[發(fā)明專利]一種原位增強聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310013850.0
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103073672A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 唐紅艷;饒小波;陳其政
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/56;C08F220/06;C08J9/08;C08J9/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種泡沫材料及制備方法，具體涉及一種原位增強聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料是一種主鏈中含有六元酰亞胺環(huán)的聚合物，由于存在這個特殊結(jié)構(gòu)而使得其具有卓越的熱力學性能，在高溫環(huán)境中其性能優(yōu)勢更為明顯，除了具有良好的力學性能、熱變形溫度和化學穩(wěn)定性，還具有質(zhì)量輕、泡孔全封閉的優(yōu)點。主要作為一種高性能夾層結(jié)構(gòu)復合材料的理想芯層材料應用于航空航天等軍事領(lǐng)域。

隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的性能要求越來越高，制備出性能更加優(yōu)異的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料才能滿足需求。在制備聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料過程中，專利CN101381427、CN101550215A、CN102051012A、CN102675795A、CN102675796A、CN101173057A添加甲基丙烯酸烯丙酯、三聚氰酸三烯丙酯、丙烯酸烯丙酯、烯丙基丙烯酰胺、烯丙基甲基丙烯酰胺、氰尿素三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯等作為交聯(lián)劑，用來增加聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的力學性能。目前，這些交聯(lián)劑國內(nèi)還沒有大批量生產(chǎn)，只能通過進口來滿足需求，價格昂貴，必然導致制備的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料成本較高。

其中專利CN101550215A、CN102051012A、CN102675795A、CN102675796A、CN101173057A同時還添加金屬氧化物，即氧化鎂、氧化鋅或氧化鈣作為交聯(lián)劑，在制備過程中金屬氧化物與主單體之一的甲基丙烯酸或丙烯酸反應，然后參與聚合反應起到交聯(lián)劑的作用。但金屬氧化物與甲基丙烯酸或丙烯酸的反應活性較低，很容易有未完全反應的金屬氧化物殘留，在體系中會造成缺陷，產(chǎn)生應力集中點，制備得到的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料力學性能偏低。

隨著民航飛機、鐵路機車、船舶、風力發(fā)電葉片、體育用品等民用領(lǐng)域?qū)奂谆啺放菽牧闲枨蟮脑黾樱瑸榱藵M足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，不斷改進現(xiàn)有聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的性能，制備性能更加優(yōu)異的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料及品種必將引起人們極大的關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種原位增強聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料及其制備方法。采用丙烯酸酯類單體和丙烯酰胺類單體為主單體，添加丙烯酸類單體和二價金屬氫氧化物，在聚合過程中原位生成丙烯酸二價金屬鹽，參與聚合反應，起原位增強作用。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一、一種原位增強聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料，由如下重量份的原料制成的：

丙烯酸酯類單體??????30～80份；

???????丙烯酰胺類單體??????20～70份；

???????丙烯酸類單體????????5～20份；

???????二價金屬氫氧化物????0.5～10份；???

聚合引發(fā)劑??????????0.1～3份；

發(fā)泡劑??????????????2～20份。

二、一種原位增強聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的制備方法，包括如下步驟：?

（1）交聯(lián)體系的制備：將丙烯酸類單體5～20份；二價金屬氫氧化物0.5～10份；按重量份混合，通過電動攪拌、磁力攪拌、超聲攪拌或搖床攪拌在40～60℃反應1～5h，得到均相透明液體；??

（2）預聚合：將所述的均相透明液體與丙烯酸酯類單體30～80份；丙烯酰胺類單體20～70份；聚合引發(fā)劑0.1～3份；發(fā)泡劑2～20份；按重量份混合在80～130℃電動攪拌、磁力攪拌、超聲攪拌或搖床攪拌反應5～60min，得到預聚液體；

（3）再聚合：將所述的預聚液體注入模具內(nèi)，置于30～60℃水浴中，保留70～100h，取出得到透明塊體；

（4）高溫發(fā)泡：將所述的透明塊體放入模具中，將模具溫度維持在150～240℃，同時給模具施加壓力0～10MPa，保留0.5～7h后冷卻至常溫，取出得到原位增強聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料。

所述的丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯中的任意一種或以任意比例的兩者混合物。

所述的丙烯酰胺類單體為丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的任意一種或以任意比例的兩者混合物。

所述的丙烯酸類單體為丙烯酸、甲基丙烯酸中的任意一種或以任意比例的兩者混合物。

所述的二價金屬氫氧化物為氫氧化鎂、氫氧化銅、氫氧化鋇、氫氧化鈣、氫氧化鋅中的任意一種或以任意比例的兩者混合物。