一种泡沫材料和提高泡沫材料性能的方法

技术领域

本发明属于复合高分子材料技术领域，涉及一种泡沫材料和提高泡沫材料性能的方法。

背景技术

随着城市化建设步伐的加快，我国年建筑量世界排名第一，建筑能耗占能源总消耗的47.3%，单位建筑面积能耗是发达国家的2-3倍以上，已成为世界第二大能源消费国，能源问题已成为制约我国经济发展的严重障碍。对建筑物采取保温隔热措施以提高热工性能，是最重要的节能手段之一。目前在市场上占主导地位的有机泡沫保温材料，如聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等，其耐热温度低，燃烧后放出大量热量，产生大量烟毒气，既造成环境污染，也成为火灾中造成人员伤亡的主要因素之一。随着国家对保温材料阻燃性能要求日趋严格，阻燃型节能保温材料的研究和推广将成为今后建筑行业的一个重要内容。为有效防止建筑外保温系统火灾事故，公安部、住房和城乡建设部联合制定了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》（公通字[2009]46号)中的一般规定第二条：民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级，且不应低于B2级。酚醛泡沫塑料是近几年发展起来的一类新型泡沫塑料，以其耐燃性好、发烟量低、高温性能稳定、绝热隔热、隔音、易成型加工，及较好的耐久性而名列所有泡沫塑料的前列，属于B2级保温材料。酚醛泡沫虽然具有自阻燃性能，但存在掉渣严重和阴燃问题。

在酚醛泡沫韧性提高的同时一般其阻燃性会有不同程度的下降。木质素是作为林木剩余物资源，具有来源广泛、可降解、可循环利用等突出优点，是国家经济社会发展的重要战略资源，作为重要的天然酚类聚合物，可通过降解替代苯酚，其侧链的短碳链结构可以提高泡沫的韧性，胡立红将木质素磺酸盐化学降解后替代苯酚制备酚醛泡沫材料，发现泡沫韧性可明显改善（木质素酚醛泡沫保温材料的制备与性能研究[D]，2012）。卢焕青等（蒙脱土复合阻燃剂改性酚醛泡沫的制备和性能研究，科技通报，2016,32(1):1-5.），采用无机和有机复配提高泡沫阻燃性，当酚醛树脂:木质素磺酸盐:蒙脱土:聚磷酸铵=100:20:6:15时，酚醛泡沫板的极限氧指数为48%（普通酚醛泡沫的极限氧指数为34%）；ZL201810611776.5报道了一种增韧阻燃的酚醛树脂、酚醛泡沫材料及其制备方法，将金属卤化物与有机多元醇混合均匀，在70-100℃下搅拌至形成均一的透明液体（低共熔溶剂），在可发性酚醛树脂的合成阶段加入低共熔溶剂进行改性，得到一种高氧指数高交联密度高韧性的酚醛泡沫材料（氧指数可以达到55%）。ZL 201510431814.5报道了一种增强增韧阻燃酚醛泡沫的制备方法，将聚乙二醇、五氧化二磷在65-85℃保持1-3h，继续升温至100-140℃反应3-6h；一次性加入硼酸，保持温度100-140℃持续2-4h，得到淡黄色至深黄色的产物聚乙二醇磷酸硼酸酯阻燃增韧剂，和纳米氧化铝复配改性的酚醛泡沫材料氧指数达到43.4%，韧性也得到了提高。以上提高泡沫阻燃性的方法中，只有加入较多量的无机物和有机物，阻燃性才能提高，但是较多量的粉体会导致整个发泡体系粘度增加，生产时甚至堵塞浇注头，存在生产隐患。通过反应制备（需要一定的反应温度和时间）阻燃单体，阻燃性可以提高，但是制备过程消耗能量较高，且含卤阻燃剂在逐步取缔。市售的阻燃剂价格昂贵，尤其在目前疫情影响下，增加企业生产成本。

