酚醛泡沫聚氨酯泡沫制备改性及其在吸波材料中应用

1、酚醛泡沫酚醛泡沫/ /聚氨酯泡沫的制备改性聚氨酯泡沫的制备改性及其在吸波材料中应用及其在吸波材料中应用目录目录23 3酚醛泡沫的制备与改性酚醛泡沫的制备与改性1聚氨酯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结构吸波材料243 4工作设想工作设想泡沫吸波材料的构筑泡沫吸波材料的构筑3一一. .酚醛泡沫酚醛泡沫酚醛泡沫材料的简介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；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；特点是发泡和固化同时进行； 固化速度快，一般固化速度快，一般1530min完成。完成。实验室纸杯试发泡沫

2、实验室纸杯试发泡沫线上发泡泡沫线上发泡泡沫4酚醛泡沫材料的应用酚醛泡沫材料的应用 优优 点：点：保温，阻燃，低烟保温，阻燃，低烟 缺缺 点点：韧性差，加工性能差韧性差，加工性能差中央空调管道系统中央空调管道系统石油化工管道石油化工管道主要应用：建筑外墙保温材料主要应用：建筑外墙保温材料航天飞船保温材料航天飞船保温材料建筑外墙保温材料建筑外墙保温材料其他应用其他应用5可发性酚醛树脂的合成工艺可发性酚醛树脂的合成工艺图-可发性酚醛树脂合成工艺图u 主要原料：苯酚和甲醛主要原料：苯酚和甲醛u 树脂类型：热固性树脂（碱催化）树脂类型：热固性树脂（碱催化） 考察因素：投料比，催化剂种类及用量，聚合温度和

3、时间抽真空脱水抽真空脱水改性剂改性剂xx粘度达粘度达20005000MPaS出料出料xxxxxxxx6可发性酚醛树脂的主要指标可发性酚醛树脂的主要指标指标指标 固含量固含量a/% 粘度粘度b/MPaS活性温度活性温度c/含水率含水率d/% 游离醛游离醛e/%要求788220005000506012160.8表-可发性酚醛树脂的性能指标注：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， d:树脂含水率的测试方法参考GB/T14074.11-1993; e:树脂游离

4、醛的测试方法参考HG/T2622。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；酚醛泡沫的生产方法酚醛泡沫的生产方法n 层压发泡层压发泡板材板材特点：质量性能稳定特点：质量性能稳定 板材厚度连续可调板材厚度连续可调(一般一般315cm) 可连续性生产，生产效率高可连续性生产，生产效率高 n 箱式发泡箱式发泡异型材料异型材料特点：可制备不同形状泡沫特点：可制备不同形状泡沫8酚醛泡沫的层压生产设备酚醛泡沫的层压生产设备图-酚醛泡沫层压板生产线设备酚醛泡沫酚醛泡沫( (板材板材) )主要性能指标主要性能指标 项目性能指标表观密度（kg/m3）45-65导热系数（W/mK）0.032抗

5、拉强度（垂直板面方向）(MPa)0.1压缩强度（MPa）0.15氧指数（%）38-42吸水量率（%）8-12表-酚醛泡沫(板材)主要性能指标 910酚醛树脂酚醛树脂/泡沫的改性泡沫的改性脆性大，韧性脆性大，韧性差，耐热性不差，耐热性不足足改性酚醛树脂改性酚醛树脂a:化学修饰化学修饰(增韧增韧)b:惰性填料惰性填料(提高耐热、阻燃提高耐热、阻燃)c:纤维材料纤维材料(增强增强)a:聚醚聚醚(环氧基封端和氨基封端环氧基封端和氨基封端)，聚乙二醇，聚氨酯预聚物，聚乙二醇，聚氨酯预聚物等；等；b:炭黑，氢氧化铝，炭黑，氢氧化铝，MMT；C:碳纤维、玻璃纤维、木质纤维。碳纤维、玻璃纤维、木质纤维。 酚醛

