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硬质密胺泡沫是三聚氰胺和甲醛经化学反应合成密胺树脂预聚物,然后通过一定的发泡工艺制备的一种泡沫材料。三聚氰胺中因为含有大量的三嗪环结构,制备的硬质密胺泡沫材料的阻燃性、耐热稳定性良好,但密胺树脂脆性较大,所制备的硬质泡沫材料大部分为开孔结构且韧性不好,导致吸水率较大、压缩强度低、掉渣比较严重,使其在外墙保温材料及冷库保温板等领域的应用受到一定限制。本文通过对密胺树脂预聚物及发泡液进行化学和物理改性,得到闭孔率提高、韧性显著增加、力学性能改善的硬质密胺泡沫材料,主要研究内容如下:1)以乙二醇作为含羟基类改性剂对密胺树脂预聚物进行化学改性,研究乙二醇用量对密胺树脂及泡沫增韧效果。乙二醇两端的羟基跟羟甲基化三聚氰胺缩合反应,增加密胺树脂中刚性较大的三嗪环之间的距离,增加柔性碳链,从而提高韧性;2)以尿素作为含氨基类改性剂对密胺树脂预聚物进行化学改性,研究尿素用量对密胺树脂及泡沫增韧效果。尿素作为改性剂代替一部分刚性较大的三聚氰胺,达到增韧改性的目的;3)在乙二醇改性密胺树脂预聚物制备的发泡液中,加入碳纤维作为物理增韧改性剂,研究碳纤维用量对泡沫的增韧效果。碳纤维具有高强度、高模量的特性,在泡壁中起到连接作用,增强泡孔壁的强度,防止孔壁的破损。另外,由于碳纤维与树脂基体的结合,提高了泡沫整体的强度,有效地抑制了泡孔的结合,有利于获得较小的泡孔尺寸和均匀的泡径分布。实验结果表明,乙二醇和碳纤维复合改性硬质密胺泡沫的效果最佳。化学改性密胺树脂预聚物的最佳制备条件为:三聚氰胺与多聚甲醛的摩尔比为1:3,反应温度为85℃,反应时间为2.5h,以三聚氰胺的质量为基准,p H值调节剂六次甲基四胺用量为1wt%,乙二醇用量为15wt%;硬质密胺泡沫的最佳制备工艺及配方为:当上述预聚物粘度达70Pa·s时,在该预聚物中加入以预聚物质量为基准的2wt%的匀泡剂硅油,5wt%的发泡剂正己烷,0.65wt%的固化剂盐酸,0.9wt%的碳纤维搅拌均匀得到发泡液,100℃烘箱发泡40min,120℃熟化6h。所得复合增韧改性硬质密胺泡沫最佳综合性能为:表观密度为54.26kg/m~3,粉碎率为5.21%,抗压强度为355.3KPa,弯曲强度为0.44MPa,闭孔率为79.1%,吸水率为9.0%,导热系数为0.030w/(m·K),极限氧指数为39.6%。