氮磷协同阻燃剂在受热时，表明能生成一层均匀的炭质泡沫层，此层隔热、隔氧、抑烟，并能防止产生熔滴，具有较好的阻燃性能。王正洲等研究氮磷协同改性对酚醛泡沫阻燃性的影响，结果表明三聚氰胺磷酸盐（MP）、三聚氰胺氰尿酸盐（MCA），及其微胶囊在聚乙二醇增韧酚醛泡沫中具有较好阻燃作用。但仍然存在泡沫韧性差、阻燃性有待进一步提高等的问题。

发明内容

针对现有技术中存在泡沫韧性差、阻燃性有待进一步提高的技术问题，本发明提出了一种泡沫材料和提高泡沫材料性能的方法，该方法提高了泡沫的阻燃效果，符合当今要求阻燃剂少烟、低毒的发展趋势，同时制备的泡沫在韧性得到提高的同时阻燃性也得到了提高。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种提高泡沫材料性能的方法，步骤如下：

（1）木质素甲阶酚醛树脂的制备：将苯酚、水、碱性催化剂和预处理木质素加入反应容器中，并在碱性催化环境下分步加入多聚甲醛后进行多段式反应，反应完成后降温，加入尿素，得到木质素甲阶酚醛树脂；

（2）阻燃剂复配：称量氮源、磷源和硼源于反应容器中，加入去离子水，搅拌均匀后将水分蒸发，得到混合均匀的阻燃剂；

（3）泡沫的制备：将表面活性剂、发泡剂和阻燃剂加入到木质素甲阶酚醛树脂中，迅速搅拌均匀后加入固化剂，搅拌均匀至灰乳白状态后迅速倒入已经预热的模具，放入烘箱进行固化发泡。

进一步，所述步骤（1）中预处理木质素为经过化学预处理、冷冻干燥的木质素，其中木质素包含工业造纸木质素、甘蔗渣木质素、糠醛渣木质素或生物燃料木质素中的任一种，化学预处理为室温水相氧化降解或高温热裂解。

进一步，所述步骤（1）中碱性催化剂为氢氧化钡、亚硫酸钠、氢氧化钾和氢氧化钠之中的任意一种或者它们之间的复配物。

优选地，所述步骤（1）中碱性催化剂为氢氧化钡。

进一步，所述步骤（1）中预处理木质素与苯酚的质量比为(5-35):100；碱性催化剂的加入量为苯酚质量的1%-4%，苯酚、多聚甲醛和尿素的质量比为(337.5-435):(140.4-208.8):(3.375-8.7)。

优选地，所述步骤（1）中碱性催化剂的加入量为苯酚质量的2.5%。

进一步，所述步骤（1）中多段式反应为：70-75℃下反应1.5-2.5h后，再升温到90-95℃下反应10-30min。

进一步，所述步骤（2）中氮源为尿素或双氰胺；磷源为磷酸二氢盐、磷酸盐或焦磷酸中的任一种；硼源为硼砂或硼酸。

优选地，所述步骤（2）中氮源为尿素；磷源为磷酸二氢钙、磷酸二氢钠或磷酸钠中的任意一种；硼源为硼酸。

优选地，所述步骤（2）中磷源为磷酸二氢钠。

进一步，所述步骤（2）的阻燃剂中氮、磷、硼三种元素占树脂的的质量百分比为(0.2-2.0):(0.5-3):(0.4-2.5)。

优选地，所述步骤（2）的阻燃剂中氮磷硼三种元素占树脂的质量百分比含量为(0.5-1):(1-2):(0.6-2.0)。

进一步，所述步骤（3）中表面活性剂为DC-193，发泡剂为正戊烷，固化剂为硫酸、对比甲苯磺酸、磷酸与水的混合物，其中硫酸、对甲苯磺酸、磷酸和水的质量比为5:20:10:20；木质素甲阶酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、阻燃剂和固化剂的质量比为80:3.2:6.0:(7.65-14.44):24。

进一步，上述方法制备的泡沫材料，韧性得到提高的同时阻燃性也得到了提高。

进一步，所述的泡沫材料中木质素甲阶酚醛树脂中的预处理木质素数均分子量≤1000，木质素甲阶酚醛树脂的粘度为3000-7000mPa•s，含水率为10-20%，木质素甲阶酚醛树脂中酚羟基含量在酚醛树脂的基础上提高了4-8%。

