煤炭科学技术

作者：胡相明, 祝富盛, 凌 青, 王其宝, 卢文欣, 余明高, 王 鹏, 王 伟,

关键词：低固化温度, 改性酚醛树脂, 发泡材料, 固化动力学, 羟甲基指数,

传统酚醛树脂在煤矿充填堵漏过程中会释放大量反应热，易造成充填煤层区域温度的升高，从而引起煤炭自燃的问题。针对这一技术问题，对合成酚醛树脂的关键组分“碱性催化剂”进行改良，制备出“碱性催化剂A”，对比分析了催化剂A和其他碱性催化剂对树脂黏度、固含量、泡沫固化温度、发泡倍率和微观孔径结构的影响，并探究了由催化剂A合成的改性酚醛树脂(N-PF)的固化放热机理。研究结果表明：N-PF树脂具有较高的发泡倍率，良好的黏度和较低的固化温度。微观孔径数据显示，碱性催化剂A的应用提高了N-PF树脂泡沫体的孔隙尺寸，且泡沫粉化率低于PF泡沫，具有更加优异的力学性能；傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)和核磁共振碳谱(13C-NMR)数据显示，N-PF的羟甲基指数低于PF，有利于酚醛树脂在固化过程中总放热量的降低；差示扫描量热(DSC)分析和理论计算证明N-PF在固化过程中的热量释放较PF更为平缓，避免了热量的快速积聚。同时发现，与PF相比N-PF在相同固化体系下的固化体温度与发泡体周围环境温度均大幅降低，固化体温度由125 ℃降低至65 ℃降幅可达46%，发泡体周围环境温度由41.8 ℃下降至32.9 ℃降幅达21%。

来源：2022年第5期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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