6、泡沫的改性亦可使用上述改性剂，在混料阶段适量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加入即可11二二. .聚氨酯泡沫聚氨酯泡沫聚氨酯泡沫材料的简介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 类主链上带有重复类主链上带有重复 NHCOO基团的聚合物的总称；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，泡沫根据硬度主要分为硬泡硬泡和和软泡软泡两大类。两大类

7、。Mc，交联密度，交联密度 ，泡沫塑料的硬度及机械强度，泡沫塑料的硬度及机械强度。Mc值值 ：体型结构大分子中交联点间的分子量的大小。：体型结构大分子中交联点间的分子量的大小。u 泡沫硬度的调控泡沫硬度的调控12聚氨酯泡沫材料的应用举例聚氨酯泡沫材料的应用举例 软质软质泡沫泡沫 硬质硬质泡沫泡沫座椅座椅、头枕头枕服装衬里服装衬里密封条密封条( (减震减震) )包装垫材包装垫材建筑保温建筑保温管道保温管道保温冰箱机身冰箱机身冷藏集装箱冷藏集装箱13聚氨酯泡沫的制备原料（聚氨酯泡沫的制备原料（1）黑料黑料异氰酸酯异氰酸酯（RCNO）TDI甲苯二异氰酸酯甲苯二异氰酸酯MDI二苯基甲烷二异氰酸酯二苯基

8、甲烷二异氰酸酯主要特征：主要特征：-NCO含量，官能度，结构，粘度含量，官能度，结构，粘度TDI100: 100TDI80: 80 20TDI65： 65 35 主要应用：主要应用：软泡软泡、涂料、弹性体、胶粘剂、涂料、弹性体、胶粘剂纯纯MDI、聚合聚合MDI、液化液化MDI、改性改性MDI等等 纯纯MDI主要用于生产浆料、鞋底原液、氨主要用于生产浆料、鞋底原液、氨纶、纶、TPU和聚脲喷涂等和聚脲喷涂等 聚合聚合MDI主要用于生产聚氨酯硬泡主要用于生产聚氨酯硬泡14聚氨酯泡沫的制备原料（聚氨酯泡沫的制备原料（2）白料白料多元醇多元醇 聚醚多元醇，聚酯多元醇聚醚多元醇，聚酯多元醇催化剂催化剂 叔

9、胺类，有机锡类；叔胺类，有机锡类；延迟催化剂延迟催化剂发泡剂发泡剂 全氟、半氟、全氟、半氟、141b、戊烷系列等、戊烷系列等匀泡剂匀泡剂 有机硅氧化烯烃共聚物有机硅氧化烯烃共聚物 扩链剂扩链剂 二元醇类和二元胺类二元醇类和二元胺类多元醇多元醇主要特征：主要特征：-OH含量，官能度，结构，粘度含量，官能度，结构，粘度 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23，相对分子质量为相对分子质量为20004000。 硬聚醚或聚酯相对分子质量较小，具有支链结构，官能度硬聚醚或聚酯相对分子质量较小，具有支链结构，官能度38之之间。间。15聚氨

10、酯泡沫的制备原理聚氨酯泡沫的制备原理异氰酸酯和水反应）：异氰酸酯和水反应）：NCOH2O NHCOOHNH2CO2 NCONH2 HNCONH 16聚氨酯泡沫的制备方法和成型工艺聚氨酯泡沫的制备方法和成型工艺p 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。固化成型从而制得泡沫塑料的方法。p 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、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。泡沫稳定剂、催化剂等混合反应

11、得到的泡沫塑料制品。p 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。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。p 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。泡的成型方法。17 聚氨酯泡沫的制备工艺聚氨酯泡沫的制备工艺(一步法一步法)聚醚聚醚匀泡剂匀泡剂发泡剂发泡剂搅拌搅拌预混物预混物异氰酸酯异氰酸酯高速高速混合混合喷料喷料发泡、固发泡、固化成型化成型切割切割催化剂催化剂白料白料黑料黑料改性剂改性剂图-聚氨酯泡沫的制备工艺流程图18 聚氨酯泡沫的制备聚氨酯泡沫的制备聚氨酯高压发泡