优选地，所述木质素甲阶酚醛树脂的粘度为3000-5000mPa•s，含水率为10-13%。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明中降解后的木质素经冷冻干燥后参与树脂加成缩聚体系，苯环上C3支链可以提高泡沫韧性。经过化学预处理的木质素数均分子量≤1000，木质素甲阶酚醛树脂中酚羟基含量在酚醛树脂的基础上提高了4-8%，同时由预处理木质素部分替代苯酚制备得到的木质素甲阶酚醛树脂的粘度达到了3000-5000mPa•s，含水率为10-13%。

2、本发明中氮磷硼协同阻燃体系高于氮磷协同阻燃体系，相比于不加阻燃剂和木质素的泡沫材料，其氧指数由35.6%提高到了66.3%，氧指数增加了近一倍，氧指数越高，则阻燃性越好。相比于各对比例中加木质素和氮磷阻燃剂的泡沫材料，本发明各实施例氧指数得到了进一步提高，掉渣率水平相当。

3、本发明中所有泡沫的密度均为45-50kg/cm

4、本发明中所用的木质素和阻燃剂组分都是市售常规产品，价格低廉，供应充足。所采用方法比文献报道的方法绿色简便，成本远低于有机合成阻燃剂。

5、本发明既保证了制备的泡沫具有韧性同时还具有高的阻燃性，达到了泡沫的韧性和阻燃性兼顾的目的，非常符合阻燃剂少烟、低毒的发展趋势。并为木质素的高值化利用提供了一条新途径，为开发泡沫新功能提供理论基础和技术支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明对比例1（1）制备的普通泡沫燃烧后的残留物图。

图2为本发明对比例1（2）制备的添加氮、磷元素质量比为0.5:1的木质素酚醛泡沫燃烧后的残留物图。

图3为本发明实施例1制备的添加氮、磷、硼元素质量比为0.5:1:1的木质素酚醛泡沫燃烧后的残留物图，其中所用的木质素甲阶树脂中预处理木质素替代苯酚的质量百分含量20%。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例泡沫材料的制备，步骤如下：

（1）木质素甲阶酚醛树脂制备：1000mL反应瓶中，加入苯酚435.0g、水5.0g和氢氧化钡8.0g，经过化学预处理和冷冻干燥的工业造纸木质素降解物（室温水相氧化降解，数均分子量≤950，酚羟基含量提高4.5%）15.0g缓慢加到反应瓶中，分步加入多聚甲醛208.8g，在75℃下反应2.5h，再升温到95℃下反应15min，降温加入4.35g尿素，得到木质素甲阶酚醛树脂，树脂粘度3500mPa•s，树脂含水率11.5%；

（2）阻燃剂复配：根据氮磷硼三种元素质量配比0.5:1:1，称量所需尿素、磷酸二氢钠和硼酸，倒入盛有适量自来水的烧杯中，搅拌均匀后水分蒸发掉，得到混合均匀的阻燃剂；

（3）泡沫制备：木质素甲阶酚醛树脂80.0g、DC-193 3.2g、正戊烷6.0g和阻燃剂8.56g，迅速搅拌均匀，再加入固化剂24g，搅拌均匀成灰乳状态迅速倒入已经预热好的模具，放入烘箱固化发泡（固化剂为硫酸、对比甲苯磺酸、磷酸与水的混合，其中硫酸、对甲苯磺酸、磷酸和水的质量比为5:20:10:20）。

掉渣性和阻燃性测试数据如表1所示；本发明实施例1制备的添加氮、磷、硼元素质量比为0.5:1:1的木质素酚醛泡沫燃烧后的残留物照片，其中所用的木质素甲阶树脂中木质素含量20%，如图3所示。

对比例1（1）

本实施例普通泡沫材料的制备，步骤如下：

（1）甲阶酚醛树脂制备：1000mL反应瓶中，加入苯酚435.0g、水5.0g和氢氧化钡8.0g缓慢加到反应瓶中，分步加入多聚甲醛208.8g，在75℃下反应2.5h，再升温到95℃下反应15min，降温加入4.35g尿素，得到甲阶酚醛树脂；

