树脂类型：热固性树脂（碱催化） xx