[發明專利]氰酸酯泡沫塑料的制備方法

有效

• 申請號: 201710623576.7
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107474534B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 羅永明;徐彩虹;陳艷杰;李永明;張宗波;曾凡
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08L79/04
• 分類號: C08L79/04;C08L83/16;C08G73/06;C08J9/02;C09J179/04;C09J183/16
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩;馬東偉

本發明涉及一種氰酸酯泡沫塑料的制備方法，屬于氰酸酯聚合反應技術領域，在不使用催化劑的前提下，制得氰酸酯泡沫塑料。首先，將原料氰酸酯與原料硅氮烷混合，攪拌均勻，加熱保溫，進行發泡反應，然后，升高反應體系的溫度，保溫，使得氰酸酯泡沫塑料預聚體發生交聯固化反應，得到氰酸酯泡沫塑料。本發明提供的氰酸酯泡沫塑料的制備方法可用于制備氰酸酯泡沫塑料。

技術領域

本發明涉及一種氰酸酯聚合反應，尤其涉及一種氰酸酯泡沫塑料的制備方法。

背景技術

氰酸酯泡沫塑料是一種由大量氣體微孔分散于氰酸酯樹脂中而形成的一類高分子材料，具有質輕、隔熱、隔音、熱導率低、比強度高、吸收沖擊載荷等優點。另外，由于氰酸酯樹脂固化后可以形成三嗪環結構，使得氰酸酯泡沫塑料還具有優異的尺寸穩定性和熱穩定性、優良的力學性能和粘結性能、玻璃化轉變溫度高、吸濕率低、毒性低、熱膨脹系數低、介電常數低、介電損耗角正切值小等優點，因此，廣泛用于航空航天、潛艇以及其他輕質結構材料等領域。

現有技術中，氰酸酯泡沫塑料的制備方法主要包括空心微珠法和發泡劑法等，但是，在制備過程中，上述制備方法均需要使用催化劑，而這些催化劑在制備完成后，會殘存在氰酸酯泡沫塑料中，從而影響氰酸酯泡沫塑料的熱穩定性、力學性能、介電常數和介電損耗角正切值等多方面的綜合性能。

此外，現有的氰酸酯泡沫塑料的制備方法，氰酸酯的固化溫度較高(通常在250℃以上)，導致反應體系的安全性降低，且會造成能源的浪費。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種氰酸酯泡沫塑料的制備方法，在不使用催化劑的前提下，制得氰酸酯泡沫塑料。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種氰酸酯泡沫塑料的制備方法，包括如下步驟：

步驟S1：將質量份數為100分的原料氰酸酯與質量份數為5～30份的原料硅氮烷混合，攪拌均勻，得到氰酸酯與硅氮烷的混合物；

步驟S2：將氰酸酯與硅氮烷的混合物加熱，保溫，進行發泡反應，得到氰酸酯泡沫塑料預聚體；

步驟S3：升高步驟S2的反應體系的溫度，保溫，使得氰酸酯泡沫塑料預聚體發生交聯固化反應，得到氰酸酯泡沫塑料。

進一步地，上述步驟S1，包括如下步驟：將質量份數為100份的原料氰酸酯與質量份數為5份～30份的原料硅氮烷在0℃～30℃混合，攪拌均勻，得到氰酸酯與硅氮烷的混合物。

進一步地，上述步驟S2，包括如下步驟：將氰酸酯與硅氮烷的混合物加熱至50℃～100℃，進行發泡反應5min～120min，得到氰酸酯泡沫塑料預聚體；

進一步地，上述步驟S3，包括如下步驟：將步驟S2的反應體系的溫度升高至130℃～200℃，保溫1h～4h，使得氰酸酯泡沫塑料預聚體發生交聯固化反應，得到氰酸酯泡沫塑料。

進一步地，步驟S1中，氰酸酯與硅氮烷的混合物的粘度為0.1～200Pa.s。

進一步地，原料氰酸酯為液體的原料氰酸酯或者原料氰酸酯的有機溶劑溶液；原料硅氮烷為液體的原料硅氮烷或者原料硅氮烷的有機溶劑溶液。

進一步地，原料氰酸酯為脂肪族氰酸酯、通式(I～III)的氰酸酯中的至少一種；通式(I)為

通式(II)為

通式(III)為

式中R¹～R⁸為H、C1～C10直鏈或支鏈烷基、C3～C8環烷基、C1～C10烷氧基、鹵素、苯基或苯氧基中的一種；