12、灌注机聚氨酯高压发泡加工设备19 聚氨酯泡沫的改性聚氨酯泡沫的改性增强增强颗粒填充颗粒填充增强增强纤维增强纤维增强互穿网络共聚物增强互穿网络共聚物增强阻燃阻燃反应型阻燃反应型阻燃添加型阻燃添加型阻燃聚氨酯泡沫的改性聚氨酯泡沫的改性20三三.结构吸波材料结构吸波材料 结构吸波材料结构吸波材料 ( Structural Radar Absorbing Materials)是在先进复合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。种形状复杂的部件，是当今吸波材料的研究

13、热点。21热塑性混杂纱吸波复合材料热塑性混杂纱吸波复合材料热塑性热塑性PEEK、PEK、PPS、PEKK、PET、PBT等树脂等树脂特殊纤维特殊纤维（如碳纤维、（如碳纤维、玻璃纤维、玻璃纤维、芳酰胺纤维、芳酰胺纤维、陶瓷纤维等）陶瓷纤维等）+树脂树脂复合材料复合材料l 用途：制造隐身飞机机身、机翼、导弹壳体等部件，能用途：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。有效减少隐身飞行器雷达散射截面。22多层结构型和多层夹芯结构型吸波复合材料多层结构型和多层夹芯结构型吸波复合材料匹配层匹配层吸收层吸收层反射层反射层u 入射电磁波易于在底层损耗，入射电磁波在表层与底层之

14、间经过多重反射吸收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。吸收效应。铝蜂窝、铝蜂窝、PMI泡沫和泡沫和NOMEX蜂窝蜂窝夹芯层：夹芯层：蜂窝蜂窝: :芳纶、铝芳纶、铝泡沫泡沫:PMI、PU、PVC23耐高温结构型吸波复合材料耐高温结构型吸波复合材料SiC纤维、纤维、A12O3纤维、纤维、Si3N4纤维和硼硅酸铝纤维纤维和硼硅酸铝纤维纤维纤维颗粒颗粒以碳以碳(石墨石墨)纤维增强碳基体纤维增强碳基体全碳质全碳质复合材料复

15、合材料24四四.工作设想工作设想泡沫吸波材料的构筑泡沫吸波材料的构筑2.物理分散：机械搅拌，超声分散物理分散：机械搅拌，超声分散1.化学改性：吸波粒子表面改性化学改性：吸波粒子表面改性 提高分散性（提高分散性（偶联剂偶联剂）3.其他方法：电场，磁场分散其他方法：电场，磁场分散1.泡沫基体树脂制备过程中引入泡沫基体树脂制备过程中引入2.泡沫制备过程中引入泡沫制备过程中引入3.泡沫固化成型后引入泡沫固化成型后引入吸波剂的引入吸波剂的引入吸波剂在材料中的分散吸波剂在材料中的分散目前文献报道的方法主要有两种：目前文献报道的方法主要有两种： 泡沫预聚体中加入泡沫预聚体中加入 泡沫固化成型后浸渍或喷涂泡沫固化成型后浸渍或喷涂u 吸波剂的引入与分散吸波剂的引入与分散25酚醛泡沫吸波材料的制备酚醛泡沫吸波材料的制备苯酚苯酚甲醛甲醛催化剂催化剂缩聚缩聚吸波剂吸波剂减压脱水减压脱水出料出料 1.在树脂合成阶段加入吸波剂在树脂合成阶段加入吸波剂制备制备泡沫泡沫树脂树脂发泡剂发泡剂匀泡剂匀泡剂固化剂固化剂均匀搅拌均匀搅拌高速混合高速混合喷料喷料发泡，固发泡，固化成型化成型吸波剂吸波剂酚醛泡沫吸波材料的制备酚醛泡沫吸波材料的制备 2.在泡沫制备阶段加入吸波剂在泡沫制备阶段加入吸波剂26聚氨酯泡沫吸波材料的制备方法聚氨酯泡沫吸波材料的制备方法