（2）普通泡沫制备：甲阶酚醛树脂80.0g、DC-193 3.2g、正戊烷6.0g，迅速搅拌均匀，再加入固化剂24g，搅拌均匀成灰乳状态迅速倒入已经预热好的模具，放入烘箱固化发泡（固化剂为硫酸、对比甲苯磺酸、磷酸与水的混合，其中硫酸、对甲苯磺酸、磷酸和水的质量比为5:20:10:20）。

掉渣性和阻燃性测试数据如表1所示；本发明对比例1制备的普通泡沫锥形燃烧后的残留物图，如图1所示。

对比例1（2）

本实施例氮磷阻燃泡沫的制备，步骤如下：

（1）木质素甲阶酚醛树脂制备：1000mL反应瓶中，加入苯酚435.0g、水5.0g和氢氧化钡8.0g，经过化学预处理和冷冻干燥的工业造纸木质素降解物（室温水相氧化降解，数均分子量≤950，酚羟基含量提高4.5%）15.0g缓慢加到反应瓶中，分步加入多聚甲醛208.8g，在75℃下反应2.5h，再升温到95℃下反应15min，降温加入4.35g尿素，得到木质素甲阶酚醛树脂，树脂粘度3500mPa•s，树脂含水率11.5%；

（2）氮磷阻燃剂复配：根据氮磷两种元素质量比0.5:1，称量所需尿素、磷酸二氢钠，倒入盛有适量自来水的烧杯中，搅拌均匀后水分蒸发掉，得到混合均匀的阻燃剂；

（3）氮磷阻燃泡沫制备：木质素甲阶酚醛树脂80.0g、DC-193 3.2g、正戊烷6.0g和3.96g阻燃剂，迅速搅拌均匀，再加入固化剂24g，搅拌均匀成灰乳状态迅速倒入已经预热好的模具，放入烘箱固化发泡（固化剂为硫酸、对比甲苯磺酸、磷酸与水的混合，其中硫酸、对甲苯磺酸、磷酸和水的质量比为5:20:10:20）。

掉渣性和阻燃性测试数据如表1所示，本发明对比例2制备的添加氮、磷元素质量比为0.5:1的木质素酚醛泡沫燃烧后的残留物图，如图2所示。

实施例2

本实施例泡沫材料的制备，步骤如下：

（1）木质素甲阶酚醛树脂制备：1000mL反应瓶中，加入苯酚427.5g、水5.0g、30%氢氧化钠和20%氢氧化钾水溶液10.5g，经过化学预处理和冷冻干燥的甘蔗渣木质素（室温水相氧化降解，数均分子量≤850，酚羟基含量提高4.7%）22.5g缓慢加到反应瓶中，分步加入多聚甲醛205.5g，在72℃下反应2.5h，再升温到93℃下反应20min，降温加入5.22g尿素，得到木质素甲阶酚醛树脂，树脂粘度3700mPa•s，树脂含水率13.2%；

（2）阻燃剂复配：根据氮磷硼三种元素质量比0.6:1.2:1，称量所需双氰胺、磷酸二氢钙和硼酸，倒入盛有适量自来水的烧杯中，搅拌均匀后水分蒸发掉，得到一定质量配比的混合均匀的阻燃剂；

（3）泡沫制备：木质素甲阶酚醛树脂80.0g、DC-193 3.2g、正戊烷6.0g和阻燃剂9.2g，迅速搅拌均匀，再加入固化剂24g，搅拌均匀成灰乳状态迅速倒入已经预热好的模具，放入烘箱固化发泡（固化剂为硫酸、对比甲苯磺酸、磷酸与水的混合，其中硫酸、对甲苯磺酸、磷酸和水的质量比为5:20:10:20）。

