專利名稱：一種聚甲基酰亞胺泡沫材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種泡沫芯材的制備方法，具體地說是一種聚甲基酰亞胺泡沫材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
:
聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)泡沫塑料是一種輕質(zhì)、閉孔的硬質(zhì)泡沫塑料，泡孔為100%閉孔結(jié)構(gòu)，具有比PVC，PUR等硬質(zhì)泡沫塑料更高的比強(qiáng)度、比模量和抗蠕變性。耐溫性可達(dá)至IJ 240°C，是目前耐熱性最好的剛性結(jié)構(gòu)泡沫塑料。PMI具有優(yōu)異的力學(xué)性能和高強(qiáng)度重量t匕，常用作夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的芯層材料，特別是生產(chǎn)層狀材料、層壓材料、復(fù)合材料或泡沫復(fù)合體，在重量設(shè)計及優(yōu)化制造方面具有明顯的優(yōu)勢。聚甲基丙烯酰亞胺硬質(zhì)泡沫塑料成型加工容易，可采用普通的木工加工工具進(jìn)行加工，無需專用機(jī)具；可在165-205 °〇之間熱成形，成形模具的設(shè)計簡單，采用木材、聚酯或環(huán)氧樹脂制成的模具就可以滿足要求；此外它還可與熱固性樹脂兼容，與熱固性樹脂膠粘劑如不飽和聚酯樹脂、雙馬來酰亞胺樹月旨、氰酸酯樹脂等具有良好的粘接性能；耐苯、二甲苯、單苯乙烯、油漆及黏合劑溶劑、燃油成分以及大多數(shù)化學(xué)溶劑侵蝕。PMI泡沫作為一種泡沫長時間置于空氣中會吸水，吸潮以后，水分子擴(kuò)散進(jìn)入孔隙結(jié)構(gòu)在分子鏈中占·據(jù)一定的空間。酰亞氨基團(tuán)和水分子之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是一部分的水分子會和酰亞氨基團(tuán)之間形成物理鍵一范德華力。同時未反應(yīng)完全的端羧基極性較強(qiáng)親水，長時間暴露在空氣中PMI會吸潮。吸潮以后，分子鏈加寬，體積增加，尺寸發(fā)生變化。水分子加寬了 PMI泡沫分子鏈，其作用和在共聚物中加入增塑劑的作用是一樣的。最終，材料變軟，對PMI的加工過程產(chǎn)生影響，導(dǎo)致尺寸穩(wěn)定性降低，同時各項力學(xué)性能也有所下降。在被使用作三明治結(jié)構(gòu)時，與板材的結(jié)合力也會有所下降，從而使得三明治結(jié)構(gòu)的剝離強(qiáng)度下降?，F(xiàn)有技術(shù)中為了改善此現(xiàn)象，常用的有以下兩種方法，一是類似專利“CN102675769A”中提到的使用反應(yīng)型馬來酸酐作為憎水劑添加，雖然可以一定程度地增強(qiáng)其低水性能剝離強(qiáng)度，但是會降低PMI泡沫的力學(xué)性能；二是類似專利“CN101974191A”中提到的使用玻璃微珠改性PMI的力學(xué)性能，但是改變不了其伸長率和低吸水率。既可以增強(qiáng)PMI泡沫的低水性能剝離強(qiáng)度，又可以提高其的伸長率和力學(xué)性能的方法，目前市場上并未披露。發(fā)明內(nèi)容:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種低水性能剝離強(qiáng)度較強(qiáng)，伸長率和力學(xué)性能均較好的聚甲基酰亞胺泡沫材料及其制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用這樣一種聚甲基酰亞胺泡沫材料:它是由下述質(zhì)量比的原料經(jīng)過恒溫水浴形成共聚物，再經(jīng)高溫發(fā)泡而成，第一單體37.5-58，第二單體37.5-58，交聯(lián)劑1-5，發(fā)泡劑2-8，引發(fā)劑0.1-0.4，成核劑0.5_15，改性劑0.5_15。作為優(yōu)選，所述第一單體為甲基丙烯酸，所述第二單體為丙烯腈，所述交聯(lián)劑為甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺中的任意一種，所述發(fā)泡劑為丙二醇或已醇或甲酰胺或N，N-二甲基脲中的任意一種或幾種，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈的任意一種或幾種，所述成核劑為碳酰胺或甲基丙烯酸正丁酯中的任意一種，所述改性劑為改性納米白炭黑，材料制備較為方便，選擇范圍較大，效果更好。本發(fā)明采用的這樣一種聚甲基酰亞胺泡沫材料的制備方法，它包括如下步驟:
