第40卷，第11期 2012年11月
doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2012.11.019
工程塑料应用
ENGINEERING PLASTICS APPLICATION
酸固化剂对酚醛泡沫材料性能的影响
马玉峰，张伟，王春鹏，储富祥
Vol.40,No.11 Nov.2012
（中国林业科学研究院林产化学工业研究所，生物质化学利用国家工程实验室，国家林业局林产化学工程重点开放性实验室，
江苏省生物质能源与材料重点实验室，南京210042）
摘要：以多聚甲醛代替部分甲醛溶液制备高固体含量可发性酚醛树脂，在70℃发泡制备酚醛泡沫望料。研究了酸固化剂的种类对酚醛泡沫塑料的密度、固化速度、力学性能、易碎性能、阻燃性能、热稳定性和微观结构的影响。结果表明，以盐酸、磷酸、对甲苯磺酸、水复配的酸固化剂基本符合酸固化剂的选择标准，制备的酚醛泡沫塑料性能较优，密度为51.82kg/m"，初始分解温度为155℃,900℃时的质量保持率为52.6%，害曲及压缩强度分别为0.2， 0.355MPa，摔渣率为25.7%，氧指数为48.5%，孔径分布在100~200μm的范围内。
关键调：酚醛泡沫塑料；酸固化剂；力学性能；阻燃性能；微观结构
中图分类号：TQ328.2
文献标识码：A
文章编号：1001-3539(2012)11-0077-05
Effectof AcidCuringAgentsonPropertiesof PhenolicFoams
Ma Yufeng, Zhang Wei, Wang Chunpeng, Chu Fuxiang
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( Institute of Chemical Industry of Forest Products, CAF ; National Engineering Lab.for Biomass Chemical Utilization ; Key and Open Lab.on Forest
Chemical Engineering, SFA ; Key Lab.of Biomass Energy and Material, Nanjing210042, China)
Abstract : Paraformaldehyde was used to instead of formaldehyde to prepare high solids content and expandable phenolic resins, and phenolic resins were used to prepare phenolic foams at 70°C , The influence of acid curing agents on the densities, curing velocity, mechanical properties, fragility, flame resistance, thermal stability and microstructure of the foams was investigated. The results showed that the blended acid curing agent ( hydrochloric acid/phosphoric acid / para-toluenesulfonic acid/water )gave best properties of phenolic foams, according to selection criteria of the curing agent for the phenolic foams. The phenolic foams with density of 51.82 kg/m', initial decomposition temperature of 155°C, quality retention of 52.6% at 900°C, bending and compression strength of 0.2 MPa and 0.355 MPa, dregs rate of 25.7%, oxygen index of 48.5%, bubble pore size distribution within the range of 100 ~ 200 μm was obtained.
Keywords : phenolic foam ; acid curing agent ; mechanical properties ; flame resistance ; microstructure
酚醛泡沫塑料是由可发性酚醛树脂在表面活性剂、酸固化剂、发泡剂等作用下，通过化学发泡或物理发泡而得到的一种泡沫材料。在酚醛泡沫塑料的放型和定型过程中需要漆加表面活性剂、发泡剂、酸固化剂等多种助剂，影响因素极多，有些影响因素又相互交错影响。因此，酚醛泡沫塑料的成型和定型过程比普通泡沫塑料的成型和定型过程要复杂得多1]。
近年来，对酚醛泡沫塑料的研究主要集中在改善泡沫的韧性、强度、阻燃性等方面(2-8],而对酚醛泡沫塑料制备中的影响因索研究很少。酸固化剂在泡沫制备过程中，其不仅是酚醛树脂交联反应的催化剂，也因其引发反应的放热效应促使发泡剂发挥发泡作用。酸固化剂常用的无机酸有硫酸、盐酸、磷酸氢溴酸、硼酸等，有机酸可用苯磺酸、对甲苯磺酸、醋
酸、萘磺酸等[9]。采用无机强酸的特点是固化诱导期短，发泡迅速，固化彻底，不易产生塌泡及尺寸不稳定缺陷，但对生产设备的强腐蚀性及对人体健康的危害使其应用受到影响：采用有机酸的优缺点正好与采用无机酸相反。所以制备酚醛泡沫塑料多采用混合酸作为固化剂，从而既可降低腐蚀性，又可保证发泡剂性能的要求110]。因此，研究酸固化剂对酚醛泡沫塑料性能的影响具有十分重要的意义。
笔者以多聚甲醛代替部分甲醛溶液制备高固体含量可发性酚醛树脂，在70℃发泡制备酚醛泡沫
*林木资源化学深加工关键技术研究及示范项目(2012BAD24B04)、浙江省省院合作林业科技项目(2009SY01)
联系人：储富祥，研究员，博士生导师，主要从事乳液豪合、胶黏剂及生物质材料的研究工作
收稿日期：2012-08-20