酚醛泡沫研究四泡沫塑料5网卡天线
文章来源：康飞机械网 | 2022-06-28
酚醛泡沫研究(四)泡沫塑料4
酚醛泡沫塑料(PF)是由酚醛树脂，加入表面活性剂、发泡剂、固化剂等多种加工助剂，经搅拌、发泡、熟化而成的泡沫塑料。随着高层建筑、航空工业、交通运输以及空间技术的发展，对泡沫塑料的热稳定性和耐燃性的要求也越来越严格。与PS泡沫、PE泡沫、PU泡沫相比较，酚醛泡沫塑料具有难燃、自熄、低烟、耐火焰等优点，缺点是泡沫较脆、影响了产品的推广使用中国机械网okmao.com。酚醛泡沫塑料制品的韧性和密度是决定其质量的关键。但由于发泡及树脂合成过程的影响因素较多，易导致各批次产品密度相差较大，产品质量不稳定。国外研究了密度与强度的关系，指出抗压强度随泡沫体密度的增大而明显增大，但没有给出具体的工艺参数。近年来国内外对其原料、工艺及设备都进行了大量的研究工作，但有关的文献报道很少、专利报道较多。研究了可发泡性甲阶酚醛树脂，合成及发泡过程中的各个主要影响因素。同时酚醛泡沫在空调风管应用很广，专家重点介绍了这方面内容。
酚醛泡沫具有有机泡沫绝热材料低热导率的优异性能，也具有无机保温材料优异的防火性能。与聚氨酯、聚苯乙烯、橡塑泡沫等有机泡沫塑料比较，酚醛泡沫具有轻质、吸水率小、导热系数低、难燃、产烟毒性在准安全三级以上、耐火焰穿透、遇火即炭化无滴落、火焰蔓延速率小、耐高温、安全、环境友好等特性，是新型隔热保温材料。
在常用的有机保温材料中，酚醛泡沫燃烧性能等级是最高的。酚醛燃烧性能达到GB8624-1997标准的难燃级(B1)，或者GB8624-2006标准的准不燃级(A2)，产烟毒性达到准安全三级(ZA3)以上，酚醛还具有抗火焰穿透能力，可以增加材料的耐火极限。用1700℃的焊枪对准5公分厚的酚醛泡沫板喷射10分钟，在火焰喷射到的半径范围内，酚醛泡沫燃烧部分转化成深1公分的酚醛结构碳，其余4公分泡沫完好。这部分碳层可将火和热隔离在一边，即具有抗火焰穿透能力，大幅度提高酚醛材料的耐火极限。
但是传统的酚醛树脂(低分子量A阶酚醛树脂)具有脆性、强度不足、粉化率较高等问题，应用也比较困难。因此国内外都针对酚醛树脂进行了大量的研究。1944年至今美国都将酚醛泡沫用作飞机和航天飞行器的绝热材料，这类酚醛微孔材使用C阶酚醛树脂(resitol，半熔性树脂)发泡制造，产品的物理、力学和燃烧性能都非常好，但生产工艺十分复杂，故价格非常昂贵，其他行业使用较少。
1974年瑞士科学家发明了使用A阶酚醛树脂制成酚醛微孔材的发泡工艺，大幅度降低了酚醛微孔材的生产成本，但泡沫的物理性能存在脆性、强度不足和粉化率高等问题。当时解决这些问题的方向为选用或者研发新的助剂(改良添加剂)，但是这些只能部分克服以上缺陷，而且又出现燃烧性能下降等的情况。1990年1月，日本专利《酚醛泡沫的生产过程》(专利号：JP2014224)提出了另一种改善酚醛泡沫物理性能的新方法，即提高A阶酚醛树脂的分子量，专利公开了研制数均分子量140～400的技术。据美国化学协会报道，本专利公布的酚醛树脂为当时国际上最高的数均分子量，不超过400。
项目的创新点和先进性——近年来国内、外大型LNG液舱绝热保温材料都使用聚氨酯。众所周知，聚氨酯容易燃烧，产生极毒烟气。酚醛存在脆性和强度不足等问题，使用高分子量、低粘度A价酚醛树脂制成的泡沫保持了酚醛的燃烧性能，达到了聚氨酯的强度，该项目达到国际先进水平。
完成本课题的可行性——已经做到了密度≤70kg/m3，室温压缩强度≥0.14MPa，室温下导热系数＜0.030W/(m•k)；燃烧性能：达到或者超过GB8624-1997难燃级(B1)级。需要完成80℃～-162℃之间保持物理稳定性，将表观密度降低到30～40kg/m3。