(1)稱取二氧化硅10克，對甲苯磺酸0.4克，量取正辛醇60毫升，將三種原料裝入三頸瓶內(nèi)，將三頸瓶放置于微波爐中輻射加熱12小時，用分水回流裝置回流4小時，形成改性納米白炭黑半成品，將改性納米白炭黑半成品品用乙醇離心洗滌3-4次，然后真空干燥至恒重，成品備用；
(2)按照下述質(zhì)量比配制原料:第一單體37.5-58，第二單體37.5-58,交聯(lián)劑1_5，發(fā)泡劑2-8，引發(fā)劑0.1-0.4，成核劑0.5-15，改性納米白炭黑0.5_15，將配制好的原料混合均勻，得到均勻溶液；
(3)將步驟2中的均勻溶液注入密封好的兩塊平行玻璃內(nèi)，在43攝氏度水浴反應(yīng)72小時，形成甲基丙烯酸/丙烯腈共聚物；
(4)將甲基丙烯酸/丙烯腈共聚物放置在熱風(fēng)循環(huán)烘箱中110攝氏度條件下預(yù)熱6小時，再經(jīng)200°C自由發(fā)泡30min，得到聚甲基丙烯酰亞胺泡沫；
(5)將制得的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫在180°C條件下熱處理甲基丙烯酰亞胺泡沫材料12小時。作為上述制備方法的優(yōu) 選，所述第一單體為甲基丙烯酸，所述第二單體為丙烯腈，所述交聯(lián)劑為甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺中的任意一種，所述發(fā)泡劑為丙二醇或已醇或甲酰胺或N，N-二甲基脲中的任意一種或幾種，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈的任意一種或幾種，所述成核劑為碳酰胺或甲基丙烯酸正丁酯中的任意一種，所述改性劑為改性納米白炭黑，材料制備較為方便，選擇范圍較大，效果更好。作為上述制備方法的優(yōu)選，所述步驟2為按照下述質(zhì)量比配制原料:第一單體38，第二單體42，交聯(lián)劑4.5，發(fā)泡劑5.7，引發(fā)劑0.3，成核劑0.5，改性納米白炭黑9，將配制好的原料混合均勻，得到均勻溶液，最佳的配比。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中的聚甲基酰亞胺泡沫材料相比，具有以下優(yōu)點:改性納米白炭黑在發(fā)泡過程中溶于樹脂基體，使核化形成的氣泡密度增大，最終形成的氣泡孔徑減小。在核化過程中，在一定程度上起到了成核劑的作用，致使氣泡孔徑減小，使得泡沫強(qiáng)度增大，提高尺寸穩(wěn)定性。此外，由于聚甲基丙烯酰亞胺泡沫采用固體發(fā)泡工藝制造，故泡高孔徑分布均勻，一致，吸濕率低，進(jìn)而，提高了材料的剝離強(qiáng)度。提高了力學(xué)性能和剪切伸長率。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中的聚甲基酰亞胺泡沫材料制備方法相比，具有以下優(yōu)點:制備方法簡單，利用傳統(tǒng)的原料可以制備出新型的聚甲基酰亞胺泡沫材料。
具體實施方式
:
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的一種聚甲基酰亞胺泡沫材料，它是由下述質(zhì)量比的原料經(jīng)過恒溫水浴形成共聚物，再經(jīng)高溫發(fā)泡而成，第一單體37.5-58，第二單體37.5-58,交聯(lián)劑1_5，發(fā)泡劑2-8，引發(fā)劑0.1-0.4，成核劑0.5-15，改性劑0.5_15。