掉渣性和阻燃性测试数据如表1所示。

对比例2

本实施例氮磷阻燃泡沫的制备，步骤如下：

（1）木质素甲阶酚醛树脂制备：1000mL反应瓶中，加入苯酚427.5g、水5.0g、30%氢氧化钠和20%氢氧化钾水溶液10.5g，经过化学预处理和冷冻干燥的甘蔗渣木质素（室温水相氧化降解，数均分子量≤850，酚羟基含量提高4.7%）22.5g缓慢加到反应瓶中，分步加入多聚甲醛205.5g，在72℃下反应2.5h，再升温到93℃下反应20min，降温加入5.22g尿素，得到木质素甲阶酚醛树脂，树脂粘度3700mPa•s，树脂含水率13.2%；

（2）氮磷阻燃剂复配：根据氮磷两种元素质量配比0.6:1，称量所需尿素、磷酸二氢钙，倒入盛有适量自来水的烧杯中，搅拌均匀后水分蒸发掉，得到混合均匀的阻燃剂；

（3）氮磷阻燃泡沫制备：木质素甲阶酚醛树脂80g、DC-193 3.2g、正戊烷6.0g和4.7g阻燃剂，迅速搅拌均匀，再加入固化剂24g，搅拌均匀成灰乳状态迅速倒入已经预热好的模具，放入烘箱固化发泡（固化剂为硫酸、对比甲苯磺酸、磷酸与水的混合，其中硫酸、对甲苯磺酸、磷酸和水的质量比为5:20:10:20）。

掉渣性和阻燃性测试数据如表1所示。

实施例3

本实施例泡沫材料的制备，步骤如下：

（1）树脂制备：1000mL反应瓶中，加入苯酚405.0g、水5.0g和50%氢氧化钾水溶液10.5g，经过化学预处理和冷冻干燥的糠醛渣木质素（室温水相氧化降解，数均分子量≤750，酚羟基含量提高5.5%）45.0g缓慢加到反应瓶中，分步加入多聚甲醛194.4g，在72℃下反应2h，再升温到93℃下反应20min，降温加入6.52g尿素，得到木质素甲阶酚醛树脂，树脂粘度3852mPa•s，树脂含水率12.5%；

（2）阻燃剂复配：根据氮磷硼三种元素质量配比0.7:1.1:0.8，称量所需双氰胺、磷酸钠和硼砂，倒入盛有适量自来水的烧杯中，搅拌均匀后水分蒸发掉，得到一定质量配比的混合均匀的阻燃剂；

（3）泡沫制备：木质素甲阶酚醛树脂80g、DC-193 3.2g、正戊烷6.0g和阻燃剂11.03g，迅速搅拌均匀，再加入固化剂24g，搅拌均匀成灰乳状态迅速倒入已经预热好的模具，放入烘箱固化发泡（固化剂为硫酸、对比甲苯磺酸、磷酸与水的混合，其中硫酸、对甲苯磺酸、磷酸和水的质量比为5:20:10:20）。

掉渣性和阻燃性测试数据如表1所示。

对比例3

本实施例氮磷阻燃泡沫的制备，步骤如下：

（1）树脂制备：1000mL反应瓶中，加入苯酚405.0g、水5.0g和50%氢氧化钾水溶液10.5g，经过化学预处理和冷冻干燥的糠醛渣木质素（室温水相氧化降解，数均分子量≤750，酚羟基含量提高5.5%）45.0g缓慢加到反应瓶中，分步加入多聚甲醛194.4g，在72℃下反应2h，再升温到93℃下反应20min，降温加入6.52g尿素，得到木质素甲阶酚醛树脂，树脂粘度3852mPa•s，树脂含水率12.5%；

（2）氮磷阻燃剂复配：根据氮磷两种元素质量配比0.7:1.1，称量所需双氰胺、磷酸钠，倒入盛有适量自来水的烧杯中，搅拌均匀后水分蒸发掉，得到混合均匀的阻燃剂；

（3）氮磷阻燃泡沫制备：木质素甲阶酚醛树脂80.0g、DC-193 3.2g、正戊烷6.0g和5.49g阻燃剂，迅速搅拌均匀，再加入固化剂24g，搅拌均匀成灰乳状态迅速倒入已经预热好的模具，放入烘箱固化发泡（固化剂为硫酸、对比甲苯磺酸、磷酸与水的混合，其中硫酸、对甲苯磺酸、磷酸和水的质量比为5:20:10:20）。

