本论文对酚醛树脂泡沫保温材料的工业化生产过程中的各个步骤进行优化,在可发性酚醛树脂的合成、树脂的发泡、增韧改性和阻燃性能改善等四个方面进行研究,完善了全工艺流程,并对改进后的工艺成本进行核算。各部分工作详述于下:首先,对可发性酚醛树脂的合成工艺进行改进。一是采用部分多聚甲醛代替甲醛水溶液,在树脂合成过程中不需要进行脱水处理,不产生含甲醛、苯酚的工业废水;二是改进合成可发性酚醛树脂的催化剂,采用氢氧化钠、氢氧化钡和N,N-二甲基乙醇胺的三元复配催化剂,可得到固含量高、凝胶时间短、粘度适中的可发性酚醛树脂;三是在合成树脂的过程中,采用测定折光指数的方法来实时监测可发性酚醛树脂的粘度变化情况,从而简化酚醛树脂粘度的测定。其次,对可发性酚醛树脂的发泡工艺进行研究,考察树脂的粘度、稳泡剂的用量、发泡剂和固化剂的种类以及发泡温度对酚醛泡沫发泡效果的影响;用扫描电镜观察酚醛泡沫的泡孔形状及泡孔直径。结果表明,优化的发泡工艺为:可发性酚醛树脂树脂的最佳粘度在3000±500 MPa·s之间,稳泡剂为二甲基硅油与吐温-80(质量比为1:1)的混合物,发泡剂为石油醚(30-60℃),固化剂采用与酚醛树脂相容性更好的苯酚磺酸,发泡温度在80±5℃为宜。此时所制备的样品泡体均匀,泡沫孔径在50-60μm之间,大部分泡孔呈规则的六边形,从而保证了较佳的保温性能。第三,用自制的增韧剂-1和增韧剂-2对醛树脂泡沫保温材料进行增韧改性,并在树脂合成过程中加入丙三醇以提高树脂的交联密度。考虑到加入有机增韧剂后会降低酚醛泡沫的氧指数和热稳定性,因此对有机增韧剂进行改性,合成增韧剂-1和增韧剂-2复合改性剂,所加入增韧剂-1和增韧剂-2可起到提高拉伸性能的作用,并可部分改善产品热稳定性的降低。此外,丙三醇作为交联剂加入树脂合成过程中,可提高树脂的交联密度,从而增强了酚醛泡沫垂直于板面的拉伸强度。第四,分别采用单一阻燃剂、二元和三元复合阻燃剂,考察其对酚醛泡沫的阻燃性能。当采用二元或三元复合阻燃剂时,氧指数和热稳定性都优于采用单一催化剂时的效果。采用三元阻燃剂时,酚醛泡沫的热稳定性有明显的提高,如当质量损失同时达到50%时,采用添加三元阻燃剂样品比不添加阻燃剂的样品高近100℃。此外,为克服添加阻燃剂后导热系数降低并影响酚醛泡沫保温板的隔热效果,我们发现采用添加可膨胀石墨的方法,可在不降低其导热系数时改善其阻燃性能。最后,我们在完成了上述实验室小试的基础上,在工厂对全工艺流程进行了中试放大实验,进一步完善了工艺参数。并以生产100 m3的酚醛泡沫板材为基准进行成本核算,结果显示采用新的工艺后,可为生产企业创造显著的经济效益。