其中，所述第一單體為甲基丙烯酸，所述第二單體為丙烯腈，所述交聯(lián)劑為甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺中的任意一種，所述發(fā)泡劑為丙二醇或已醇或甲酰胺或N，N-二甲基脲中的任意一種或幾種，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈的任意一種或幾種，所述成核劑為碳酰胺或甲基丙烯酸正丁酯中的任意一種，所述改性劑為改性納米白炭黑，本發(fā)明的一種聚甲基酰亞胺泡沫材料的制備方法，它包括以下步驟，稱取二氧化硅10克，對甲苯磺酸0.4克，量取正辛醇60毫升，將三種原料裝入三頸瓶內(nèi)，將三頸瓶放置于微波爐中輻射加熱12h，使用分水回流裝置回流分水4小時，形成改性納米白炭黑半成品，將改性納米白炭黑半成品品用乙醇離心洗滌3-4次，然后真空干燥至恒重，成品備用，以上為改性納米白炭黑成品的制備方法，按照下述質(zhì)量比配制原料:第一單體37.5-58，第二單體37.5-58，交聯(lián)劑1-5，發(fā)泡劑2-8，引發(fā)劑0.1-0.4，成核劑0.5-15，改性納米白炭黑0.5-15，將配制好的原料混合均勻，得到均勻溶液；將步驟2中的均勻溶液注入密封好的兩塊平行玻璃內(nèi)，在43攝氏度水浴反應(yīng)72小時，形成甲基丙烯酸/丙烯腈共聚物；將甲基丙烯酸/丙烯腈共聚物放置在熱風(fēng)循環(huán)烘箱110攝氏度條件下預(yù)熱6小時，再經(jīng)200°C自由發(fā)泡30min，得到聚甲基丙烯酰亞胺泡沫；將制得的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫在180°C條件下熱處理甲基丙烯酰亞胺泡沫材料12小時。實施例一 稱取二氧化硅10克，對甲苯磺酸0.4克，量取正辛醇60毫升，將三種原料裝入三頸瓶內(nèi)，將三頸瓶放置于微波爐中輻射加熱12h，使用分水回流裝置回流分水4小時，形成改性納米白炭黑半成品，將改性納米白炭黑半成品品用乙醇離心洗滌4次，然后真空干燥至恒重，成品備用，以上為改性納米白炭黑成品的制備方法，按照下述質(zhì)量比配制原料:甲基丙烯酸38，丙烯腈42，丙烯酰胺4.5，異戊醇和甲酰胺共5.7 (其中，異戊醇為3，甲酰胺2.7)，偶氮二異丁腈和偶氮二異庚腈共0.3 (其中偶氮二異丁腈0.2，偶氮二異庚腈0.1)，碳酰胺
0.5，改性納米白炭黑9，將配制好的原料混合均勻，得到均勻溶液；將步驟2中的均勻溶液注入密封好的兩塊平行玻璃內(nèi)，在43攝氏度水浴反應(yīng)72小時，形成甲基丙烯酸/丙烯腈共聚物；將甲基丙烯酸/丙烯腈共聚物放置在熱風(fēng)循環(huán)烘箱110攝氏度條件下預(yù)熱6小時，再經(jīng)200°C自由發(fā)泡30min，得到聚甲基丙烯酰亞胺泡沫；將制得的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫在180°C條件下熱處理甲基丙烯酰亞胺泡沫材料12小時。實施例二
稱取二氧化硅10克，對甲苯磺酸0.4克，量取正辛醇60毫升，將三種原料裝入三頸瓶內(nèi)，將三頸瓶放置于微波爐中輻射加熱12h，使用分水回流裝置回流分水4小時，形成改性納米白炭黑半成品，將改性納米白炭黑半成品品用乙醇離心洗滌4次，然后真空干燥至恒重，成品備用，以上為改性納米白炭黑成品的制備方法，按照下述質(zhì)量比配制原料:甲基丙烯酸40，丙烯腈37.5，丙烯酰胺4，異戊醇和甲酰胺共6 (其中，異戊醇為3，甲酰胺3)，偶氮二異丁腈和偶氮二異庚腈共0.3 (其中偶氮二異丁腈0.2，偶氮二異庚腈0.1 )，碳酰胺5，改性納米白炭黑7.2，將配制好的原料混合均勻，得到均勻溶液；將步驟2中的均勻溶液注入密封好的兩塊平行玻璃內(nèi)，在43攝氏度水浴反應(yīng)72小時，形成甲基丙烯酸/丙烯腈共聚物；將甲基丙烯酸/丙烯腈共聚物放置在熱風(fēng)循環(huán)烘箱中110攝氏度條件下預(yù)熱6小時，再經(jīng)200°C自由發(fā)泡30min，得到聚甲基丙烯酰亞胺泡沫；將制得的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫在180°C條件下熱處理甲基丙烯酰亞胺泡沫材料12小時。
權(quán)利要求
