[發(fā)明專利]一種自阻燃型改性三聚氰胺甲醛泡沫及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410705552.2
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104387608A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳昆;羅富彬;呂滿庚;吳土萍;祝洪艷;李曉亞
• 申請（專利權(quán)）人: 中科院廣州化學(xué)有限公司
• 主分類號: C08J9/14
• 分類號: C08J9/14;C08L61/32;C08G12/40
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 張燕玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚合物泡沫領(lǐng)域，具體涉及一種自阻燃型改性三聚氰胺甲醛泡沫及其制備方法。

背景技術(shù)

聚合物發(fā)泡材料是指以聚合物(塑料、橡膠、彈性體或者天然高分子材料)為基礎(chǔ)，其內(nèi)部有無數(shù)泡孔的微孔材料，也可視為以氣體為填料的復(fù)合材料。典型的發(fā)泡材料包括聚苯乙烯泡沫、聚烯烴泡沫、聚氯乙烯泡沫沫等熱塑性泡沫；聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、環(huán)氧樹脂泡等熱固性泡沫塑料；丁腈橡膠泡沫、熱塑性彈性體泡沫及發(fā)泡淀粉、發(fā)泡植物纖維等天然高分子發(fā)泡材料。它們在家庭日常用品、交通工具、包裝材料、絕緣材料、電子產(chǎn)品、運(yùn)動設(shè)施、電器和化學(xué)以及紡織等行業(yè)中廣泛應(yīng)用，高性能的泡沫塑料在軍事、航天航空等尖端領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

各種聚合物泡沫材料中，三聚氰胺甲醛樹脂泡沫材料具有良好的阻燃性能、熱穩(wěn)定性、低發(fā)煙性、高的耐老化性能。近年來，國內(nèi)大專院校對三聚氰胺甲醛樹脂泡沫的開發(fā)日益重視。

三聚氰胺甲醛塑料具有良好的耐熱性、耐水性、電性能及機(jī)械強(qiáng)度。MF泡沫是一種有高開孔率的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的新型泡沫，其具有低密度，良好的機(jī)械加工性能，杰出的吸音性和優(yōu)異的阻燃性。但是MF泡沫具有韌性差、壓縮回彈性差、極其容易脆裂等缺陷，這嚴(yán)重限制了MF泡沫的使用范圍。在公開的專利中，如US3093600通過使用多元醇改善泡沫的彈性，但是效果并不明顯。文獻(xiàn)(張玉森.功能化三聚氰胺甲醛泡沫的合成及應(yīng)用研究[D].齊魯工業(yè)大學(xué)，2013)中敘述了包括乙醇胺，二元醇等對三聚氰胺甲醛泡沫的改性和制備方法，效果也遠(yuǎn)達(dá)不到要求。專利CN101735555A公開了包括聚乙烯醇(PVA)等物質(zhì)對三聚氰胺甲醛泡沫進(jìn)行改性，取得了一定的效果，但是其制備工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，由于其工藝限制，接入的PVA重量含量在5-12％，接入柔性鏈的量少必然導(dǎo)致其對性能的改善小。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述三聚氰胺甲醛泡沫的缺點(diǎn)，本發(fā)明的首要目的在于提供一種具有自阻燃，韌性好，回彈性好，不易脆裂的改性三聚氰胺甲醛泡沫。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述自阻燃型改性三聚氰胺甲醛泡沫的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述自阻燃型改性三聚氰胺甲醛泡沫的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種自阻燃型改性三聚氰胺甲醛泡沫的制備方法，包括如下步驟：

(1)取聚乙烯醇(PVA)于去離子水中，加熱攪拌溶解0.5～1.5小時(shí)，得到聚乙烯醇溶液；去離子水的用量為聚乙烯醇質(zhì)量的3～7倍；

(2)在配有攪拌器、溫度計(jì)和冷凝管的三口燒瓶中加入10g的三聚氰胺，加入甲醛溶液，待溫度達(dá)到70～80℃時(shí)調(diào)節(jié)pH值至8～9，溫度升到85～90℃，反應(yīng)15～25分鐘后，加入步驟(1)制備的聚乙烯醇溶液，然后往三口燒瓶中通入氣體，利用氣體的流動使溶解聚乙烯醇的水分隨氣體流出；繼續(xù)保溫反應(yīng)30分鐘，即得三聚氰胺甲醛預(yù)聚體；三聚氰胺與甲醛溶液中甲醛的摩爾比為1:(3～4)。

(3)取10～20g三聚氰胺甲醛預(yù)聚體倒入模具中，加入0.4～1.2g乳化劑，攪拌均勻后加入3～6ml發(fā)泡劑和0.4～2.0ml固化劑，攪拌至出現(xiàn)白色泡沫，放入烘箱中70～120℃發(fā)泡固化，得到自阻燃型改性三聚氰胺甲醛泡沫。

步驟(1)所述聚乙烯醇的重量為步驟(2)所述三聚氰胺甲醛預(yù)聚體重量的20～60％。

步驟(2)所述甲醛溶液的質(zhì)量百分比濃度為37％。

步驟(3)所述乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)中的一種。

步驟(3)所述固化劑為甲酸、乙酸、硫酸、磷酸、對甲苯磺酸、己二酸、草酸和鹽酸中的一種。

步驟(3)所述發(fā)泡劑為正戊烷、正己烷、環(huán)己烷、環(huán)戊烷、石油醚、二氯乙烷、二氯三氟乙烷(HCFC-123)和一氯二氟乙烷中的一種。

本發(fā)明將PVA溶解于去離子水中，然后加入到三聚氰胺甲醛預(yù)聚體中反應(yīng)，使PVA的柔性鏈段接入三聚氰胺甲酯聚合物中，從而達(dá)到改善泡沫脆性的效果。

一種根據(jù)上述制備方法制備得到的自阻燃型改性三聚氰胺甲醛泡沫。

上述自阻燃型改性三聚氰胺甲醛泡沫可應(yīng)用于保溫材料、吸聲材料或絕熱材料領(lǐng)域。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果：