[發明專利]用于生產聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的可發性顆粒及應用

無效

• 申請號: 201010180775.3
• 申請日: 2010-05-24
• 公開（公告）號: CN101857656A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 雷毅;陳小強;任洪燕;田奮娥;張曼
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08F220/06
• 分類號: C08F220/06;C08F220/46;C08F220/14;C08F220/48;C08F2/02;C08J9/16;C08K3/22;C08K3/04
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 呂建平

技術領域

本發明涉及高分子泡沫材料技術領域，特別是涉及聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料技術領域。

背景技術

聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)泡沫塑料由德國羅姆公司(德固賽的前身)于1962年開發出來，1971年開始工業化生產，1972年就被應用于航空領域。如今，PMI泡沫的應用領域已很廣泛，近年來國內外的其他機構也開始了對該高性能泡沫材料的進一步開發研究。

在同密度的情況下，PMI泡沫具有比其他聚合物泡沫材料更高的抗壓縮強度和剛度、更優異的耐高溫和耐濕熱性能、以及更好的抗高溫蠕變性能和尺寸穩定性。其突出的耐熱性能和高溫下優異的抗蠕變性能使其能承受碳纖維/環氧、碳纖維/雙馬等樹脂復合材料的高溫固化工藝條件，可實現泡沫夾芯與預浸料的一次共固化加工，可廣泛地應用于復合材料泡沫夾層結構件的制造。此外，由于聚甲基丙烯酰亞胺泡沫采用固體發泡工藝制造，故泡沫材料的閉孔率高，孔徑分布均勻，吸濕率低。上述性能特點使其在航天、航空、艦船、高速列車、風力發電等許多技術領域具有廣泛的應用前景。

目前，市場上只有德國德固賽公司生產并銷售商品名稱為ROHACELL的PMI泡沫材料，其產品形態只有唯一的板材一種形式，這種單一的產品形態限制了其應用范圍。具體應用中需要通過機械加工(如切割、打磨等)方式才能得到所需結構件，這樣就會造成材料的損失，更為明顯不足的地方是，對于需要由復雜結構形狀的PMI材料發揮泡沫材料功能的地方，則需要將泡沫板材打碎，用其填充到復雜結構的空間內。將泡沫板材打碎，PMI泡沫的閉孔結構遭到大量的破壞，這會使得PMI泡沫材料的使用性能大大降低。另外，破碎顆粒狀的PMI泡沫材料，較之整體結構的PMI泡沫材料，其各方面的性能也會受到很大影響。因此，其應用范圍大大受到限制。

發明內容

為了克服現有技術的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料存在的不足，本發明的目的是提供一種用于生產聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)泡沫材料的可發性顆粒，擴大聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)泡沫材料使用范圍。

本發明提供的用于生產聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)泡沫材料的可發性顆粒，可由下述方法所制備：各組分的用量以重量份計，將丙烯酸或甲基丙烯酸35～65份，丙烯腈或甲基丙烯腈35～65份，引發劑0.01～5份，分子量調節劑0～20份，發泡劑0.1～15份，泡沫穩定劑0～20份，交聯劑0～20份和添加劑0～50份的置入模具，先于30～50℃初步本體聚合反應10～72小時后，再于50～100℃進一步本體聚合反應1～30小時，得到共聚物板材，之后將共聚物板材粉碎、過篩即得到用于生產聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的可發性顆粒。

在上述技術方案中，其制備原料還可含有丙烯酸或甲基丙烯酸與丙烯腈或甲基丙烯腈重量含量之和5～30％的共聚單體。所述共聚單體可選用單官能烯類不飽和單體；優先選用含有丙烯酸或甲基丙烯酸的酯類共聚單體。進一步優先選用丙烯酸或甲基丙烯酸與含有1-5個碳原子的醇形成的酯、苯乙烯、馬來酸或馬來酸酐、衣康酸或衣康酸酐、馬來酰亞胺和(甲基)丙烯酰胺或N-取代的(甲基)丙烯酰胺中的至少一種。

在上述技術方案中，初步本體聚合反應和進一步本體聚合反應最好分別在不同溫度下進行多步聚合反應。

制取共聚物板材時，將原料組分按以上比例混合，置入板材摸具，采用澆鑄法進行本體聚合，制取共聚物板材。模具可采用兩塊玻璃板或金屬板中間夾有耐溶劑橡膠條，四周用鋼夾夾緊密封結構，其厚度一般為1～50mm，優選5～10mm，長寬一般為5～200cm。

共聚物板材經粉碎后，可發性顆粒的粒徑通常在5～200目范圍，且粒徑在10～60目范圍的不低于85％。可發性顆粒優先選用粒徑在10～40目范圍的顆粒。其他粒徑的顆粒可做為填料添加于原料中進行聚合，以循環使用。