1.一種聚甲基酰亞胺泡沫材料，其特征在于，它是由下述質(zhì)量比的原料經(jīng)過恒溫水浴形成共聚物，再經(jīng)高溫發(fā)泡而成，第一單體37.5-58，第二單體37.5-58,交聯(lián)劑1_5，發(fā)泡劑2-8，引發(fā)劑0.1-0.4，成核劑0.5-15，改性劑0.5_15。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚甲基酰亞胺泡沫材料，其特征在于，所述第一單體為甲基丙烯酸，所述第二單體為丙烯腈，所述交聯(lián)劑為甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺中的任意一種，所述發(fā)泡劑為丙二醇或已醇或甲酰胺或N，N-二甲基脲中的任意一種或幾種，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈的任意一種或幾種，所述成核劑為碳酰胺或甲基丙烯酸正丁酯中的任意一種，所述改性劑為改性納米白炭黑。
3.一種聚甲基酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于，它包括以下步驟， 稱取二氧化硅10克，對甲苯磺酸0.4克，量取正辛醇60毫升，將三種原料裝入三頸瓶內(nèi)，將三頸瓶放置于微波爐中輻射加熱12h，使用分水回流裝置回流分水4小時，形成改性納米白炭黑半成品，將改性納米白炭黑半成品品用乙醇離心洗滌3-4次，然后真空干燥至恒重，成品備用； 按照下述質(zhì)量比配制原料:第一單體37.5-58，第二單體37.5-58,交聯(lián)劑1_5，發(fā)泡劑.2-8，引發(fā)劑0.1-0.4，成核劑0.5-15，改性納米白炭黑0.5_15，將配制好的原料混合均勻，得到均勻溶液； 將步驟2中的均勻溶液注入密封好的兩塊平行玻璃內(nèi)，在43攝氏度水浴反應(yīng)72小時，形成甲基丙烯酸/丙烯腈共聚物； 將甲基丙烯酸/丙烯腈共聚物放置在熱風(fēng)循環(huán)烘箱110攝氏度條件下預(yù)熱6小時，再經(jīng)200°C自由發(fā)泡30min，得到聚甲基丙烯酰亞胺泡沫； 將制得的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫在180°C條件下熱處理甲基丙烯酰亞胺泡沫材料12小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的一種聚甲基酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于，所述第一單體為甲基丙烯酸，所述第二單體為丙烯腈，所述交聯(lián)劑為甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺中的任意一種，所述發(fā)泡劑為丙二醇或已醇或甲酰胺或N，N-二甲基脲中的任意一種或幾種，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈的任意一種或幾種，所述成核劑為碳酰胺或甲基丙烯酸正丁酯中的任意一種，所述改性劑為改性納米白炭黑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的一種聚甲基酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于，所述步驟.2為按照下述質(zhì)量比配制原料:第一單體38，第二單體42，交聯(lián)劑4.5，發(fā)泡劑5.7，引發(fā)劑.0.3，成核劑0.5，改性納米白炭黑9， 將配制好的原料混合均勻，得到均勻溶液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種泡沫芯材的制備方法，具體地說是一種聚甲基酰亞胺泡沫材料及其制備方法。它是由質(zhì)量比的原料經(jīng)過恒溫水浴形成共聚物，再經(jīng)高溫發(fā)泡而成，改性納米白炭黑在發(fā)泡過程中溶于樹脂基體，使核化形成的氣泡密度增大，最終形成的氣泡孔徑減小。在核化過程中，在一定程度上起到了成核劑的作用，致使氣泡孔徑減小，使得泡沫強(qiáng)度增大，提高尺寸穩(wěn)定性。此外，由于聚甲基丙烯酰亞胺泡沫采用固體發(fā)泡工藝制造，故泡高孔徑分布均勻，一致，吸濕率低，進(jìn)而，提高了材料的剝離強(qiáng)度。提高了力學(xué)性能和剪切伸長率。
文檔編號C08J9/10GK103146109SQ201310108658
公開日2013年6月12日 申請日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者蔡正杰 申請人:浙江聯(lián)洋復(fù)合材料有限公司