[發(fā)明專利]低吸水性聚甲基丙烯酰亞胺泡沫塑料的制備方法及其應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210153228.5
• 申請(qǐng)日: 2012-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102675796A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯平才;阮詩(shī)平;焦自保
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江育達(dá)復(fù)合材料有限公司
• 主分類號(hào): C08L33/02
• 分類號(hào): C08L33/02;C08L33/20;C08F220/46;C08F220/06;C08F220/56;C08J9/10;C08J9/14;B29C71/02;B32B27/06;B32B27/18;B32B27/30
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 陳揚(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低吸水性聚甲基丙烯酰亞胺泡沫塑料的制備方法。

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)到240℃，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)度重量比，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(jì)及優(yōu)化制造方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。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(wú)需專用機(jī)具；可在165-205℃之間熱成形，成形模具的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，采用木材、聚酯或環(huán)氧樹(shù)脂制成的模具就可以滿足要求；此外它還可與熱固性樹(shù)脂兼容，與熱固性樹(shù)脂膠粘劑如ER、不飽和聚酯樹(shù)脂、雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂、氰酸酯樹(shù)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(zhǎng)時(shí)間置于空氣中會(huì)吸水，吸潮以后，H₂O?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(huì)和酰亞氨基團(tuán)之間形成物理鍵－范德華力。同時(shí)未反應(yīng)完全的端羧基極性較強(qiáng)親水，長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中PMI會(huì)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(duì)PMI的加工過(guò)程產(chǎn)生影響，導(dǎo)致尺寸穩(wěn)定性降低，同時(shí)各項(xiàng)力學(xué)性能也有所下降。

PMI泡沫制成三明治夾芯結(jié)構(gòu)，成型溫度一般在100℃以上，PMI泡沫的吸水性對(duì)夾芯復(fù)合材料的性能有很大的影響。PMI泡沫的吸水率大會(huì)嚴(yán)重降低泡沫與黏膠層或樹(shù)脂層之間的結(jié)合力，因?yàn)樵诟邷爻尚蜅l件下，泡沫中的水分受熱蒸發(fā)逐步遷移到泡沫的表層，水蒸氣在面板層和泡沫之間形成空隙，使PMI泡沫和面板層之間結(jié)合力下降或沒(méi)有結(jié)合力。從而使夾芯材料的機(jī)械性能特別是剝離強(qiáng)度嚴(yán)重下降。

發(fā)明內(nèi)容

???????為了降低PMI泡沫的吸水性帶來(lái)的不利影響，本發(fā)明的目的是提供一種低吸水性聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的制備方法及其應(yīng)用，該方法通過(guò)不同憎水劑的加入制備低吸水性聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料，提高夾芯材料的機(jī)械性能，提高剝離強(qiáng)度。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種低吸水性聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于：該方法以甲基丙烯酸、丙烯腈和第三單體為基體，通過(guò)加入憎水劑，同時(shí)加入引發(fā)劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、密度控制劑以及成核劑共聚得到甲基丙烯酸/丙烯腈的共聚板，再經(jīng)過(guò)高溫發(fā)泡和熱處理制得聚甲基丙烯酰亞胺泡沫塑料，具體包括以下步驟：

（1）配方按如下重量份配置：甲基丙烯酸40-60?、丙烯腈40-60、第三單體5-20、憎水劑1-20、引發(fā)劑0.05-0.6、發(fā)泡劑1-16、交聯(lián)劑1-12、密度控制劑0.1-3、成核劑0.3-18；

???????按照上述配方將甲基丙烯酸、丙烯腈、第三單體、憎水劑混合，加入引發(fā)劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、密度控制劑、成核劑，混合均勻得到均勻溶液；

（2）將得到的溶液注入密封好的兩塊平行玻璃內(nèi)，在30℃-80℃水浴溫度條件下聚合反應(yīng)10-70小時(shí)，形成甲基丙烯酸/丙烯腈共聚板；

（3）將共聚板放置在80℃-180℃條件下預(yù)熱2-10小時(shí)，再經(jīng)180℃-230℃條件下發(fā)泡10min-200min，得到聚甲基丙烯酰亞胺泡沫；

（4）將制得的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫在100℃-200℃條件下熱處理1-5小時(shí)，得到聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料。

本發(fā)明所述憎水劑包括反應(yīng)型憎水劑，如馬來(lái)酸酐；添加型憎水劑，如為聚四氟乙烯、有機(jī)硅、雙羥基硅油、納米層狀硅酸鹽中的一種或幾種。反應(yīng)型馬來(lái)酸酐主要與端羧基反應(yīng)，使之不暴露于水分子的作用，自身的五元環(huán)暴露在外邊形成空間位阻作用。憎水劑的用量基于單體的重量為0.8-25wt%。

所述第三單體為含有雙鍵的丙烯酰胺類或丙烯酸烷基酯類，如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一種或幾種。

所述發(fā)泡劑為N，N-二甲基脲，異丙醇或異丁醇中的一種或幾種。

所述交聯(lián)劑為丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、氧化鎂或或二甲基丙烯酸乙二醇酯。