[發(fā)明專利]一種NCC和石墨烯共同增強(qiáng)密胺泡沫的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711246713.6
• 申請(qǐng)日: 2017-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN107936281A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳照峰;張俊雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太倉(cāng)派歐技術(shù)咨詢服務(wù)有限公司
• 主分類號(hào): C08J9/00
• 分類號(hào): C08J9/00;C08L61/28;C08L1/04;C08K3/04;C08G12/32
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)柔性密胺泡沫的制備方法，尤其是涉及一種NCC（納米纖維素晶體）和石墨烯共同增強(qiáng)密胺泡沫的制備方法，屬于發(fā)泡材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

密胺泡沫又稱三聚氰胺甲醛泡沫，是一種以密胺樹脂為主要原料，經(jīng)發(fā)泡制備而成的新型阻燃多孔泡沫材料。密胺泡沫密度低，具有三維開孔結(jié)構(gòu)且開孔率高于85%，吸水性好，單位體積下可吸收60~150倍質(zhì)量的水，阻燃性好，隔熱性優(yōu)良，吸音性好，原料來源廣泛，價(jià)格低廉、可加工性好等，因此在建筑降噪保溫、交通、軍事、電子、日化清潔等各個(gè)領(lǐng)域都具有重要的意義。盡管，密胺泡沫已廣泛應(yīng)用于日常清潔、建筑吸聲、車體保溫等領(lǐng)域，但由于其強(qiáng)度較低、脆性較大、韌性不足、掉粉率高、壓縮強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，使其應(yīng)用受到限制。

申請(qǐng)?zhí)枮?01410611034.4的中國(guó)專利提供了一種高柔韌性的改性三聚氰胺甲醛樹脂，由三聚氰胺、甲醛、異氰脲酸酯、脂肪酸酰胺、聚乙二醇、烷基酚聚氧乙烯醚、氫氧化鈉、酒精和水按照一定比例混合后合成出用于發(fā)泡的三聚氰胺樹脂。該發(fā)明通過調(diào)控樹脂成分，控制樹脂的共縮聚反應(yīng)改變樹脂結(jié)構(gòu)，降低樹脂交聯(lián)密度，從而增強(qiáng)泡沫強(qiáng)度、降低韌性和脆性，使其富有彈性并增加其穩(wěn)定性。同時(shí)，通過改性實(shí)現(xiàn)了延長(zhǎng)三聚氰胺甲醛樹脂的聚合時(shí)間和儲(chǔ)存周期。

專利號(hào)為201410611034.4的中國(guó)專利提供了一種本征阻燃改性三聚氰胺甲醛泡沫及其制備方法和應(yīng)用，使用聚乙烯醇和KH550改性三聚氰胺甲醛樹脂，利用聚乙烯醇的柔性鏈段和硅烷偶聯(lián)劑KH550的含活性氨基及粘結(jié)性的特點(diǎn)，使其參與三聚氰胺甲醛的反應(yīng)中，從而將柔性的PVA和KH550鏈嵌入至三聚氰胺甲醛的剛性基團(tuán)之間來解決泡沫容易脆裂粉化，韌性差的問題。該發(fā)明所制備的三聚氰胺甲醛泡沫，具有柔韌性好、壓縮強(qiáng)度高、氧指數(shù)大于34％，回彈率高等優(yōu)點(diǎn)。

申請(qǐng)?zhí)枮?01610892337.7的中國(guó)專利提供了一種納米結(jié)晶纖維素改性增強(qiáng)的硬質(zhì)密胺泡沫及其制備方法，使用納米結(jié)晶纖維素與多聚甲醛反應(yīng)制得高濃度納米結(jié)晶纖維素甲醛預(yù)混溶液后再與三聚氰胺反應(yīng)，制得納米結(jié)晶纖維素改性的可發(fā)性密胺樹脂，經(jīng)添加表面活性劑、固化劑、發(fā)泡劑等發(fā)泡后得到納米結(jié)晶纖維素改性增強(qiáng)的硬質(zhì)密胺泡沫。該發(fā)明所得的硬質(zhì)密胺泡沫具有壓縮強(qiáng)度高，泡孔均勻，阻燃性能和熱穩(wěn)定性好，制備方法簡(jiǎn)便，容易實(shí)施等優(yōu)點(diǎn)。

上述發(fā)明給出了一些用于密胺泡沫改性的思路，通過增加增強(qiáng)相顆粒來改性密胺泡沫的性能，如壓縮強(qiáng)度、粉化率、阻燃性能等，具有一定的增強(qiáng)效果。但是，對(duì)于采用雙相增強(qiáng)顆粒復(fù)合增強(qiáng)的密胺泡沫并在此基礎(chǔ)上改善密胺泡沫的憎水性、隔熱性、阻燃性能尚未提及，因此基于上述需求，提出了本發(fā)明中的技術(shù)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種NCC和石墨烯共同增強(qiáng)密胺泡沫的制備方法，通過將NCC微晶和石墨烯加入到密胺泡沫骨架中作為顆粒增強(qiáng)相和氣泡形核中心，在提高發(fā)泡效率同時(shí)，提高了泡沫骨架的強(qiáng)度，達(dá)到了密胺泡沫增強(qiáng)的目的。由于石墨烯具有熱輻射特性，可以降低密胺泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)以提高其隔熱能力。同時(shí)，石墨烯的加入也提高了密胺泡沫的憎水性能。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的采用的技術(shù)方案是：

一種NCC和石墨烯共同增強(qiáng)密胺泡沫的制備方法，其特征在于所述的制備方法包括以下順序的步驟：

（1）將石墨烯粉末分散在水中形成石墨烯水溶液；

（2）將NCC微晶分散在水中形成和NCC水溶液；

（3）將步驟（1）中的石墨烯水溶液與多聚甲醛加入到反應(yīng)釜中，并控制反應(yīng)釜溫度在80~110℃，超聲震蕩10~30min，使石墨烯在溶液中分散均勻得到含石墨烯的多聚甲醛溶液，其中多聚甲醛的濃度為50~60%；

（4）向步驟（3）中制得的混合溶液中加入三聚氰胺，并將釜溫控制在50~85℃，調(diào)節(jié)溶液pH為8~9，以200~600rpm轉(zhuǎn)速進(jìn)行機(jī)械攪拌恒溫反應(yīng)1.5~3h，并實(shí)時(shí)測(cè)量反應(yīng)釜內(nèi)混合液粘度，至粘度為800~1000mPa?s時(shí)，使用冰水浴冷卻反應(yīng)釜停止反應(yīng)，其中三聚氰胺與多聚甲醛的比例為1:1.8~2.8；

（5）將步驟（2）制得的NCC水溶液加入步驟（4）中制得的混合溶液，并在1500~3000rpm轉(zhuǎn)速下進(jìn)行機(jī)械混合，使NCC分散均勻；

（6）調(diào)節(jié)步驟（5）制得的混合溶液pH為8~9，并將釜溫調(diào)節(jié)到60~90℃，以1500~3000rpm轉(zhuǎn)速攪拌恒溫反應(yīng)至溶液粘度為1200~1400mPa?s，制得改性三聚氰胺樹脂；