酚醛泡沫的发泡混合料在酸性催化剂作用下,聚合反应产生热量或外加热量汽化发泡剂,发泡剂受热挥发,促使发泡混合料膨胀发泡。
发泡剂不仅有混合原料膨胀发泡主要作用,而且具有溶解、稀释发泡混合原料作用,增加发泡混合原料流动性。在生产酚醛泡沫板材或现场喷涂施工时,有利于在短时间内将发泡料充分混合均匀。在发泡中,可选用物理发泡剂、化学发泡剂或它们混合的发泡剂。
(1)物理发泡剂
物理发泡剂可分为三大类:惰性气体(如氮气、二氧化碳)、低沸点液体和固态空心球等。目前使用较多的是低沸点液体物理发泡剂,它突出优点是发气量大,发泡剂利用彻底,残留物少或没有。如环(正)戊烷体系、氢氯氟烃(HCFC)141b体系(暂时替代品),甚至有具备发泡作用又兼有阻燃功能的辅助产品等。
在氢氯氟烃类发泡剂的分子中含有氯成份,它对臭氧层有一定破坏作用。因此,1992年在哥本哈根举行的国际保护臭氧层会议中,提出对氢氯氟烃生产和使用限制要求:在2010年减少到35%,2015年减少到10%,2020年减少到0.5%,2030年完全禁用。
选用物理发泡剂应注意以下几方面要求:
1)无臭气、无毒、无腐蚀性、符合环保要求;
2)不可燃;
3)不影响聚合物本身的物理和化学性能;
4)具有对热和化学药品的稳定;
5)在室温下,蒸汽压力低,呈液态,以便贮存、输送和操作;
6)低比热容和低潜热,以利于快速气化;
7)分子量低,相对密度高;
8)通过聚合物膜壁的渗透速度应比空气小;
9)来源广,价廉。
(2)化学发泡剂
化学发泡剂包括有机化学发泡剂和无机化学发泡剂两大类。化学发泡剂在发泡过程中,本身发生化学变化,分解放出气体使聚合物发泡。
1)有机化学发泡剂
有机化学发泡剂是目前塑料化学发泡中用的主要发泡剂,根据酚醛树脂性能和发泡成型工艺,可使用偶氨甲酰胺、P-甲苯磺酰和苯磺酰肼等。
2)无机化学发泡剂
无机化学发泡剂有碳酸氢钠、碳酸铵。碳酸氢钠、碳酸铵类发泡剂价格低,碳酸氢钠和碳酸铵在聚合物中的分散性较差,不易分散均匀,产生的CO₂气体渗透力强,容易透过膜壁散逸。分解放出气体的温度范围比较广,不易控制,常被用作辅助发泡剂,分解时属于吸热反应。碳酸氢钠、碳酸铵发泡剂的技术参数见表2-1。
选用化学发泡剂应注意以下几方面要求:
①发气量大而迅速,分解放出气体的温度范围不宜太宽,应稳定,能调解;
②发泡剂分解放出的气体和残余物应无毒、无味、无色、无腐蚀性,符合环保要求,对聚合物及其他添加剂无不良影响:
③在聚合物中有良好分散性,且发泡剂分解时的放热量不能太大。不影响聚合物本身的物理和化学性能;
④化学性能稳定,在贮存过程中不会分解:
⑤在发泡成型过程中能充分分解放出气体:
⑥来源广,价廉。