掉渣性和阻燃性测试数据如表1所示。

实施例4

本实施例泡沫材料的制备，步骤如下：

（1）树脂制备：1000mL反应瓶中，加入苯酚337.5g、水5.0g和50%氢氧化钠水溶液7.0g，经过化学预处理和冷冻干燥的甘蔗渣木质素（高温热裂解，数均分子量≤550，酚羟基含量提高7.3%）112.5g缓慢加到反应瓶中，分步加入多聚甲醛162.0g，在72℃下反应2h，再升温到90℃下反应15min，降温加入3.42g尿素，得到木质素甲阶酚醛树脂，树脂粘度4750mPa•s，树脂含水率13.5%；

（2）阻燃剂复配：根据氮磷硼三种元素质量比0.6:1.1:0.6，称量所需尿素、焦磷酸和硼砂，倒入盛有适量自来水的烧杯中，搅拌均匀后水分蒸发掉，得到一定质量配比的混合均匀的阻燃剂；

（3）泡沫制备：木质素甲阶酚醛树脂80.0g、DC-193 3.2g、正戊烷6.0g和阻燃剂7.65g，迅速搅拌均匀，再加入固化剂，搅拌均匀成灰乳状态迅速倒入已经预热好的模具，放入烘箱固化发泡（固化剂为硫酸、对比甲苯磺酸、磷酸与水的混合，其中硫酸、对甲苯磺酸、磷酸和水的质量比为5:20:10:20）。

掉渣性和阻燃性测试数据如表1所示。

对比例4

本实施例氮磷阻燃泡沫的制备，步骤如下：

（1）树脂制备：1000mL反应瓶中，加入苯酚337.5g、水5.0g和50%氢氧化钠水溶液7.0g，经过化学预处理和冷冻干燥的甘蔗渣木质素（高温热裂解，数均分子量≤550，酚羟基含量提高7.3%）112.5g缓慢加到反应瓶中，分步加入多聚甲醛162.0g，在72℃下反应2h，再升温到90℃下反应15min，降温加入3.42g尿素，得到木质素甲阶酚醛树脂，树脂粘度4750mPa•s，树脂含水率13.5%；

（2）氮磷阻燃剂复配：根据氮磷两种元素质量配比0.6:1.1，称量所需尿素、焦磷酸，倒入盛有适量自来水的烧杯中，搅拌均匀后水分蒸发掉，得到混合均匀的阻燃剂；

（3）氮磷阻燃泡沫制备：木质素甲阶酚醛树脂80.0g、DC-193 3.2g、正戊烷6.0g和3.5g阻燃剂，迅速搅拌均匀，再加入固化剂24g，搅拌均匀成灰乳状态迅速倒入已经预热好的模具，放入烘箱固化发泡（固化剂为硫酸、对比甲苯磺酸、磷酸与水的混合，其中硫酸、对甲苯磺酸、磷酸和水的质量比为5:20:10:20）。

掉渣性和阻燃性测试数据如表1所示。

实施例5

本实施例泡沫材料的制备，步骤如下：

（1）树脂制备：1000mL反应瓶中，加入苯酚337.5g、水5.0g和50%亚硫酸钠水溶液7.0g，经过化学预处理和冷冻干燥的生物燃料木质素（高温热裂解，数均分子量≤670，酚羟基含量提高6.5%）157.5g缓慢加到反应瓶中，分步加入多聚甲醛140.4g，在72℃下反应2h，再升温到93℃下反应15min，降温加入6.75g尿素，得到木质素甲阶酚醛树脂，树脂粘度4250mPa•s，树脂含水率13.5%；

（2）阻燃剂复配：根据氮磷硼三种元素质量配比0.7:1.3:1.8，称量所需双氰胺、磷酸钠和硼酸，倒入盛有适量自来水的烧杯中，搅拌均匀后水分蒸发掉，得到一定质量配比的混合均匀的阻燃剂；

