[發(fā)明專利]一種聚丙烯酰亞胺泡沫的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210071504.3
• 申請(qǐng)日: 2012-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN102850705A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程玨;謝彥龍;張軍營;董巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L33/20
• 分類號(hào): C08L33/20;C08F220/44;C08F8/12;C08F8/48;C08J9/12;C08J3/24
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種污染小、成本低的聚丙烯酰亞胺泡沫的制備方法，屬于聚丙烯酰亞胺泡沫技術(shù)領(lǐng)域。?

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)，具有比聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PUR)、酚醛樹脂(PF)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)到240℃，是目前耐溫性最好的剛性結(jié)構(gòu)泡沫塑料之一。PMI泡沫塑料常用作層壓結(jié)構(gòu)的夾芯材料，特別是生產(chǎn)層狀結(jié)構(gòu)材料、層壓材料、復(fù)合材料和泡沫復(fù)合體，在質(zhì)量設(shè)計(jì)及優(yōu)化制造方面有明顯的優(yōu)勢：[HERMANN?SEIBERT.PMI?rigid?foam?plastics[J].Kunststoffe，1999，(4)：32-33；HERMANN?SEIBERT.PMI?Foam?cores?find?further?applications[J].Reinforced?Plastics，2000，(1)36-38；HERMANN?SEIBERT.Applications?for?PMI?foams?in?aerospace?sandwich?structures[J].Reinforced?Plastics，2006(1)，44-48；胡培.PMI泡沫：夾心結(jié)構(gòu)的芯材[J].玻璃鋼，2003(2)：9-17；余燁譯.作芯材用的硬聚甲基丙烯酰亞胺泡沫塑料[J].國外機(jī)車車輛工藝，2000(5)，46]，被廣泛地應(yīng)用在電子、運(yùn)載火箭、航空、鐵路機(jī)車、船舶、天線、雷達(dá)天線罩、醫(yī)療、體育器材等領(lǐng)域。?

PMI泡沫塑料最早在1962年由德國羅姆公司開發(fā)研制出來，經(jīng)過30多年的發(fā)展后，開發(fā)出一系列具有不同性能和用途的產(chǎn)品，以?商品名ROHACELL出售，有普通型(IG)、非均質(zhì)型(P)、航空型(WF)、自熄型(S)等類型。[余燁譯，做芯材用的硬質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫塑料[J]，國外機(jī)車車輛工藝，2000，5：46；侯斌，聚甲基丙烯酰亞胺泡沫塑料[J]，化工新型材料，1999，8：27；劉鐵民，張廣成，陳挺，等.泡沫塑料高性能化研究進(jìn)展[J]工程塑料應(yīng)用，2006，34(1)：61-64；周飛成，聚酰亞胺泡沫塑料開發(fā)研究概述[J]，橡膠技術(shù)與裝備，2004，31(6)：22-25]?

國內(nèi)PMI泡沫已用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料和透波材料，主要從德國進(jìn)口，價(jià)格昂貴。國產(chǎn)PMI泡沫已用于無人機(jī)機(jī)翼的制備。航天材料及工藝研究所研制的耐高溫、隔熱、透波PMI泡沫材料，一些性能已達(dá)ROHACELL的水平。國內(nèi)航空、航天、民品對(duì)PMI泡沫有較大的需求。[趙飛明，安思彤，穆晗.聚丙烯酰亞胺(PMI)泡沫研制現(xiàn)狀[J].宇航材料工藝，2008(01)，1-9；趙銳霞，尹亮，潘玲英.PMI泡沫夾層結(jié)構(gòu)在航天航空工業(yè)的應(yīng)用，宇航材料工藝，2011(2)，13-16]?

PMI泡沫的制備方法主要有高溫高壓擠出法和自由基預(yù)聚體法兩種。高溫高壓擠出法是以甲基丙烯酸甲酯與伯胺為單體在雙螺桿擠出機(jī)中高溫高壓下進(jìn)行反應(yīng)制備PMI泡沫，采用該方法時(shí)需要高溫高壓設(shè)備，成本高。自由基預(yù)聚體法制備PMI泡沫塑[曹明法，胡培.船用玻璃鋼/復(fù)合材料加層結(jié)構(gòu)中泡沫芯材，江蘇船舶，2004，21（2），3-19]的生產(chǎn)過程分兩步，第一步是制備MAN／MAA預(yù)聚物，加入甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯腈(MAN)及引發(fā)劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑和成核劑制得均勻的反應(yīng)混合溶液，聚合得到可發(fā)泡的MAN／MAA共聚物（反?應(yīng)式如下所示）。第二步是MAA／MAN共聚物的發(fā)泡，在200～220℃的熱空氣爐中加熱若干小時(shí)，聚合物中相鄰的MAA和MAN鏈節(jié)會(huì)發(fā)生分子重排反應(yīng)生成六元酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu)（反應(yīng)式如下所示）[謝克磊，曲春燕，馬瑛劍，楊海冬.交聯(lián)劑對(duì)PMI泡沫塑料結(jié)構(gòu)與性能的影響，材料工程，2009（4），23-30;W·蓋爾，M·克里格，N·拉烏，S·澤瓦蒂.制備塊狀聚（甲基）丙烯酰胺泡沫材料的方法[P].中國專利：101381427，2009-03-11；J·舍布勒，W·蓋爾，H·賽貝特，L·邁爾，T·雅恩，T·巴特爾.耐熱變形性的具有微細(xì)孔的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫[P].中國專利：1866531，2006-11-01]，得到PMI泡沫塑料。自由基預(yù)聚法制備PMI泡沫工藝復(fù)雜，同時(shí)以丙烯腈類單體為起始物，毒性大，污染環(huán)境。?

發(fā)明內(nèi)容