[發明專利]一種聚甲基丙烯酰亞胺復合泡沫導電吸波材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810976332.1
• 申請日: 2018-08-25
• 公開（公告）號: CN109280306B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 胡愛軍;徐文生;常藝;李克迪;范曉慶;李鋒;孟佳麗
• 申請（專利權）人: 浙江中科恒泰新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L33/02
• 分類號: C08L33/02;C08L33/18;C08L67/00;C08L23/12;C08L27/06;C08K13/06;C08K7/14;C08K3/04;C08K7/06;C08J9/236;C08F220/06;C08F220/42;C08F220/56;C08F220/
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本發明涉及新材料制備領域，具體關于一種聚甲基丙烯酰亞胺復合泡沫導電吸波材料的制備方法；由以下步驟制成：稱取（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯腈、第三單體、功能化的吸波劑、分散劑、防沉劑、引發劑、成核劑、阻聚劑、含鈰發泡材料和交聯劑加入到反應釜中，經過聚合反應制備出可發性聚甲基丙烯酰亞胺樹脂顆粒，然后用該種顆粒與粘接劑、助劑、功能化的吸波劑和纖維狀物質混合后，預熱，發泡得到聚甲基丙烯酰亞胺復合泡沫導電吸波材料。本發明材料不僅具有良好吸波性能、耐熱性能、力學性能，還可以制備異形件，可避免材料機械加工獲得復雜形狀的時候造成工序復雜、物料浪費等缺陷。

技術領域

本發明涉及材料制備領域，具體關于一種聚甲基丙烯酰亞胺復合泡沫導電吸波材料的制備方法。

背景技術

聚甲基丙烯酰亞胺泡沫（PMI）是一種交聯的、孔徑分布均勻的泡沫，具有卓越的結構穩定性和高機械強度。聚甲基丙烯酰亞胺泡沫具有比其他聚合物泡沫材料更高的比強度、比模量、耐熱性和耐濕熱性能，以及更好的抗高溫蠕變性能和尺寸穩定性。其突出的耐熱性能和高溫下優異的抗蠕變性能使其能承受環氧、雙馬等熱固性樹脂復合材料的高溫固化工藝條件，可實現泡沫夾芯與預浸料的一次共固化成型，可廣泛應用于復合材料泡沫夾層結構件的制造。此外，由于聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的閉孔率高，孔徑分布均勻，吸濕率低，使其作為芯材的夾芯復合材料具有遠優于蜂窩復合材料的耐久性和耐環境性。上述性能特點使其在航天、航空、艦船、高速列車、風力發電等許多技術領域具有廣泛的應用前景。

目前，通常制備的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料雖然具有良好的力學性能、耐熱性能等優點，但是合成的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料一般都是良好的透波材料。

聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料是目前世界上比強度(強度/密度)和比模量(模量/密度)最高的泡沫材料，并且具有優異的耐高溫性能和尺寸穩定性能，是制造輕質高強復合材料夾層結構理想的芯材。

中國專利200710117643.4號公開了一種聚丙烯酰亞胺泡沫材料的制備方法及其產品，該方法生產的材料基本不具有吸波性能。

中國專利申請200710159605.5號公開了一種用于生產聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的可發性顆粒，由于該類型聚合物的聚合特性，導致在添加高密度的吸波劑的過程中容易沉淀，且不能添加密度較大的吸波劑例如某些磁性吸波劑，不能實現低頻段的吸波性能。導致其吸波頻率范圍和吸波效率較低。此外，沒有對該類吸波劑功能化處理，不能使吸波劑均勻分散在PMI泡沫顆粒表面，影響了該類吸波材料的實際應用效果。

申請號為201010180775.3的中國專利申請，采用粉碎、過篩的方式獲得樹脂顆粒。

申請號為200810031468.1的中國專利申請，其所使用的在聚合原料混合液中使用功能粉末添加劑的方式，由于原料的化學特性、粘度特性、密度特性，以及自由基聚合反應的特性，添加劑的品種、用量受限，導致以該方式獲得的功能泡沫的吸波性有限。同樣，其并沒有對該類吸波材料進行表面處理，并不能使吸波材料均勻分散在PMI體系中，從而使PMI泡沫材料各部分的吸波性能出現極大的差異，限制了該類吸波材料的實際應用。

中國專利申請CN200910102124.X號公開了一種吸波型PMI泡沫夾芯結構復合材料的制備方法，該制備方法在實際使用過程中存在以下缺陷：首先，加入的吸波劑未經過功能化，吸波劑加入量少時，吸波性能差；加入多時往往對聚合反應影響較大，使可發泡的泡沫材料發泡不均勻甚至不能正常發泡。在實際使用中，該方法合成的泡沫材料往往存在發泡不充分、容易沉降、力學性能較差、吸波性能較差、吸波強度較低等缺陷。而且，加入的吸波劑種類較少，僅在某些頻率范圍內具有吸波性能，并不具有較寬的頻率吸收性能。該泡沫夾芯結構的吸波性能并不均勻，吸波劑大部分集中分布于某一個界面，各個方向測試的結果相差較大，如果把該結構體切割開來進行測試，會發現各部分的吸波性能差別也非常大。

由上可知，目前既具有良好力學性能，又具有良好吸波性能的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料是比較缺乏的。所以，開發具有良好吸波性能的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料具有較好的意義。