（3）泡沫制备：木质素甲阶酚醛树脂80.0g、DC-193 3.2g、正戊烷6.0g和阻燃剂14.44g，迅速搅拌均匀，再加入固化剂24g，搅拌均匀成灰乳状态迅速倒入已经预热好的模具，放入烘箱固化发泡（固化剂为硫酸、对比甲苯磺酸、磷酸与水的混合，其中硫酸、对甲苯磺酸、磷酸和水的质量比为5:20:10:20）。

掉渣性和阻燃性测试数据如表1所示。

对比例5

本实施例氮磷阻燃泡沫的制备，步骤如下：

（1）树脂制备：1000mL反应瓶中，加入苯酚337.5g、水5.0g和50%亚硫酸钠水溶液7.0g，经过化学预处理和冷冻干燥的生物燃料木质素（高温热裂解，数均分子量≤670，酚羟基含量提高6.5%）157.5g缓慢加到反应瓶中，分步加入多聚甲醛140.4g，在72℃下反应2h，再升温到93℃下反应15min，降温加入6.75g尿素，得到木质素甲阶酚醛树脂，树脂粘度4250mPa•s，树脂含水率13.5%。

（2）氮磷阻燃剂复配：根据氮磷两种元素质量配比0.7:1.3，称量所需双氰胺、磷酸钠，倒入盛有适量自来水的烧杯中，搅拌均匀后水分蒸发掉，得到混合均匀的阻燃剂；

（3）氮磷阻燃泡沫制备：木质素甲阶酚醛树脂80.0g、DC-193 3.2g、正戊烷6.0g和6.34g阻燃剂，迅速搅拌均匀，再加入固化剂24g，搅拌均匀成灰乳状态迅速倒入已经预热好的模具，放入烘箱固化发泡（固化剂为硫酸、对比甲苯磺酸、磷酸与水的混合，其中硫酸、对甲苯磺酸、磷酸和水的质量比为5:20:10:20）。

掉渣性和阻燃性测试数据如表1所示。

性能测试

1.锥形燃烧测试：参照ISO 5660-1，采用英国FTT公司生产的FTT20002.型双分析柜式锥型量热仪进行测试，测试条件：热辐射功率50kW/m

2.掉渣性测试：参照GB/T12812-2006，采用HB72微型硬质泡沫易碎性能测试仪进行测试。

3.阻燃性测试：参照GB T 2406.1-2008，采用JF-3型氧指数测定仪进行测试。

表1实施例和对比例阻燃性和掉渣性数据

表1中随着预处理木质素替代苯酚的质量百分含量增加，泡沫的韧性改善显著，从22.5%降至7.2%，随着阻燃元素含量增加，泡沫的阻燃性得到提高，特别地，与对比例1（1）相比，对比例1（2）中氧指数提高64.05%；含硼物质的添加使得泡沫阻燃行进一步提高，与对比例1（1）相比，实施例1的氧指数提高了86.23%，与对比例1（2）相比，实施例1氧指数提高了13.5%。

从对比例1（1）（不加木质素和阻燃剂制备的普通泡沫进行锥形燃烧测试）图1、对比例1（2）（加木质素和氮磷阻燃剂制备的泡沫进行锥形燃烧测试）图2以及实施例1（木质素和氮磷硼阻燃剂制备的泡沫进行锥形燃烧测试）图3中可以明显的看到，对比例1（1）图1燃烧程度较为严重，阻燃性较差；对比例1（2）图2燃烧相对图1泡沫残留较多，阻燃性好；实施例1图3阻燃性最佳，残留泡沫完整性较好，尽管实施例1氧指数比对比例1（2）氧指数仅提高了13.5%，差距不太明显，但在相同的锥形燃烧测试环境下，氧指数的提升对泡沫的阻燃性起到了至关重要的作用。并且在泡沫的实际应用中，物体燃烧的程度也是直接影响着生命财产损失的。在相同的条件下，物体燃烧程度越轻，则带来的生命财产损失越小；反之，燃烧程度越严重，则带来的生命财产损失越大。因此实施例相对于对比例具有优越的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。