酚醛泡沫的發泡混合料在酸性催化劑作用下,聚合反應產生熱量或外加熱量汽化發泡劑,發泡劑受熱揮發,促使發泡混合料膨脹發泡。
發泡劑不僅有混合原料膨脹發泡主要作用,而且具有溶解、稀釋發泡混合原料作用,增加發泡混合原料流動性。在生產酚醛泡沫板材或現場噴涂施工時,有利于在短時間內將發泡料充分混合均勻。在發泡中,可選用物理發泡劑、化學發泡劑或它們混合的發泡劑。
(1)物理發泡劑
物理發泡劑可分為三大類:惰性氣體(如氮氣、二氧化碳)、低沸點液體和固態空心球等。目前使用較多的是低沸點液體物理發泡劑,它突出優點是發氣量大,發泡劑利用徹底,殘留物少或沒有。如環(正)戊烷體系、氫氯氟烴(HCFC)141b體系(暫時替代品),甚至有具備發泡作用又兼有阻燃功能的輔助產品等。
在氫氯氟烴類發泡劑的分子中含有氯成份,它對臭氧層有一定破壞作用。因此,1992年在哥本哈根舉行的國際保護臭氧層會議中,提出對氫氯氟烴生產和使用限制要求:在2010年減少到35%,2015年減少到10%,2020年減少到0.5%,2030年完全禁用。
選用物理發泡劑應注意以下幾方面要求:
1)無臭氣、無毒、無腐蝕性、符合環保要求;
2)不可燃;
3)不影響聚合物本身的物理和化學性能;
4)具有對熱和化學藥品的穩定;
5)在室溫下,蒸汽壓力低,呈液態,以便貯存、輸送和操作;
6)低比熱容和低潛熱,以利于快速氣化;
7)分子量低,相對密度高;
8)通過聚合物膜壁的滲透速度應比空氣小;
9)來源廣,價廉。
(2)化學發泡劑
化學發泡劑包括有機化學發泡劑和無機化學發泡劑兩大類。化學發泡劑在發泡過程中,本身發生化學變化,分解放出氣體使聚合物發泡。
1)有機化學發泡劑
有機化學發泡劑是目前塑料化學發泡中用的主要發泡劑,根據酚醛樹脂性能和發泡成型工藝,可使用偶氨甲酰胺、P-甲苯磺酰和苯磺酰肼等。
2)無機化學發泡劑
無機化學發泡劑有碳酸氫鈉、碳酸銨。碳酸氫鈉、碳酸銨類發泡劑價格低,碳酸氫鈉和碳酸銨在聚合物中的分散性較差,不易分散均勻,產生的CO?氣體滲透力強,容易透過膜壁散逸。分解放出氣體的溫度范圍比較廣,不易控制,常被用作輔助發泡劑,分解時屬于吸熱反應。碳酸氫鈉、碳酸銨發泡劑的技術參數見表2-1。
選用化學發泡劑應注意以下幾方面要求:
①發氣量大而迅速,分解放出氣體的溫度范圍不宜太寬,應穩定,能調解;
②發泡劑分解放出的氣體和殘余物應無毒、無味、無色、無腐蝕性,符合環保要求,對聚合物及其他添加劑無不良影響:
③在聚合物中有良好分散性,且發泡劑分解時的放熱量不能太大。不影響聚合物本身的物理和化學性能;
④化學性能穩定,在貯存過程中不會分解:
⑤在發泡成型過程中能充分分解放出氣體:
⑥來源廣,價廉。